Дәріс. Илемдеу моменті мен қуатын анықтау

Илемдеу орнағы жетегінің моменті. Жалпы жағдайда илемдеу орнағы жетегінің максималь қуаты мына формуламен анықталады:

N_қ = М_қ × ω_қ , (5.1)

мұндағы М_қ - қозғалтқыш білігіне келтірілген қосынды момент, кНм.

ω_қ - қозғалтқыш білігінің бұрыштық жылдамдығы, (с^-1),

немесе кВт (5.2)

мұндағы n - қозғалтқыш білігінің айналу саны айн/мин.

Қозғалтқыш білігіндегі момент үш бөліктен құралады

М_қ = М′_ил + М′_ү ± М¢_дин = М¢_ст ± М¢_дин (5.3)

мұндағы М′_ил - қозғалтқыш білігіне келтірілген металды деформациялау жұмысын атқаратын илемдеу моменті; М′_ү - пішінбілік мойынтіректері (М′_ү1) мен беріліс механизмдерінде (М′_ү2) пайда болатын қозғалтқыш білігіне келтірілген үйкеліс күшінің моменті; М′_дин - орнақтың басты желісіндегі қозғалтқыш көмегімен айналысқа түсетін (пішінбіліктер, айналдырықтар, тістегеріш, муфта) барлық бөліктерінің инерциясына төтеп беруге арналған қозғалтқыш білігіне келтірілген динамикалық момент, ол екпін алу (оң) немесе тежелу (теріс) кезінде туындайды.

М′_ил + М′_ү = М′_ст - металдың пішінбіліктер арқылы өтуі кезінде өзгеріссіз болады және ол қозғалтқыштың статикалық жүктемесі деп аталады.

Қозғалтқыш білігіне келтірілген илемдеу моментін илемдеу моменті М_ил мен редуктордың берілісі санын біле отырып анықтауға болады, яғни

М′_ил = М_ил / i (5.4)

М_ил = 2 P × а = 2 Py × l = 2 P_ор yl² × в_ор , (5.5)

мұндағы а - Р күшінің түсіретін иіні; y = а / l - теңәсерлі Р күшінің түсіретін иін коэффициенті.

, (5.6)

мұндағы b - теңәсерлі күштің түсірілу бұрышы.

Эксперименттік мәліметтер негізіне сүйене отырып мыналарды ұсынуңға болады:

а) ыстықтай илемдеуде:

а = (0,45 ¸ 0,5)l , y = 0,45 ¸ 0,5 ;

б) суықтай илемдеуде:

а = (0,2 ¸ 0,35)l , y = 0,2 ¸ 0,35

Қозғалтқыш білігіне келтірілген үйкеліс моменті пішінбілік мойынтіректеріндегі мен беріліс механизмдеріндегі үйкеліс моменттерінен құралады:

М′_ү = М′_ү1 + М′_ү2 = М_ү1 /i + М_ү2 /i (5.7)

Екіпішінбілікті орнақта илемдеу процесін жүргізгенде екі пішінбіліктің төрт мойынтірегінде туындайтын үйкеліс моменті М′_ү1 мынаған тең:

М_ү1 = 4 (P/2) m _n × r _n = P m _n × d _n , (5.8)

мұндағы Р - толық илемдеу күші;

m _м - пішінбіліктер мойынтіректеріндегі үйкеліс коэффициенті;

d _м - пішінбілік мойыншасының диаметрі.

Төртпішінбілікті орнақта илемдеу барысында күш жетектегі тіреу пішінбіліктеріне беріледі, сондықтан үйкеліске кететін шығын тек тіреу пішінбіліктерінің мойынтіректерінде туындайды. Жетекші жұмыс пішінбіліктерінің айналу осьіне келтірілген осы мойынтіректердегі үйкеліс моменті мынаған тең:

М_тр1 = Р m _n × d _n (Д _ж / Д_т), (5.9)

мұндағы m_м , d_м – тіреу пішінбіліктерінің мойынтіректеріндегі үйкеліс коэффициенті мен шетмойын диаметрі;

Д_ж , Д_т – жұмыс және тіреу пішінбіліктерінің диаметрі.

Қозғалтқыштан пішінбіліктерге беріліс механизмдеріндегі үйкеліс шығындарын берілістің пайдалы әсер коэффициентімен (ПӘК) h_б ескеруге болады. Сонда М_ү2 шамасын есепетемей-ақ бірден қозғалтқыштың статикалық жүктемесін анықтауға болады:

(5.10)

Берілістің пайдалы әсер коэффициентін тістегеріштік қапастың (h₁=0,92÷0,95), редуктордың (h₂=0,95 ÷ 0,98 әрбір сатысы үшін) және айналдырықтар мен муфталардың (h₃=0,99) п.ә.к көбейтіндісі ретінде алуға болады. Сонымен h_б = h₁ × h₂ × h₃ = 0,85 ÷ 0,93.

Илемдеу орнағының пайдалы әсер коэффициенті деп келтірілген илемдеу моментінің статикалық моментке қатынасын айтамыз:

(5.11)

Пішінбілік мойынтіректерінің құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты үйкеліс моменті илемдеу моментінің 6-12% құрайды, сондықтан орнақтың п.ә.к. мынадай аралықта болады: h_орнақ = 0,75 ÷ 0,85.

Илемдеу моментін алдыңғы және артқы керілісті ескере отырып А.И.Целиков бойынша мына формуламен есептеуге болады:

М_ил = .

Бірақ, моментті жалпы энергия шығыны бойынша есептеу қолайсыздау, өйткені мұнда деформацияға кететін және орнақ тораптарындағы барлық шығындарды ескеруге тура келеді.

Илемдеу орнағының екпін алу және тежелу режімінде жұмыс істегенде металдың өту барысында (айнымалы жылдамдықты орнақтарда) динамикалық момент туындайды.

Жалпы жағдайда массасы m дененің бірқалыпсыз жылдамдықпен υ және үдеумен j қозғалысы кезінде динамикалық күш мынаған тең болады:

. (5.12)

Дененің бірқалыпсыз қозғалысы (айналысы) кезінде оның массасы радиусы Ri (инерция радиусы) болатын шеңберде шоғырланады деп қарастыруға болады. Осы кезде

, (5.13)

мұндағы - бұрыштық үдеу, 1/с² .

Бұл күштің моменті мынаған тең:

. (5.14)

Айналмалы массаның инерция моменті деп mR_i² көбейтіндісін айтады;

mD_i² - айналмалы массаның сермер моменті,

болса, онда (5.15)

Қозғалтқыш білігіне келтірілген сермелік моменті орнақ желісінде орналасқан барлық бөлшектер массасының сермер моменттерінің қосындысына тең:

(5.16)

мұндағы mD_я, mD_м, mD_Р, mD_тг, mD_айн, mD_пб, - сәйкесінше қозғалтқыш якорінің, жетекші тістегеріш пен тегершік орнатылған моторлы муфтаның, редуктордың жетектегі тістегерішінің, тістегерішті қапастың тістегерішінің, айналдырықтың және пішінбіліктердің сермелік моменттері. Беріліс санының i квадраты алынған, өйткені массаның таза күші айналыс жиілігінің квадратына пропорционал, ал айналу жиілігі қозғалтқыш білігінен ары қарайғы бағытта кемиді.

M_орн және M_дин моменттерін анықтаған соң басты электрқозғалтқыш қуатын анықтауға болады. Қозғалтқышты оның қандай орнақтың жетегіне қызмет ететініне байланысты таңдап алады.

Илемдеу жылдамдығы тұрақты (реверссіз) орнақтың қозғалтқыш қуаты. Жетек қуатын анықтау үшін оның моментін білумен қатар осы моменттің уақыт бірлігіндегі өзгеру графигін де білу қажет, яғни илемдеудің жылдамдық режімін (Сурет 5.1).

Сурет 5.1 - Реверссіз орнақтардың жылдамдық және жүктемелік диаграммасы

Мұндай орнақтардың максимальды қуаты максималь статикалық жүктеме бойынша анықталады

N_қ.max = M¢_ст × ω_қ , N_н = M_н × ω_н , (5.17)

мұндағы ω_қ – қозғалтқыш якорінің берілген жүктемедегі айналу жиілігі, 1/с.

Кез-келген қозғалтқыш қысқа мерзімдік асқын жүктелу мен қызып кетуге тексерілуі тиіс Каталогтарда қысқа мерзімдік асқын жүктелу коэффициенттері келтіріледі К = 1,5-3,0, сонда

. (5.18)

Ұзақ уақыт жұмыс істеу барысында қозғалтқыштың қызып кетуін анықтау эквиваленті момент бойынша (орташа квадрат) анықталады

(5.19)

(M_н каталог бойынша анықталады).

Егер қуат бойынша таңдалып алынған, қозғалтқыштың номинальды айналу жиілігі n_н илемдеу жылдамдығы υ мен пішінбіліктер диаметріне D байланысты анықталатын пішінбіліктің айналу санынан n_пб асып кетсе, онда орнақ жетегі тізбегінің бойына беріліс саны i редукторын орнату қажеттілігінің туындайтынын көруге болады.