Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Технические характеристики

Максимальный расход воздуха.	1,6 м³/ч
Допускаемое давление питания.	0,25…0,8 МПа (кгс/см²)
Пределы регулирования давления на выходе.	0,02…0,2 МПа (кгс/см²)
Допускаемое отклонение выходного давления при температуре окружающего воздуха (20±5) °С: · при изменении входного давления воздуха 0,25…0,8 МПа (кгс/см²); · при изменении расхода воздуха 0,15…1,6 м³/ч.	0,008 МПа; 0,01 МПа.
Отклонение выходного давления при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С.	0,002 МПа (кгс/см²)
Размер твёрдых частиц на выходе	не более 10 мкм
Масса	не более 0,71 кг
Загрязненность воздуха после редуктора, не ниже класса	3

Поз. обозначение	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
1	TE	Преобразователи температуры с пневматическим выходным сигналом 13ТД73	1
2	TRC	Приборы контроля пневматические с электрическим приводом диаграммы ПВ10.1	1
3		Механизм исполнительный пневматический МИП-П	1

4		Заслонка поворотная. Nemen серия 5000	1

Дано:

ω_нм = 0,37 (с^-1) – Наибольшая скорость вращения исполнительного вала;

ε_нм = 1,48 (с^-2) – Амплитуда ускорения исполнительного вала;

M_н _с = 61 (Н × м) – Статистический момент на исполнительном валу;

J_н = 36,2 (кг × м²) – Момент инерции нагрузки;

η = 0,97 – КПД одной ступени редуктора;

α = 4 – Допустимый коэффициент перегрузки ДПТ.

Требуемая мощность на валу:

Р_треб = (2× J_н × ε_нм + М_нс) × ω_нм = (2 × 36,2 × 1,48 + 61) × 0,37 = 62.2162 (Вт).

Т ипоразмер ДПТ с номинальной мощностью:

Р_ном ≥ Р_треб = 175 (Вт) – двигатель типа СЛ – 521.

Технические данные двигателя постоянного тока серии СЛ типа 569

Тип	Р_н _ом, Вт	U _ня, В	ω _ня, с^-1	I _ня, А	r _я, Ом	J _я × 10^–6, кг × м²	d, м
СЛ – 569	77	110	314	1,1	8,5	127	10^-2

Р_ном = 77 (Вт) – номинальная мощность двигателя;

U_ня = 110 (В) – номинальное напряжение якоря;

I_ня = 1,1 (А) – номинальный ток якоря;

ω_ня = 314 (c^-1) – номинальная скорость якоря;

J_я = 127×10^-6 (кг × м²) – момент инерции якоря;

r_я = 8,5 (Ом) – сопротивление якоря;

d = 10^-2 (м) – диаметр вала двигателя.

Номинальный полезный момент двигателя:

Коэффициент противоЭДС обмотки якоря:

Момент потерь на валу двигателя:

Момент с учетом потерь:

М _S = С × I _ня = 320 × 10^-3 × 1,1 = 352,55 × 10^-3 (Н × м).

Предварительная оценка передаточного числа редуктора i_p:

i_p ₁ £ i_p £ i_p ₂

i_p ₁ и i_p ₂ находятся из уравнения:

1,7 · 10^-3 · i_p ² – 1,9 · i_p + 118,1 = 0.

i_p ₁» 58;

i_p ₂» 1058.

Диапазон передаточного числа редуктора:

58 £ i_p £ 1058

Проверка рассчитанного передаточного числа редуктора по i_pmax = 1058.

А) Выполнение условия по скорости:

i_p · w _нм ≤ (1,1.. 1,2) · ω _ня;

i_p · w _нм = 1058 · 1,4 = 386,4 (с^-1);

1,1 · ω _ня = 1,1 · 377 = 414,7 (с^-1).

386,4 (с^-1) ≤ 414,7 (с^-1) – условие выполняется.

В) Выполнение условия по моменту:

M _НОМ ≤ (3..4) · M_n;

M _НОМ = 0,29 + 0,13 + 0,08 = 0,5 (Н·м);

3 · M_n = 3 · 464,2 · 10^-3 = 1,4 (Н·м).

0,5 (Н·м) ≤ 1,4 (Н·м) – условие выполняется.

С) Выполнение условия по перегреву:

M_t ≤ M_n;

M_n = 464,2 · 10^-3 (Н·м).

248,8 (Н·м) ≤ 464,2 (Н·м) – условие выполняется.

Выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям.

Расчёт редуктора с цилиндрическими колёсами для i_p = 200:

i_p = i ₁ · i ₂ ·…· i_n = 200;

где:

Z_n – число зубьев n -ой шестерни.

Соотношение передаточных чисел ступеней редуктора:

Из расчёта, что:

i_n = 11,2;

ИТОГ – 4 ступени.

i₁ = 1,88;

i₂ = 2,39;

i₃ = 3,98;

i₄ = 11,2.

i_p = 1,88 · 2,39 · 3,98 · 11,2 = 200,29» 200;

Расчёт числа зубьев:

Число зубьев ведущих шестерен:

Z ₁ = Z ₃ = Z ₅ = Z ₇ ≤ 15 = 15.

Число зубьев ведомых шестерен:

Z ₂ = Z ₁ · i ₁ = 15 · 1,88 = 28;

Z ₄ = Z ₃ · i ₂ = 15 · 2,39 = 36;

Z ₆ = Z ₅ · i ₃ = 15 · 3,98 = 60;

Z ₈ = Z ₇ · i ₄ = 15 · 11,2 = 168.

Расчёт диаметра колёс:

Модуль зуба выбирается из стандартного ряда при условии обеспечения прочности зуба по удельному давлению на зуб:

Для стальных цилиндрических прямозубых колёс с эвольвентным профилем:

σ_н	Удельное давление на зуб	≤ 1,372·10⁸
k _Д	Динамический коэффициент	1,7
М_нс	Статистический момент на исполнительном валу	35,4 (Н × м)
k _ε	Коэффициент перекрытия	1,25
ψ	Коэффициент смещения (5..10)	5
k _ф	Коэффициент формы	0,12
π		3,14
R	Радиус последней шестерни редуктора	(Z₈ · m) / 2
Z₈	Количество зубьев последней шестерни редуктора	168

m ≥ 1,3 = 2,0.

Диаметр ведущих шестерен:

D ₁ = D ₃ = D ₅ = D ₇ = m · Z ₁ = 2,0 · 15 = 30 (мм).

Диаметр ведомых шестерен:

D ₂ = m · Z ₂ = 2 · 28 = 56 (мм);

D ₄ = m · Z ₄ = 2 · 36 = 72 (мм);

D ₆ = m · Z ₆ = 2 · 60 = 120 (мм);

D ₈ = m · Z ₈ = 2 · 168 = 336 (мм).

Проверка:

A) Меньшего диаметра из колёс, относительно диаметра вала:

D ₁ ≥ 2 d.

30 (мм) ≥ 20 (мм) – условие выполняется.

B) Передаточного числа пар и всего редуктора:

i_p = 1,86 · 2,4 · 4,0 · 11,2 = 199,99» 200;

Передаточное число соответствует заданному.

Расчёт приведённого к валу двигателя момента инерции редуктора:

Расчёт момента инерции для шестерен по формуле для сплошного цилиндрического колеса:

J ₁ = J ₃ = J ₅ = J ₇ = K_J · D ₁ ⁴ = 7,752 · (3 · 10^-2)⁴ = 6,279 · 10^-6 (кг·м²);

J ₂ = K_J · D ₂ ⁴ = 7,752 · (5,6 · 10^-2)⁴ = 76,237 · 10^-6 (кг·м²);

J ₄ = K_J · D ₄ ⁴ = 7,752 · (7,2 · 10^-2)⁴ = 208,326 · 10^-6 (кг·м²);

J ₆ = K_J · D ₆ ⁴ = 7,752 · (1,2 · 10^-1)⁴ = 1,6 · 10^-3 (кг·м²);

J ₈ = K_J · D ₈ ⁴ = 7,752 · (3,36 · 10^-1)⁴ = 98,8 · 10^-3 (кг·м²);

Расчёт полного момента инерции:

π		3,14
ρ	Плотность стали (кг/м³)	7,9 · 10³
b = m · ψ	Ширина шестерни (м)	10^-2
D_i	Диаметр шестерни	30..336

= 6,279 · 10^-6 + 23,851 · 10^-6 + 10,769 · 10^-6 + 3,495 · 10^-6 + 2,47 · 10^-6 =

= 46,864 · 10^-6 (кг·м²).

J _ред = 46,864 · 10^-6 кг·м².

Проверка пригодности двигателя с рассчитанным редуктором.

А) Выполнение условия по скорости:

i_p · w _нм ≤ (1,1.. 1,2) · ω _ня;

i_p · w _нм = 200 · 1,4 = 280 (с^-1);

1,1 · ω _ня = 1,1 · 377 = 414,7 (с^-1).

280 (с^-1) ≤ 414,7 (с^-1) – условие выполняется.

В) Выполнение условия по моменту:

M _{НОМ.ред} ≤ (3..4) · M_n;

= 288,387 · 10^-3 + 182,474 · 10^-3 + 81,167 · 10^-3 = 0,552 (Н·м);

3 · M_n = 3 · 464,2 · 10^-3 = 1,393 (Н·м).

0,552 (Н·м) ≤ 1,393 (Н·м) – условие выполняется.

С) Выполнение условия по перегреву:

M_t _.ред ≤ M_n;

M_n = 464,2 · 10^-3 (Н·м).

276,3 (Н·м) ≤ 464,2 (Н·м) – условие выполняется.

Двигатель с редуктором подходят для использования.

Построение семейств механических и регулировочных характеристик двигателя.

Механическая характеристика строится по уравнению механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением:

1 точка – скорость холостого хода, при M = 0:

2 точка – рабочая точка, при М = M_n = 464,2 · 10^-3 (Н·м),

и ω = ω _ня = 377 (с^-1).

3 точка – пуск двигателя, при ω = 0:

Регулировочная характеристика строится также, по уравнению механической характеристики ДПТ с независимым возбуждением:

1 точка – рабочая точка, при U = U _ня = 110 (В),

и ω = ω _ня = 377 (с^-1).

2 точка – трогание двигателя, при U = U _Тр, и ω = 0;

Расчёт усилителя мощности.

Максимальное напряжение усилителя мощности U _max _.ум и добавочный резистор R_доб, ограничивающий ток якоря при пуске:

U _max _.ум = α × I _ня × (R_доб + r _я); – (уравнение якорной цепи для пускового режима).

U_max _.ум = = I _ня × R _доб + U _ня. – (уравнение якорной цепи для номинального режима).

α × I _ня × (R_доб + r _я) = = I _ня × R _доб + U _ня;

U_max _.ум = = I _ня × R _доб + U _ня.

U_max _.ум = = 2 × R _доб + 110.

R _доб = 13,5 (Ом) – добавочный резистор;

U_max _.ум = = 137,1 (В) – максимальное напряжение усилителя мощности.

Как следует из уравнения механической характеристики, скорость двигателя, а, следовательно, и его мощность (P = M · ω), при постоянном моменте нагрузки, можно регулировать изменением напряжения на якоре двигателя. Напряжение на якоре изменяется либо с помощью реостата, либо с помощью усилительно – преобразовательного устройства, при этом поток возбуждения остаётся постоянным.

Из уравнений для ДПТ и воспользовавшись графиками характеристик можно рассчитать напряжение на выходе усилительно – преобразовательного устройства в зависимости от требуемой мощности; и мощность в зависимости от напряжения.