1. Главная
  2. Библиотека
  3. Детали машин
  4. 2. Имеется электропривод (см. рис. 1.2), содержащий эле...
Решение задачи на тему

2. Имеется электропривод (см. рис. 1.2), содержащий электродвигатель (ЭД) с моментом инерции ротора Jрд и редуктор (РД) с передаточным коэф фициентом q и к.п.д. η. На выходном валу редуктора укреплен барабан (Б) диаметром Дб и моментом инерции Jро, на

  • Детали машин
  • #Валопроводы и оси
  • #Зубчатые передачи
2. Имеется электропривод (см. рис. 1.2), содержащий электродвигатель (ЭД) с моментом инерции ротора Jрд и редуктор (РД) с передаточным коэф фициентом q и к.п.д. η. На выходном валу редуктора укреплен барабан (Б) диаметром Дб и моментом инерции Jро, на

Условие:

2. Имеется электропривод (см. рис. 1.2), содержащий электродвигатель
(ЭД) с моментом инерции ротора Jрд и редуктор (РД) с передаточным коэф
фициентом q и к.п.д. η. На выходном валу редуктора укреплен барабан (Б)
диаметром Дб и моментом инерции Jро, на который намотан трос. К тросу
подвешен груз массой m.
Определить: какой потребуется момент двигателя для того, чтобы поднять
груз, равномерно увеличивая скорость подъема, за время t0 на высоту h и
мощность двигателя в конце подъема.
Исходные данные в табл. 1 (столбцы 3 – 5,7 – 9,10, 12).


Методические указания к задаче № 2
1. Ускорение при подъеме груза (поступательное движение)
3
2
0
t
2h a .
2. Скорость груза в конце подъема
0
t a V   .
3. Скорость вращения барабана и двигателя в конце подъема
б
б D
2V ω  ; q ω ω б д
  .
4. Приведенный статический момент
η q 2
D g m M б
c  
   ,
g – ускорение свободного падения, принять 10 м/с2.
5. Приведенный момент инерции
2
2
2
PO
РД пр 4 q
J J J q
D m б     .
6. Ускорение двигателя
0
д
t
ω ε .
7. Вращающий момент двигателя
ε J M M пр c
   .
8. Мощность двигателя в конце подъема
д max
ω M P   .

Решение:

Для решения задачи, давайте пройдемся по всем шагам, используя предоставленные формулы и данные.

Шаг 1: Определение ускорения при подъеме груза


Согласно формуле:
$
a = \frac{2h}{t_0^2}
$
где $h$ - высота подъема, $t_0$ - время подъема. Подставим известные значения.

Шаг 2: Определение скорости груза в конце подъема


Согласно формуле:
$
V = a \cdot t_0
$
где $a$ - ускорение, найденное на предыдущем шаге. Подставим значение $a$ из первого шага.

Шаг 3: Определение скорости вращения ба...

Сначала найдем скорость вращения барабана:

\omegab}
где DbD_b - диаметр барабана. Затем найдем скорость вращения двигателя:
\omegab \omegab
где qq - передаточный коэффициент редуктора.

Согласно формуле:

Mb}{2} \cdot g \cdot m
где η\eta - к.п.д. редуктора, gg - ускорение свободного падения (примем 10 м/с²), mm - масса груза.

Согласно формуле:

J{РД} + Jb^2 \cdot m}{4}
где JпоJ{по} - момент инерции барабана.

Согласно формуле:

\epsilon = \frac{\omega0}

Согласно формуле:

Mпр+Mc M{пр} + M_c

Согласно формуле:

PdMd Pd \cdot M_d

Теперь, чтобы провести конкретный расчет, нам нужны значения из таблицы 1 (столбцы 3 – 5, 7 – 9, 10, 12). Предположим, что у нас есть следующие данные:

  • h=10h = 10 м
  • t0=5t_0 = 5 с
  • Db=0.5D_b = 0.5 м
  • m=20m = 20 кг
  • q=10q = 10
  • η=0.9\eta = 0.9
  • JРД=0.1J_{РД} = 0.1 кг·м²
  • Jпо=0.05J_{по} = 0.05 кг·м²

Теперь подставим эти значения в формулы и проведем расчеты.

  1. Ускорение:

    a=21052=2025=0.8 м/с2 a = \frac{2 \cdot 10}{5^2} = \frac{20}{25} = 0.8 \text{ м/с}^2

  2. Скорость груза:

    V=0.85=4 м/с V = 0.8 \cdot 5 = 4 \text{ м/с}

  3. Скорость вращения барабана:

    ωb=240.5=16 рад/с \omega_b = \frac{2 \cdot 4}{0.5} = 16 \text{ рад/с}
    Скорость вращения двигателя:
    ωd=1016=160 рад/с \omega_d = 10 \cdot 16 = 160 \text{ рад/с}

  4. Приведенный статический момент:

    Mc=0.9100.521020=0.9100.25200=450 Н\cdotpм M_c = 0.9 \cdot 10 \cdot \frac{0.5}{2} \cdot 10 \cdot 20 = 0.9 \cdot 10 \cdot 0.25 \cdot 200 = 450 \text{ Н·м}

  5. Приведенный момент инерции:

    Jпр=0.1+0.05+1020.52204=0.1+0.05+1000.25204=0.1+0.05+125=125.15 кг\cdotpм² J_{пр} = 0.1 + 0.05 + \frac{10^2 \cdot 0.5^2 \cdot 20}{4} = 0.1 + 0.05 + \frac{100 \cdot 0.25 \cdot 20}{4} = 0.1 + 0.05 + 125 = 125.15 \text{ кг·м²}

  6. Ускорение двигателя:

    ϵ=1605=32 рад/с2 \epsilon = \frac{160}{5} = 32 \text{ рад/с}^2

  7. Вращающий момент двигателя:

    Md=32125.15+450=4004.8+450=4454.8 Н\cdotpм M_d = 32 \cdot 125.15 + 450 = 4004.8 + 450 = 4454.8 \text{ Н·м}

  8. Мощность двигателя:

    Pmax=1604454.8=712768 Вт712.77 кВт P_{max} = 160 \cdot 4454.8 = 712768 \text{ Вт} \approx 712.77 \text{ кВт}

Таким образом, для поднятия груза потребуется момент двигателя Mmax712.77 кВтM{max} \approx 712.77 \text{ кВт}.

Выбери предмет