2.3 Построение нагрузочной диаграммы и её анализ

На основании расчетов подразделов 2.1 и 2.2 можно построить скоростную и статическую диаграммы для производственного механизма.

Все составляющие цикла работы t_ц известны, кроме пауз t₀₁,t₀₂,t₀₄. На основании раздела 2.2, примем соотношение времени пауз t₀₁:t₀₂:t₀₄=1:2:3, тогда t₀₁=5,25 c, t₀₂=10,5 c, t₀₃=15,75 c.

На рисунке 2.2 изображены скоростная и приближенная нагрузочная диаграммы для передней руки. Вид нагрузочной диаграммы определяется формулой 2.1. Знак статического момента уже учтен уравнением движения (2.5).

Рисунок 2.2- Скоростная и статическая нагрузочная диаграммы производственного механизма

3 Выбор и проверка электродвигателя

3.1 Предварительный выбор электродвигателя

Скоростная диаграмма и диаграмма статического момента механизма служат основой для предварительного выбора ЭД.

По нагрузочной диаграмме производственного механизма (рисунок 2.2) находим эквивалентный статический момент[6]:

=(3.1)

t_i-продолжительность i-го интервала;

M_стi-статический момент на i-ом интервале диаграммы.

Воспользовавшись формулой (3.1), получим:

====; (3.2)

=678,45 Н*м (подпункт 2.1);

=678,45*0,59=401,37 (Н*м).

Номинальный момент определяется:

=, (3.3)

где -коэффициент, учитывающий динамические режимы работы ЭД (обычно принимают).

Подставив в формулу (3.3) получим:

=1,3*401,37=521,78 (Н*м).

Подсчитаем требуемую номинальную мощность выбираемого ЭД, взяв в качестве номинальной скорости :

=, (3.4)

Где η-КПД редуктора привода;

==377,52(Вт).

Условием предварительного выбора ЭД является неравенство[4]:

P_ном>, (3.5)

где -номинальная мощность двигателя.

Для проектируемого ЭП звена ПР из справочника по электрическим машинам[3] выбираем коллекторный ДПТ типа ДПУ 200-500-3-Д39-09-УХЛ4. Серия двигателей ДПУ предназначена для работы в приводах подач станков с ЧПУ и в приводах ПР. Двигатель имеет следующие технические данные:

момент	номинальный Мном=1,7 Н*м; максимальный Мдоп=8,5 Н*м;
номинальная частота вращения	nном=3000об/мин
номинальное напряжение	Uном=140В
номинальный ток	Iном=5,3А
ток холостого хода	I0=2А
номинальная мощность	Pном=500Вт
КПД	ηном=74,2%
сопротивление обмотки якоря при 20	Rя=2,2 Ом
индуктивность цепи якоря	Lя=1,13 мГн
система возбуждения	независимое возбуждение
момент инерции	Jдв=0,944 г*м^2
габариты	250х184мм
масса	9,2кг
класс нагревостойкости изоляции	F
встроенный тахогенератор	ТП80-20-0,2
климатическое исполнение	для умеренного и холодного климата в закрытых отапливаемых помещениях

Габаритные и установочные размеры двигателя приведены на рисунке 1.3.

l₃₀=184;d₃₀=215;b₃₀=250.

Рисунок 3.1- Габаритные и установочные размеры ДПУ 200-500-3-Д39-09-УХЛ4.

Возбуждение двигателя осуществляется от высокоэнергетических магнитов. Двигатель предназначен для эксплуатации в условиях воздействия механических факторов по группе М8 ГОСТ 17516-72.

Номинальный режим работы двигателя S1 при частоте вращения n0.5n_ном, в режиме S3 с ПВ=25% и продолжительностью. Цикла 30 мин. При n0.5n_ном, а так же в режиме S5 с частыми пусками и электрическим торможением при коэффициенте инерции 2. На холостом ходу(ХХ) в течение 2 мин допустимо повышенные частоты вращения до 5000 об/мин.

Питание ДПТ может осуществляться от источника постоянного тока, аккумуляторной батареи и выпрямителя. Устойчивая работа ДПТ обеспечивается схемой управления ЭП. Технические данные встроенного тахогенератора ТП80-20-0,2 с возбуждением от постоянных магнитов:

-крутизна выходной характеристики s=20;

-частота вращения:

номинальная n_ном=3000 об/мин;

максимальная n_max=6000 об/мин;

минимальная n_min=0.1 об/мин;

-нагрузочное сопротивление Rт10 кОм;

-погрешность в диапазоне частот 0,1-4000 об/мин 0,2%;

-выходное сопротивление постоянному току при температуре 20R_т.вых=14014 Ом;

-габариты 33,5х7 мм;

-масса-0,5 кг;

Пульсации выходного напряжения при изменении частоты от максимального значения до 0,001nном и менее лежат в пределах 0,2-5%. Изменение ЭДС тахогенератора при изменении температуры окружающей среды должно быть не более 0,02%/[3].