Привод звена промышленного робота (нижней руки). Типовой технологический процесс и выбор манипулятора, страница 5

М=М_ст+М_дин , где М',M_ст',M_дин'- соответственно движущий, статический и динамический моменты, приведенные к входному валу двигателя

С учетом передаточного числа, приведенные нагрузочные моменты определяются следующим образом[6]:

М_ст=,

М_дин=, где J-суммарный момент инерции ЭД;

t_ц- время разгон(пуска).

Суммарный момент инерции определяется как:

J=δJ_дв+ 

где δ-коэффициент, учитывающий момент инерции движущихся частей передаточного механизма (δ=1,1…1,3).

Преобразуем формулы (3.8), (3.9) для максимальных значений:

=

==J.

Для выбранного ЭД в режиме S5 коэффициент инерции принимается δ=2. Значит по формулам (3.10), (3.11), (3.12) получим:

J=2*9.44*10^-4+=3.28*10^-3(кг*м²);

==3,125 (Н*м) =3,28*10^-3*=0,34 (Н*м).

Для участков с переменной скоростью момент, приведенный к валу ЭД, в соответствии с уравнением(3.7) равен:

-при пуске M_max=3.465 Н*м;

-при торможении M_min=2.785 Н*м.

На основе последних результатов и диаграмм рисунка 2.2 строим уточненную нагрузочную диаграмму ЭП. На рисунке 3.2 изображены скоростная и уточненная нагрузочная диаграммы для статического, динамического и движущего моментов, приведенных к валу двигателя. Здесь введено обозначение М_уст==3,13 Н*м-это значение приведенного момента в установившихся режимах работы.

Рис.

Рис.

Рис.

Рисунок 3.2-Скоростная и нагрузочная диаграммы ЭП

3.3 Проверка двигателя

При выборе ЭД наиболее важным требованием является недопустимость его перегрева при достаточном запасе мощности. Это необходимо для эффективной производительности ЭП и построенной на его основе машины. Нагревание двигателя обусловлено двумя видами потерь - постоянными и переменными. Постоянство потерь условно: постоянными они принимаются в силу их незначительного изменения.

Постоянные потери не зависят от нагрузки, т.е. от тока ЭД. К ним относят: потери на гистерезис и вихревые токи в стали магнитопровода, механические на трение в подшипниках и щеток о коллектор в машинах постоянного тока, вентиляционные потери. В ДПТ и синхронных ЭД с электромагнитным возбуждением к постоянным потерям прибавляют потери в обмотках возбуждения. В электрических машинах существуют ещё и дополнительные потери, которые также принято относить к постоянным потерям. Проверим ЭД методом эквивалентного момента. Этот метод применяется для двигателей, работающих с постоянным магнитным потоком(ДПТ независимого возбуждения и асинхронных двигателей, работающих при скольжениях, меньших критического). Условием правильного выбора ЭД по нагреву в данном случаем будет[6]:

М_эквМ_ном, где М_экв - эквивалентный момент;

М_ном- номинальный момент двигателя, соответствующий техническим данным, но развиваемый в нашем случае при скорости вращения ωуст.

Для повторно-кратковременного режима работы определяются только моменты для рабочих участков:

М_экв=, где t_ц-время цикла работы ЭП;

M_i-приведенный момент на i-ом рабочем интервале;

ПВ_расч и ПВ_ст- соответственно расчетное и стандартное(15, 25, 40, 60%) значения продолжительности включения ЭП.

Расчетное значение продолжительности включения определяется через уже известные величины:

ПВ_расч==;

Выбранный двигатель является ДПТ закрытоко типа, поэтому берем следующие коэффициенты α₀=0,75 и β₀=0,5[6]

ПВ_расч==16.2%.

Ближайшим из стандартных значений продолжительности включения к значению (ПВ=35%), приведенному в задании проекта, является ПВ_ст=40%.

Так как M_i=M_уст, то здесь получаем:

М_экв== М_уст;

М_экв= 3.13=0.21(Н*м).

Так же по уточненной нагрузочной диаграмме ЭП следует проверить перегрузочную способность двигателя:

M_maxM_доп, где M_max-максимальное значение приведенного к валу двигателя момента.

Согласно уточненной нагрузочной диаграмме ЭП (см.рисунок 3.2) можем записать, что:

М_max=;

М_max=3,13+0,34=3,17 (Н*м).

В итоге получаем, что условия(3.13), (3.16) выполняются: