Выбор массы маховика к электродвигателю штангового ключа типа КШН

Внутренний радиус маховика r                                        0,012м              

Наружный радиус маховика  r                                         0,064м

Масса верхнего ключа m                                                  1,4кг

Длина ключа l                                                                    0,24м

Масса водила m                                                                  2,33кг

Радиус окружности вращения водил r                             0,113м

Скорость вращения захватной части n                           102,2 об/мин

Максимальный момент свинчивания М                     970Н·м

Минимальный момент свинчивания М                       24,5 Н·м                                           Тип электродвигателя                                                          ВАОА – 11 –  4

Маховый момент GD                                                        0,085кг·м

Кратность пускового момента М/М                              2,2

Кратность максимального момента М/М                   2,3

Скорость вращения при номинальной нагрузки n        1380об/мин

Номинальная мощность двигателя N                              0,8кВт

Решение.

1.Расчет моментов инерции вращающихся частей ключа[1,с.19].

Момент инерции верхнего ключа относительно оси вращения:

Iкг/м;

где   m₂ – масса верхнего ключа;

          l  - длина ключа.

Момент инерции  вращателя  относительно оси вращения:

Im·r=2,33·0,113=0,02975 кг/м.

где    m₃  - масса водил;

          r₃  -  радиус окружности вращения водил.

 2.Приведение моментов вращения водила к вращающим моментам на валу двигателя:

МН·м;

МН·м.

3.Расчет перегрузочной способности асинхронного двигателя, номинального  и пускового моментов  двигателя.

Перегрузочная способность асинхронного двигателя определяется по его максимальному моменту с учетом возможного снижения напряжения в заводской сети на 10%[1,с.18].

λ;

М=  Н·м;

М Н·м.

4.Расчет массы маховика.

I;

I=0,058 кг/м,

где     I - момент инерции маховика, кг/м;

          t=0,12 – время необходимое для повышения крутящего момента от минимальной величины до максимальной, с;

I=0,02125 – момент инерции двигателя, кг/м;

I= GD/4 = 0,085/4 = 0,02125 кг/м;

ω=144 – угловая скорость вращения вала двигателя при номинальной нагрузке, рад/с.

ω=144 рад/с.

m27,36кг,

где     m- масса маховика, кг.

Тогда суммарный момент инерции маховика, ключа и вращателя определится:

I = I+ I+ I= 0,058 +0,00675+0,02975=0,0945 кг/м.

Суммарный момент инерции на валу двигателя:

ΣI = (1,2…1,3) I+ I = 1,2·0,02125 + 0,0945 = 0,12 кг/м.

5.Расчет максимального момента и среднего пускового момента двигателя.

М Н·м;

М Н·м;

6.Определение времени проведения операции за один цикл свинчивания.

а) Время пуска двигателя:

t с,

где t=0,07 – время пуска двигателя, не связанного с механизмом, с[1,c20].

б) Время, затрачиваемое на полное свинчивание резьбового соединения, т.е. суммарное время работы в цикле:

Σt= t·n = 0,587·13 = 7,6с,

где  n= 13 – число свинчиваемых витков резьбы, для штанг диаметром 25мм.

        t = 0,587- время, затрачиваемое на один оборот вращателя, с;

tс.

в) Время действия минимального крутящего момента:

t= Σt- t = 7,6 – 0,12 = 7,48 с,

где t = 0,12-время, необходимое для повышения крутящего момента от   минимальной величины  до максимальной, с.

Необходимые мощности на валу двигателя при максимальном и минимальном моментах свинчивания

N_{дв мах}  = М_{дв мах} × w_дв=80×144= 11520 Вт=11,5 кВт;

N_{дв min}   = М_{дв min} × w_дв=2×144=288 Вт ,

   где w_дв – угловая скорость вращения вала двигателя.

Вывод: Расчеты по определению массы маховика показали ,что его масса составляет m=27,36 кг, время проведения операции по свинчиванию резьбового соединения за цикл составило t=7,6 с, а максимальная мощность электродвигателя за один цикл работы N_{дв мах}  = 11,5 кВт.