Анализ нагрузки. Выбор исполнительного двигателя. Расчет оптимального передаточного отношения редуктора

Страницы работы

Содержание работы

Техническое задание:

Сведения о нагрузке:

Мнг=75Н·м

Jнг=125Н·м·с2

αм=2рад

Ωм=2рад/с

εм=0,6рад/с2

Требования к качеству работ:

Хст=20угл.мин.

Хск=40угл.мин.

М=1,4

Род тока – постоянный.

1.  Анализ нагрузки

В качестве нагрузки могут быть использованы различные исполнительные элементы. Момент нагрузки может характеризоваться шарнирным, вентиляторным моментами, моментом вязкого, сухого трения или моментом неуравновешенности. Кроме того, момент может быть как реактивным, так и активным. В нагрузке могут быть одновременно составляющие всех вышеперечисленных моментов, поэтому необходимо выделить те из них, которые имеют наибольшую долю. Из задания можно выделить то, что:

- исполнительный элемент обладает значительным моментом нагрузки;

- исполнительный элемент обладает значительным моментом инерции;

- необходимо обеспечивать небольшое угловое ускорение   0,6рад/с2;

- нагрузка имеет ограниченный угол поворота 2рад;

- даны ограничения на статическую и скоростную ошибки.

Момент нагрузки слишком мал, чтобы исполнительный элемент использовался в качестве аэродинамического руля, так как поток набегающего воздуха даже при небольшой площади создает большой момент нагрузки, следовательно, момент нагрузки – не шарнирный. Так как в задании присутствует ограничение на угол поворота, то очевидно, что вентиляторная нагрузка также не подходит. Большое угловое ускорение при незначительном угле отработки позволяет отбросить вариант с подъемным механизмом. Остается самый подходящий вариант – момент нагрузки как момент неуравновешенности. Исполнительным элементом разрабатываемого комплекса может быть радарная антенна небольшого размера, сканирующая пространство в пределах ограниченного сектора по вертикали.

Данная антенна может работать либо в монотонном режиме при слежении за каким-либо конкретным объектом, либо в переходном режиме – при смене объекта слежения.

2.  Выбор исполнительного двигателя.

Ртребнг·Ωм=3·0,8=2,4Вт

Возьмем двигатель ДП25-4-10-12 со следующими параметрами:

Рн,

Вт

ΩN,

с-1

Jя,

Н·м·с2

Мп,

Н·м

МN,

Н·м

UуN,

В

IуN,

А

Мтр,

Н·м

Масса,

кг

4

1000

12·10-7

2,9·10-2

0,39·10-2

12

0,65

0,78·10-3

0,1

Пусковой момент двигателя больше результирующего, по этому параметру двигатель проходит. Проверим теперь по эквивалентному моменту.

Номинальный момент двигателя меньше эквивалентного, следовательно, двигатель не подходит.

Выберем двигатель МИГ-40ДТ со следующими параметрами:

Рн,

Вт

ΩN,

с-1

Jя,

Н·м·с2

Мп,

Н·м

МN,

Н·м

UуN,

В

IуN,

А

Мтр,

Н·м

Масса,

кг

40

600

0,29·10-5

0,288

0,064

27

2,73

0,0128

1,6

Пусковой момент двигателя больше результирующего, по этому параметру двигатель проходит. Проверим теперь по эквивалентному моменту.

Номинальный момент двигателя больше эквивалентного, следовательно, двигатель подходит.

Окончательно в качестве исполнительного двигателя выбираем двигатель постоянного тока МИГ-40ДТ -  исполнительный двигатель для систем автоматики с гладким якорем и возбуждением от постоянных магнитов. Выполняется с тахогенератором. Управление двигателем осуществляется с помощью изменения напряжения якорной цепи. Чертеж двигателя с габаритными размерами приведен на рис. 1.

Рис. 1 Двигатель МИГ-40ДТ

3.  Расчет оптимального передаточного отношения редуктора.

Для этого нужно построить графики εm(i), Mэкв(i) и прямую номинального момента двигателя. Точки пересечения прямой с графиком Mэкв(i) дадут нам imin и imax. Точка i=750. Экстремум графика εm(i) даст нам оптимальное значение передаточного отношения, которое обеспечит нам максимальное значение углового ускорения. На рис. 2 график функции Mэкв(i), прямая МN и экстремум функции εm(i) – точка i0.

Рис. 2 Зависимость Mэкв(i)

На рис. 3 приведен график функции Mэка(i), прямая МN в более крупном масштабе и изображена область недопустимых значений передаточного отношения.

Рис. 3 Зависимость Mэкв(i)

После решения квадратного уравнения относительно i

 были найдены корни 288 и 12201. Следовательно, imin=288, imax=12201.

Похожие материалы

Информация о работе