Составление расчетной схемы механической части электропривода

Для теоретического исследования реальную механическую часть электропривода (рисунок 2) заменяем динамически эквивалентной приведенной расчётной схемой, состоящей из сосредоточенных инерционных элементов, соединённых между собой упругими связями, и обладающей таким же энергетическим запасом, как и реальная исходная система привода. Параметрами эквивалентной приведенной расчётной схемы являются суммарные приведенные моменты инерции масс, образованные приведенными массами, связи между которыми приняты жёсткими, и эквивалентные приведенные жёсткости упругих механических связей.

Рисунок 2 - Кинематическая схема механизма

Электропривод состоит из следующих кинематических элементов:

1 - электродвигатель;

2 - редуктор;

3 - шестерная клеть;

4 - универсальные шпиндели;

5 - рабочая клеть.

Момент инерции муфт между двигателем и редуктором равен 16 кг*м² ,момент инерции муфт между редуктором и шестерной клетью равен 40,2 кг*м², одного шпинделя - 0,003 кг*м². Момент инерции редуктора, приведенный к валу двигателя, равен 30% от J_дв.

Количество шпинделей -17, количество рабочих роликов -17, опорных - 15.

Механическая часть электропривода листоправильного стана представляет собой трехмассовую систему, состоящую из роторов (якорей) двигателей с полумуфтами на валах - J1, редуктора с полумуфтами на его входном и выходном валах - J2 и рабочий орган машины, также с полумуфтами на входном валу - J3. Упругими звеньями данной системы являются жесткости соединительных муфт С₁₂ и С₂₃.

Рассчитаем параметры полученной схемы.

Момент инерции первой массы:

(9)

где J _пм1 - момент инерции полумуфт на валах двигателей.

Момент инерции редуктора с полумуфтами на его входном и выходном валах (учитывая, что момент инерции редуктора, приведенный к валу двигателя, равен 30% от J _дв) равен:

(10)

где J_пм2 - момент инерции полумуфты на выходном вале редуктора.

Момент инерции рабочего органа привода с полумуфтами на входном валу, приведенный к валу двигателя, рассчитывается по следующему выражению:

 (11)

где J _рол – суммарный момент инерции рабочих и опорных роликов;

J _шп - момент инерции шпинделей;

J _пм - момент инерции полумуфт;

i – передаточное отношение редуктора.

Определим момент инерции ролика:

(12)

где L - длина ролика, м;

D - диаметр ролика, м;

- плотность материала( =7,66*10³ кг/м³).

Учитывая количество рабочих и опорных роликов, получим:

(13)

Момент инерции шпинделей:

(14)

Тогда момент инерции рабочего органа будет равен:

Жесткость муфты между редуктором и шестерной клетью, приведенная к валу двигателя:

.(15)

Учитывая, что при параллельном соединении упругих элементов жесткости складываются, найдем жесткости соединительных муфт С₁₂ и С₂₃,которые являются упругими звеньями трехмассовой системы:

(16)

где С_м1 - жесткость соединительной муфты между двигателем и редуктором.

(17)

Расчет переходных процессов в трехмассовой системе сложен, поэтому преобразуем систему в двухмассовую.

Рассчитаем параметры схемы. Эквивалентная жесткость двухмассовой расчетной схемы:

(18)

(19)

Переход и обоснование перехода к одномассовой расчетной схеме будет приведен ниже.