Разработка электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата (стр. 1 из 7)

Целью выполнения данного курсового проекта является разработка электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата. Данный механизм предназначен для производства бесшовных труб.

В процессе проектирования требуется решить различные задачи, как то: расчет кинематической части и построение приведенной эквивалентной кинематической схемы, выбор способа реализации привода и типа приводного двигателя, расчет рабочих механических и электромеханических характеристик, проверка выбранного двигателя, разработка схемы электрической принципиальной и, наконец, построение графиков переходных процессов.

1. Анализ и описание системы "Электропривод− рабочая машина"

1.1 Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения

В связи с тем, что регулирование скорости, исходя из текста задания, должно происходить с постоянством статического момента, то за номинальную скорость валков принимается их максимальная скорость. Тогда номинальная скорость двигателя должна быть равной:

рад/с,

где

− номинальная угловая скорость двигателя;

− максимальная рабочая угловая скорость валков;

− передаточное чисто редуктора.

Прокатный стан производит прокатку заготовок длинной

м, причем при работе с максимальной (номинальной) скоростью на это затрачивается время

с. Следовательно линейная скорость продвижения заготовки (прокатки) в валках будет равна:

м/с;

Определим угол наклона оси валка к оси прошивки:

где

− диаметр валка по бочке.

Определим угловую скорость вращения трубы при прокатке. При этом задаемся условием, в соответствии с которым труба прокатывается без скольжения, тогда угловая скорость вращения трубы при прокатке с максимальной скоростью будет равна:

рад/с,

где

− наружный диаметр изготовленных труб.

По условию задано время цикла

с и время прокатки

с. При регулировании с постоянством момента статического это время принимается за время работы с максимальной (номинальной) скоростью, тогда как при работе с минимальной скоростью, которая по заданию в пять раз меньше максимальной (номинальной) время цикла и прокатки соответственно увеличиваются в пять раз так как требуемый диапазон регулирования скорости

В соответствии с найденными параметрами технологического процесса тахограмма принимает следующий вид:

Рисунок 1.1− Тахограмма технологического процесса

1.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивления

В течение времени холостого хода привода двигатель нагружен моментом холостого хода, создаваемым силами трения. Он приводиться в задании:

Н*м;

Момент на валу двигателя во время прокатки:

Н*м,

где

− статический момент на оси валков;

− КПД передач.

1.3 Составление расчетной схемы механической части электропривода

Кинематическая схема электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата изображена на рисунке 1.2

Рисунок 1.2− Кинематическая схема установки.

На рисунке введены следующие обозначения:

1− муфта;

2− электродвигатель;

3− редуктор;

4− шпиндель;

5− рабочий валок;

6− оправка;

8−стержень;

8− заготовка.

Полная эквивалентная приведенная кинематическая схема изображена на рисунке 1.3

Рисунок 1.3− Полная эквивалентная приведенная кинематическая схема установки

На рисунке обозначены:

1− момент инерции ротора двигателя;

2,3,5,6− момент инерции полумуфты;

4− момент инерции редуктора;

7− момент инерции шпинделя;

8− момент инерции рабочего валка;

9− момент инерции заготовки.

Для расчета приведенных моментов инерции и жесткостей к скорости вала электродвигателя используем следующие формулы:

;

где

− момент инерции

−го элемента;

− приведенный момент инерции

−го элемента;

− жесткость

−го элемента;

− приведенная жесткость

−го элемента;

− передаточное отношение для

−го элемента.

− инерционность двигателя пока неизвестна.

;

кг*м²− момент инерции полумуфты.

кг*м²;

кг*м²− момент инерции второй полумуфты.

кг*м²;

− момент инерции редуктора.

, т.к исходя из условия задания момент инерции прочих элементов кинематической схемы составляет 20% от момента инерции двигателя;

кг*м²− момент инерции полумуфты.

кг*м²;

кг*м² − момент инерции полумуфты.

кг*м²;