Курсовая с практикой на тему Электрические машины и электропривод

Содержание:

Введение 5
1 Характеристика электрифицируемой рабочей машины 7
2 Выбор типа электропривода и его принципиальной схемы 14
3 Предварительный выбор электродвигателя и построение нагрузочной диаграммы и тахограммы 16
4 Выбор функциональных элементов принципиальной схемы электропривода 26
5 Математическое описание силовой части 33
Заключение 60
Список использованной литературы 61

Введение:

Введение
Простота и гибкость электрического управления исполнительными механизмами делают электропривод одним из действенных средств механизации и автоматизации разнообразных рабочих процессов. В общем случае под управлением электроприводами понимают процесс осуществления пуска, торможения, реверсирования и регулирования частоты вращения, а также поддержание требуемого режима работы привода и защиту его от ненормальных режимов работы.
Возрастающие требования к электроприводу по мере усовершенствования аппаратов и других средств управления привели к широкому распространению полуавтоматически и автоматически управляемого и регулируемого электропривода. Такой привод получил название автоматизированного электропривода.
Автоматизированный электропривод нашел широкое применение в разных областях народного хозяйства для приведения в движения производственных машин и механизмов.
Простота и гибкость электрического управления, а также большое число включений, которое допускает электропривод, делает последний, по существу, незаменимым для многих механизмов.
В настоящее время автоматизированный привод предусматривает использование электрических машин как постоянного, так и переменного тока. В системах с машинами постоянного тока сравнительно простыми способами осуществляется плавное и широкое регулирование частоты вращения, получаются требуемые механические характеристики и обеспечиваются наиболее выгодные переходные процессы. Создание автоматических систем с двигателями переменного тока осложнено тем, что использование двигателей переменного тока в их обычном исполнении часто не обеспечивает необходимых плавности и диапазона регулирования частоты вращения, которые требуются в соответствии с заданным производственным процессом.
Разработанные за последнее время способы регулирования частоты вращения двигателей переменного тока обеспечили существенное улучшение регулировочных свойств этих систем.
Тема данной работы – электрификация сталкивателя блюмов.
Предмет исследования в данной работе – электропривод сталкивателя блюмов.
Цель работы заключается в разработке электропривода сталкивателя блюмов по заданным исходным конструктивно-технологическим параметрам.
Общая цель работы определила следующие задачи:
– сделать характеристику электрифицируемой рабочей машины
– выбрать тип электропривода и его принципиальную схему;
– выполнить предварительный выбор электродвигателя и построить нагрузочную диаграмму и тахограмму;
– выбрать функциональные элементы принципиальной схемы электропривода;
– выполнить математическое описание силовой части, построить механические или электромеханические характеристики разомкнутой системы электропривода;
– сформулировать результаты анализа принятых в проекте решений.

Текст работы:

В данной работе была выполнена разработка силовой части системы электропривода сталкивателя блюмов, удовлетворяющая требованиям технологического процесса по реализации заданных законов движения и допустимому тепловому состоянию электродвигателя.
В ходе выполнения работы было выполнено следующее:
— дана характеристика электрифицируемой рабочей машины – сталкивателя блюмов;
— выбран тип электропривода и его принципиальная схема;
— произведен предварительный выбор электродвигателя и построены его нагрузочна диаграмма и тахограмма;
— произведен выбор функциональных элементов принципиальной схемы электропривода ;
— сделано математическое описание силовой части электропривода.

Заключение:

Введение
Простота и гибкость электрического управления исполнительными механизмами делают электропривод одним из действенных средств механизации и автоматизации разнообразных рабочих процессов. В общем случае под управлением электроприводами понимают процесс осуществления пуска, торможения, реверсирования и регулирования частоты вращения, а также поддержание требуемого режима работы привода и защиту его от ненормальных режимов работы.
Возрастающие требования к электроприводу по мере усовершенствования аппаратов и других средств управления привели к широкому распространению полуавтоматически и автоматически управляемого и регулируемого электропривода. Такой привод получил название автоматизированного электропривода.
Автоматизированный электропривод нашел широкое применение в разных областях народного хозяйства для приведения в движения производственных машин и механизмов.
Простота и гибкость электрического управления, а также большое число включений, которое допускает электропривод, делает последний, по существу, незаменимым для многих механизмов.
В настоящее время автоматизированный привод предусматривает использование электрических машин как постоянного, так и переменного тока. В системах с машинами постоянного тока сравнительно простыми способами осуществляется плавное и широкое регулирование частоты вращения, получаются требуемые механические характеристики и обеспечиваются наиболее выгодные переходные процессы. Создание автоматических систем с двигателями переменного тока осложнено тем, что использование двигателей переменного тока в их обычном исполнении часто не обеспечивает необходимых плавности и диапазона регулирования частоты вращения, которые требуются в соответствии с заданным производственным процессом.
Разработанные за последнее время способы регулирования частоты вращения двигателей переменного тока обеспечили существенное улучшение регулировочных свойств этих систем.
Тема данной работы – электрификация сталкивателя блюмов.
Предмет исследования в данной работе – электропривод сталкивателя блюмов.
Цель работы заключается в разработке электропривода сталкивателя блюмов по заданным исходным конструктивно-технологическим параметрам.
Общая цель работы определила следующие задачи:
– сделать характеристику электрифицируемой рабочей машины
– выбрать тип электропривода и его принципиальную схему;
– выполнить предварительный выбор электродвигателя и построить нагрузочную диаграмму и тахограмму;
– выбрать функциональные элементы принципиальной схемы электропривода;
– выполнить математическое описание силовой части, построить механические или электромеханические характеристики разомкнутой системы электропривода;
– сформулировать результаты анализа принятых в проекте решений.

Список литературы:

1 Характеристика электрифицируемой рабочей машины

Сталкиватели служат главным образом для сдвигания (сталкивания) блюмов с рольганга на стеллаж, транспортер (шлеппер) или укладчик, чтобы освободить место для последующих поступающих по рольгангу блюмов. Применяют гидравлические, рычажные и реечные сталкиватели.
Реечные сталкиватели применяют наиболее широко, особенно для блюмов и слябов.
Сталкиватель находится в хвостовой части технологической линии обжимного стана (блюминга). На блюминге путем обжатия слитков, полученных из сталеплавильного цеха, производят блюмы — заготовки квадратного сечения от 200 х 200 мм до 300 х 300 мм, представляющие собой полуфабрикат для дальнейшей переработки в сортовой металл. Прокатанная заготовка от блюминга подается рольгангами к ножницам для обрезки концов и порезки на мерные длины. Полученные таким образом блюмы взвешиваются на весах, рольгангами транспортируются в хвостовую часть стана и сталкиваются с рольганга сталкивателем на конвейер, которым далее транспортируются либо на склад заготовок, либо на линию прокатки заготовочного стана для получения заготовок меньшего сечения.
Рабочим органом сталкивателя являются две штанги, которые перемещаются в направляющих по роликам. Движение передается штангам от двигателя через редуктор и ведущие шестерни, которые находятся в зацеплении с зубчатыми рейками на штангах. Электропривод сталкивателя блюмов работает в повторно-кратковременном режиме с переменной нагрузкой. Интенсивность работы сталкивателя всецело задается производительностью блюминга и работой ножниц при порезе раската на мерные длины блюмов.
Таким образом, сталкиватель должен обладать достаточной мощностью для сталкивания необходимого количества полупродукта.
Для выбора двигателя необходимо рассчитать его требуемую номинальную мощность, исходя из нагрузочной диаграммы механизма (т.е. временной диаграммы моментов или сил статического сопротивления механизма на его рабочем органе). По рассчитанной мощности затем выполняется предварительный выбор двигателя . Рассмотрим расчёт мощности двигателя для сталкивателя блюмов.
Построим нагрузочную диаграмму сталкивателя блюмов (график статических усилий перемещения штанг). Расчёт времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя выполняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгона и замедления (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неизвестен).
Скорость подхода штанг к заготовке:
V_п=0,5×V_пр
V_п=0,5×24=12 м/мин
Переведем заданные скорости прямого и обратного хода, а также скорость подхода штанги к заготовке с м/мин в м/с разделив соответственно заданные и полученное значения на 60:
скорость прямого хода:
V_пр=24/60=0,40 м/с
скорость обратного хода:
V_об=54/60=0,90 м/с
скорость подхода штанг к заготовке:
V_п=12/60=0,20 м/с
Усилие перемещения штанг на холостом ходу:
Fхх = 2·mш·μр·g , Н
где 2 — количество штанг;
mш — масса штанги сталкивателя, кг;
μр — коэффициент трения штанги о ролики; с учетом трения в
подшипниках роликов можно принять μр = 0,06 – 0,075;
g — ускорение тяготения, g =9,81 м/с.
Fхх = (2·1100·0,06)·9,81=1234,92 Н
Усилие при толкании заготовок:
Fт = Fхх+(3·mм·μм·g) , Н
где 3 — количество поочередно размещенных заготовок;
mм — масса сталкиваемой заготовки, кг;
μм — коэффициент трения заготовки о рольганг, μм = 0,4 – 0,7;
g — ускорение тяготения, g =9,81 м/с.
Fт = 1234,92+(3·2400·0,4·9,81)=29487,72 Н
Время подхода штанг к заготовке (приблизительно):
t_п= S_п/V_п
t_п= 1,4/0,2=7 с
Время толкания (приблизительно):
t_т=S_т/V_пр
t_т=4,8/0,4=12 с
Время возврата штанг (приблизительно):
t_об= (S_п+S_т)/V_об
t_об= (1,4+4,8)/0,9=6,89 с
Время работы в цикле (приблизительно):
t_р=t_п+t_т+t_об
t_р=7+12+6,89=25,89 с
Время паузы в цикле (приблизительно):
t_0=t_р (100/ПВ-1)
t_0=25,89(100/52-1)=23,90 с
Время цикла (приблизительно):
t_ц=t_п+t_т+t_об+t_0
t_ц=7+12+6,89+23,90=49,79 с
Эквивалентное статическое усилие за время работы в цикле:
F_экв=√((F_xx^2 t_п+F_т^2 t_т+F_xx^2 t_обр)/t_р )
F_экв=√((〖1234,92〗^2∙7+〖29487,72〗^2∙12+〖1234,92〗^2∙6,87)/25,89)=20095,81 Н
По результатам расчетов выполняем построение нагрузочной диаграммы и тахограммы рабочей машины, которая фактически отражает требования к разрабатываемому электроприводу, а также определяем временные интервалы движения:
Fpм= f1(t)
Vpм= f2(t)
Spм= f3(t)
Нагрузочная диаграмма рабочей машины показана на рисунке 1, тахограмма рабочей машины показана на рисунке 2, а временные интервалы движения рабочей машины показаны на рисунке 3.