Главная Коллекция "Otherreferats" Программирование, компьютеры и кибернетика Розробка і реалізація алгоритмів та побудова програм для розв’язання інженерної задачі розрахунку приводу обертачів

Розробка і реалізація алгоритмів та побудова програм для розв’язання інженерної задачі розрахунку приводу обертачів

Технічне обґрунтування приводу зварювальних обертачів. Реалізація алгоритму розрахунку деталі в середовищі Pascal та Matcad. Контрольний розрахунок параметрів та режимів роботи валу двигуна. Реалізація робочого креслення деталі в середовищі компас 3D.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 11.12.2014
Размер файла 1,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Асинхронні електродвигуни виготовляються промисловістю серіями різноманітних стандартних потужностей, але однакової будови. Трифазні асинхронні двигуни потужністю 0,6--100 кВт загальнопромислового застосування складають єдину серію. Двигуни з чавунним корпусом захищеного виконання позначаються літерою А, двигуни закритого виконання -- АО, двигуни з алюмінієвим корпусом -- відповідно літерами АЛ і АОЛ. У позначеннях асинхронних електродвигунів є й умовні цифрові позначення: так, діаметр (габарит) осердя статора має умовний номер від 3 до 9, а довжина осердя статора -- від 1 до 3. У марці асинхронного двигуна цифри після літер означають номери габариту осердя, довжину і кількість пар полюсів (наприклад,- маркою АОЛ-52-4 позначено двигун закритого обдувного виконання в алюмінієвому корпусі, п'ятого габариту, другої довжини, чотириполюсний).

Використання обертача у зварювальному виробництві робить процес найбільш ефективним. Застосовуючи це пристосування, дуже легко встановити виріб в максимально зручне для зварювання положення. Зварювальний обертач дозволяє обертати оброблюваний виріб з необхідною для зварювання швидкістю. Це зварювальне пристосування використовується при механізованому та ручному зварюванні. Зварювальний обертач забезпечує звернення вироби навколо своєї осі в обох напрямках. Застосування такого пристрою дозволяє без праці змінювати кут нахилу планшайби. Передбачена можливість дистанційного керування зварювальним обертачами. Застосування педалі, пульта і інших елементів управління істотно полегшує це завдання.

Залежно від положення осі обертання розрізняють роликові, горизонтальні і вертикальні зварювальні обертачі. Також існують консольні та карусельні універсальні пристрої. Придбані в нашій компанії зварювальні обертачі не тільки гарантують високу якість зварювальних робіт, але і дозволяють виробництву впевнено слідувати актуальним тенденціям на ринку зварювального устаткування. Пристрої розрізняються за своєю вантажопідйомності і випускаються в широкому діапазоні діаметрів. Як правило, обертач має режим, призначений для контролю автоматичної зупинки пристрою по закінченню циклу зварювання. Це зварювальне пристосування являє собою конструкцію з стійки з приводом обертання, рухомий задньої стійки і шафи управління. Існують ручні та автоматичні вращатели.

Зварювальні обертачі призначені для обертання виробу, що зварюється, зі зварювальною швидкістю навколо постійної осі обертання. Можуть бути з вертикальною віссю обертання, з горизонтальною віссю обертання, з нахиленою віссю обертання.

Привод зварювального обертача значно складніше, ніж привод кантувача, тому що обертач повинний забезпечувати великий діапазон регульованих робочих швидкостей зварювання.

Рисунок 1.3 Одностоякові центрові обертачі (кантувачі) а - із вертикальною віссю; б - із горизонтальною віссю; в - із нахиленою віссю

Кінематична схема представлена на рисунку 1.4.

Рисунок 1.4 Кінематична схема приводу обертача

Привод у таких обертачах здійснюється двигуном постійного струму, а швидкість і напрямок обертання регулюється потенціометром і перемикачем. Дуже часто для роботи з горизонтальним обертачем використовується друга холоста опора або проміжна підтримуюча опора - люнет (рис1.5).

Рисунок 1.5 Варіанти використання горизонтальних обертачів із другою холостою (а) та проміжними (б) опорами

Механізм обертання планшайби обертачів включає електродвигун, черв'ячну пару та зубчасту пару передачі обертання на вісь планшайби (шпиндель), встановлену на двох опорних підшипниках.

Вихідними даними для розрахунку потужності приводу обертачів є: G-вага виробу; е- положення центра ваги виробу по відношенню до осі обертання планшайби; h-положення центра ваги виробу над планшайбою; n-частота обертання планшайби.

Під час розгону двигун вимушений подолати статичний момент опору Мс від незбалансованого вантжу та сил тертя в елементах механізму і момент опору Мі від сил інерції обертових масс приводу.

Статичний момент опору

, (1.2)

де е-відстань від осі обертання до центра ваги виробу, м;

А та В-реакції опорних підшипників, н;

dA та dB - діаметр шпинделя в місцях підшипників А та В, м;

f- коефіцієнт тертя ковзання в підшипниках.

Під час рівномірно прискореного розгону момент сил інерції обертових мас

, (1.3)

де с=1,1…1,25 -коефіцієнт, що враховує вплив сил інерції обертових

мас другого (враховуючи першим вал електродвигуна) та наступних

валів механізму;

GD2- маховий момент ротора двигуна згідно каталогу, ;

nд- частота обертання вала двигуна, об/хв.;

t - час пуску, який приймається рівним 1…2 с.

Момент сил інерції обертових мас планшайби та вантажу

, (1.4)

де - маховий момент вантажу з планшайбою, ;

Приводний момент двигуна

. (1.5)

Враховуючи ту обставину, що неможливо знайти значення моментів усього ланцюга обертових мас механізму, особливо для різної форми і розмірів зварних виробів та планшайби, застосовують коефіцієнт впливу інерційних сил кі = 1,2…2. Тому приводний момент двигуна розраховують за

нм. (1.6)

, вт (1.7)

де

кутова швидкість обертання планшайби, 1/с;

загальний ККД привода (для черв'ячної та зубчастої

передач відповідно зч=0,6 та зз=0,95).

2. Контрольний розрахунок основних параметрів та режимів роботи приводу обертачів

Максимальна кутова швидкість роликів, що подають:

, (2.1)

де - - максимальна швидкість подачі електродного дроту, м/с;

- діаметр каналу подає шестерні.

При розрахунку моменту інерції механізму, моментом інерції шестерень можна знехтувати, так як момент інерції шестерні багато менше моменту інерції двигуна, а швидкість обертання так само в кілька разів менше швидкості обертання двигуна.

Але моментом інерції барабана з дротом нехтувати не можна. Момент інерції повного барабана:

(2.1)

Кутова швидкість повного барабана:

(2.2)

Момент інерції порожнього барабана:

(2.3)

Кутова швидкість порожнього барабана:

(2.4)

Момент навантаження механізму подачі електродного дроту математично розрахувати неможливо. Це обумовлено тим, що зусилля проштовхування дроту залежить від багатьох параметрів. Це і просторове положення шланга, і ступінь забруднення каналу, і довжина шланга і багато іншого. Тому зусилля проштовхування дроту передбачені відповідним стандартом. Відповідно до вимог ГОСТ 18130-79 тягові зусилля механізмів, що подають напівавтоматів дугового зварювання з штовхає системою подачі електродного дроту повинні складати:

- 100 Н - для сталевих дротів діаметром до 1.4 мм і алюмінієвих дротів всіх діаметрів;

- 200 Н - для сталевих дротів діаметром 1.6-3.0 мм.

Мінімальна зусилля подачі дроту при чистому каналі і вирівняному шлангу становить приблизно 25 Н. Таким чином навантаження механізму змінюється в широких межах у всьому діапазоні швидкостей. Механічна характеристика механізму являє собою пряму, паралельну осі абсцис. З урахуванням усього вищевикладеного на рис. 2.1. представлена область можливої роботи механізму.

Рисунок 2.1 Область роботи механізму

Статичний момент буде визначатися моментом, що розвивається двигуном при проштовхуванні дроту з урахуванням втрат у кінематичного ланцюга. Таким чином, максимальний статичний момент

(2.5)

Мінімальний статичний момент

(2.6)

Статичний момент залишається практично постійним у всьому діапазоні швидкостей, так як зусилля проштовхування дроту не залежить від швидкості подачі. У даному розрахунку ми нехтуємо зміною ККД редуктора при неномінальних режимах.

Область роботи в статичному режимі наведена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 Область роботи приводу

Для даного механізму складно побудувати однозначну навантажувальну діаграму. Це пов'язано з тим, що механізм може працювати в різних режимах. Вид діаграми залежно від режиму не змінюється, але змінюються час роботи, час паузи, час розгону і гальмування. Таким чином, уявімо тільки зовнішній вигляд навантажувальної діаграми для максимального статичного моменту.

На даному етапі роботи ми можемо побудувати тільки спрощену навантажувальну діаграму, так як на даний момент ще не відомий момент інерції двигуна. Але, припускаючи, що потужність двигуна становитиме приблизно 100-200 Вт і синхронна частота обертання 1500 об / хв, можна приблизно прийняти момент інерції двигуна рівним 7.8 * 10-4 кгм2.

Статичний момент, приведений до валу двигуна

(2.7)

Тоді момент інерції механізму, приведений до валу двигуна (при повному барабані)

(2.8)

Теж при порожньому барабані

(2.9)

Для розрахунків приймемо середній момент інерції механізму

(2.10)

Динамічний момент визначається кутовим прискоренням і обчислюється за формулою

(2.11)

Потужність приводного двигунa

(2.12)

3. Алгоритм розрахунку приводу обертачів

4. Реалізація алгоритму в середовищі Pascal

program R1;

const

tn=1;

var delta, jdv, jb, omegadv, omegab, j, jbp, omegabp, jp, js, jmax, jmin, omegamax, md, m, omega, ki, n0, n:real;

begin

writeln ('Введіть значення дельта');

readln (delta);

WriteLn( 'Введіть значення моменту інерції двигуна jdv' );

ReadLn( jdv );

WriteLn( 'Введіть значення моменту інерції барабана jb' );

readln (jb);

writeln ('Введіть значення кутової швидкості двигуна omegadv ');

readln (omegadv);

writeln ('Введіть значення кутової швидкості барана omegab');

readln(omegab);

j:=(delta*(jdv/10000))+(jb/(sqr(omegadv/omegab)));

writeln ('Введіть значення моменту інерці барабана для розрахунку моменту інерції механізму при порожньому барабані Jb');

readln (jbp);

writeln ('Введіть значення кутової швидкості барабана при порожньому барабані omegab');

readln (omegabp);

jp:=(delta*(jdv/10000))+(jbp/(sqr(omegadv/omegabp)));

if j>jp then

begin

jmax:=j;

jmin:=jp;

end

else

begin

jmax:=jp;

jmin:=j;

end;

js:=(jmin+jmax)/2;

md:=js*(omegadv/tn);

writeln ('Введіть значення крутного моменту для розрахунку потужності приводного двигуна M');

readln (m);

writeln ('Введіть значення кутової швидкості omega');

readln (omega);

writeln ('Введіть значення коефіцієнта ki');

readln (ki);

writeln ('Введіть значення n0');

readln (n0);

n:=ki*((m*omega)/n0);

writeln ('Середній момент інерції Js=', js:2:6);

writeln ('Динамічний момент Md=', md:2:3);

writeln ('Момент інерції механізму приведений до валу двигуна J=', j:2:6);

writeln ('Момент інерції механізму приведений до валу двигуна при поожньому барабані J=', jp:2:6);

writeln ('Потужність приводного двигуна N=', n:3:3);

end.

Опис операторів та процедур, що застосовувались

Таблиця4.1Опис операторів та процедур

Позначення

Опис

Program

Заголовок програми(потрібно для початку роботи)

Const

Сталі (константи, дані з довідників, які незмінюються)

Var

Опис даних

Begin

Початок дії

Writeln

Виведення на екран

Readln

Читання введеного

If then

Якщо, то

Js

Обрахувати

Md

J

jp

N

End

Закінчити дію(закінчити програму)

5. Реалізація алгоритму в середовищі Mathcad

Опис операторів та процедур.

У програмі MathCad використовуються наступні оператори та процедури:= (операція присвоєння, вона діє так, щоб певні числа присвоювались до певних позначень);

If- умова, яку потрібно задати;

Горизонтальна риска використовується для побудови умов;

У програмі потрібно було визначити такі значення як J, Jp, Js, Md та N, вони успішно обчислені та співпадають з значеннями, які я отримав у інших програмах та з тими, які вийшли у другому розділі.

6. Реалізація робочого креслення деталі в середовищі компас 3D

Заходино в програму КОМПАС 3D. Обираємо на початковій сторінці середовище роботи «Деталь».

В колонці ліворуч «Дерево модели» вибираємо «Начало координат». Обираємо довільну площину. Наприклад «Плоскость XY» і нажимаємо на верхній панелі «Ескиз»

В панелі інструментів яка знаходиться лівіше від «Дерева модели» обираємо «Геометрия»

Обравши Пункт «Геометрия» нижче у нас активується інструментальна панель. В ній ми обираємо інструмент «Окружность»

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены