Определение усилий при неустановившемся движении

Категория:
Металлорежущие станки


Определение усилий при неустановившемся движении

В период разгона и торможения наряду с рассмотренными выше силами действуют инерционные нагрузки. Характер изменения ускорений, а соответственно и величина инерционных нагрузок зависят от системы включения и торможения рабочего органа. Исследование процессов разгона и торможения является важным не только с точки зрения определения нагрузок, но и времени разгона и торможения. Определение времени разгона и торможения имеет особое значение в системах автоматического управления, где процессы разгона и торможения могут оказывать существенное влияние на точность обработки.

Разгон рабочих органов. Включение движения рабочего органа может быть осуществлено пуском электродвигателя и включением муфты. В первом случае ускоренное движение в процессе разгона получают: ротор электродвигателя, все звенья промежуточных передач и прямолинейно движущийся рабочий орган, во втором — только звенья промежуточных передач и прямолинейно движущийся рабочий орган.

Рис. 1. Графики изменения моментов, ускорений и скоростей в период разгона.

Момент движущих сил можно считать постоянным при быстром включении фрикционной муфты, когда время включения мало по сравнению со временем разгона и изменением момента в период включения можно пренебречь, при пуске асинхронного двигателя с повышенным пусковым моментом, при пуске двигателя постоянного тока и соответствующей системе управления электродвигателем, обеспечивающей поддержание постоянства пускового момента.

При проектировании приходится определять либо необходимые моменты, исходя из заданного времени разгона, либо при известных крутящих моментах, ограниченных конструкцией привода, — время разгона.

Исследование процессов разгона с учетом упругих деформаций звеньев. Следует заметить, что в действительности картина изменения ускорений в процессе разгона усложняется благодаря упругости звеньев привода. Поэтому при исследовании процессов разгона и торможения приводов тяжелых станков их следует рассматривать как многомассовую систему с несколькими степенями свободы.

При жестком включении привода, например с помощью кулачковой муфты, характер движения в процессе разгона полностью определяется упругими деформациями звеньев привода.

Рассмотрим процесс разгона при включении муфты. Примем, что приведенный момент вращающихся звеньев привода мал по сравнению с приведенным моментом инерции рабочего органа; тогда в процессе разгона мы можем учитывать только массу рабочего органа.

В процессе разгона рабочий орган находится в равновесии под действием сил инерции, сил упругости, действующих со стороны привода, сил трения на направляющих и других статических сил.

Рис. 2. К определению усилий в приводе при жестком включении:
а — блок-схема привода, б — график изменения ускорений, в — осциллограмма изменения ускорений.

Общая нагрузка, приложенная к звеньям привода в период разгона, складывается из статической и динамической нагрузок.

При поршневых приводах прямолинейного перемещения обстоятельное исследование процессов разгона требует применения весьма сложного математического аппарата. Для многих случаев практики можно принять, что разгон происходит при постоянном наибольшем давлении, развиваемом приводом, с постоянным ускорением. Eсли получающиеся при этом ускорения оказываются чрезмерно велики, то приходится вводить те или иные элементы автоматического регулирования скорости движения в процессе разгона.

Если тормозной момент в процессе торможения изменяется и закон его изменения известен, то необходимо составить общее уравнение движения в процессе торможения.

На основе уравнения можно найти время торможения, угол поворота вала, а соответственно и величину перемещения рабочего органа за время торможения.

В системах автоматического управления сигнал остановки рабочего органа обычно подается в функции его положения. Положение рабочего органа будет зависеть от точности подачи сигнала остановки и величины перемещения рабочего органа за время торможения. Время торможения будет зависеть от настроенной скорости перемещения рабочего органа и от постоянства момента сопротивления. Для получения высокой точности останова рабочего органа, требующейся для получения заданных размеров, необходимо производить останов при постоянной и возможно малой скорости, независимой от настроенной скорости модели. Однако даже при постоянной скорости колебания момента сил сопротивления, связанные с колебаниями сил трения, будут вызывать рассеивание времени торможения и положения рабочего органа. Рассеивание будет тем меньше, чем меньше скорость, при которой начинается торможение.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум