Механизмов
Под механической характеристикой производственного механизма будем понимать зависимость момента сопротивления Мс механизма от его угловой скорости: Мс = /(со). При изображении механических характеристик двигателя и производственного механизма в одной системе координат их приводят к одной оси вращения, как правило, к валу двигателя.
Несмотря на большое разнообразие производственных механизмов, различающихся как по потребляемой мощности, так и по принципу действия, их механические характеристики можно разделить на пять основных типов:
• Независящая от угловой скорости механическая характеристика производственного механизма. К таким механизмам относятся те из них, у которых преобладающим моментом является момент от сил трения: механизмы подач металлорежущих станков, механизмы перемещения подъемных кранов, конвейеры, поршневые насосы. Уравнение механической характеристики
Мс = Мс1 = const, (2.8)
где Mci - момент сопротивления от сил трения в движущихся частях производственного механизма.
Графически независящая от угловой скорости механическая характеристика производственного механизма приведена на рис. 2.4, зависимость 1.
• Линейно-возрастающая механическая характеристика производственного механизма. Такой характеристикой обладают генераторы постоянного тока, работающие на постоянную нагрузку, обжимные валки прокатных станов, гладильные машины. Уравнение механической характеристики имеет вид
Мс=Мс2+а-(£>, (2.9)
где Мс2 - момент сопротивления от сил трения в движущихся частях производственного механизма; а - коэффициент пропорциональности.
График линейно-возрастающей механической характеристики производственного механизма приведен на рис. 2.4, зависимость 2
• Нелинейно-возрастающая механическая характеристика производственного механизма. Такой характеристикой обладают механизмы с центробежным характером производственного процесса: вентиляторы, центробежные насосы, центрифуги, гребные винты.
График нелинейно-возрастающей механической характеристики производственного механизма приведен на рис. 2.4, зависимость 3.
Нелинейно-спадающая механическая характеристика производственного механизма. Такой характеристикой обладают главные электроприводы обрабатывающих станков: металлообрабатывающих, фанерострогальных и др. В таких станках момент резания меняется обратно пропорционально скорости резания. Например, тонкое сверло - большая скорость вращения патрона, сверло большого диаметра - маленькая скорость вращения патрона. Уравнение механической характеристики имеет вид
Мс=Мс4+с - CD-1, (2.11)
где Мс4 - момент сопротивления от сил трения в движущихся частях производственного механизма; с - коэффициент пропорциональности.
График нелинейно-спадающей механической характеристики производственного механизма приведен на рис. 2.4, зависимость 4.
• Механическая характеристика производственного механизма с повышенным пусковым моментом. Такой характеристикой обладают миксеры, некоторые механизмы перемешивания жидких сред, например краски и другие. В таких механизмах, после того как в ограниченном пространстве начнет вращаться вся жидкость, момент сопротивления резко падает. В некоторых механизмах большой пусковой момент развивается в начале трогания, например, в электроприводе главного движения трамвая, электропоезда, механизма гайговертов при откручивании гаек. У таких механизмов в начале движения действуют большие межмолекулярные силы притяжения.
График механической характеристики производственного механизма с повышенным пусковым моментом приведен на рис. 2.4, зависимость 5.
Как уже отмечалось, работе электропривода в установившемся режиме соответствует равенство моментов двигателя и момента сопротивления. С целью поддержания наиболее устойчивой скорости электропривода при случайных изменениях момента сопротивления производственного механизма, в первую очередь обусловленного несоосно - стью и эксцентриситетом сопрягающих валов, необходимо обеспечить пересечение механической характеристики двигателя и механической характеристики механизма, приведенного к валу двигателя под углом, наиболее близким к прямому.
М Рис. 2.4. Механические характеристики производственных механизмов |
По характеру действия все виды статических моментов можно разделить на:
• реактивные;
• активные.
Реактивными моментами обладают почти все механизмы - то есть те механизмы, у которых момент создается силами трения. Такие моменты всегда препятствуют движению и поэтому меняют свой знак с изменением направления движения. Механические характеристики производственных механизмов с реактивными моментами приведены на рис. 2.5, зависимости Мс = /(со). Там же показаны механические характеристики двигателя постоянного тока и скорости его установившегося движения.
Небольшая группа механизмов создает активный момент. Механизмы с активным моментом не только препятствуют движению, но при определенных условиях сами создают вращение электропривода. Очевидно, что электрическая машина с целью обеспечения постоянства скорости переходит в тормозной режим.
Рис. 2.5. Механические характеристики производственных механизмов с реактивными моментами |
Активные моменты сохраняют свой знак при изменении направления вращения. Характерным примером механизма с активным моментом является лебедка или механизм подъема крана. Механические характеристики производственных механизмов с активными моментами приведены на рис. 2.6, зависимость Мс = /(со). Там же показаны механические характеристики асинхронного двигателя и скорости его установившегося движения.
Рис. 2.6. Механическая характеристика производственного механизма с активным моментом |
Отметим, что на практике механизмы с активным моментом в чистом виде не существуют, так как в механизмах подъема всегда присутствует трение, а следовательно, и реактивный момент.