Avtoargon.ru

АвтоАргон
17 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Номинальные обороты двигателя

Номинальные обороты двигателя

Введение

Тяговый расчет проектируемого трактора проводится с целью определения мощности двигателя, необходимой для получения расчетной силы тяги при различных рекомендуемых скоростях движения. С помощью тягового расчета делают выбор числа передач и наиболее рациональной разбивки передаточного отношения, обеспечивающих получение минимальной для данного типа и класса тракторов скорости, а также промежуточных и максимальных скоростей.

Основными этапами тягового расчета являются: определение силы тяги трактора по балансу мощностей и составление тяговой характеристики трактора, с помощью которой определяют возможности наиболее рационального его использования. Кроме того, рассматриваются вопросы, связанные с выбором основных параметров проектируемого трактора и структуры ряда передаточных чисел его трансмиссии.

Тяговый расчет трактора производится на основании данных задания.

Графическая часть работы включает в себя:

а) скоростную характеристику двигателя и лучевую диаграмму загрузки двигателя на передачах;

б) кинематическую схему трансмиссии трактора;

в) совмещенные потенциальную и тяговую характеристики трактора.

Анализ исходных данных

Назначение трактора

Слово «трактор» произошло от латинского слова «трако» – «тащу», «тяну». В этом и заключается главное назначение трактора: он или тащит на себе различные машины – орудия, или тянет их за собой. Но одно дело – тянуть легкую повозку по хорошо укатанной дороге и совсем другое – тянуть плуг по целине. Кроме того, трактор должен еще передавать энергию прицепленным к нему или навешенным на него машинам-орудиям (плугам, сеялкам, культиваторам) и уборочным машинам.

Трактор выполняет многочисленные виды работ в сельском и лесном хозяйстве, в промышленности и строительстве. Трактор-экскаватор, трактор-бульдозер, трактор-канавокопатель, трактор-погрузчик, трактор-тягач, трактор- трубоукладчик, лесосплавный трактор-амфибия это далеко не полный перечень существующих тракторов.

Больше всего тракторов в сельском хозяйстве, здесь они являются основой механизации производства.

Существуют сельскохозяйственные тракторы нескольких видов: тракторы общего назначения, используемые в соединении агрегата с прицепными и навесными машинами для пахоты, посева, культивации, уборки; универсально-пропашные, с помощью которых проводят междурядную обработку (рыхление, окучивание, опыливание, опрыскивание) и уборку картофеля, сахарной свеклы, подсолнечника и других пропашных культур; специальные, приспособленные для работы на крутых склонах, болотистых почвах, в садах, виноградниках, на плантациях хлопчатника.

Все эти тракторы не похожи один на другой по внешнему виду, развивают разную мощность, передвигаются с разной скоростью, соединяются с разными машинами. Но каждый из них обязательно состоит из одних и тех же основных частей: двигателя, силовой передачи (трансмиссии), ходовой части, рабочего оборудования и органов управления.

Трактора различного назначения представлены на рисунке 2.1.1

Вес трактора [Q]

Вес машины. В исходных данных указана масса трактора (кг), для расчета нам потребуется вес (Н).

,

где m – масса трактора,

g – ускорение свободного падения.

Рисунок 2.1 – Образцы тракторов различного назначения

Для гусеничного трактора сцепным весом является рабочий вес всего трактора, а для колесного – рабочий вес, приходящийся на ведущие колеса.

Коэффициент самоперекатывания [f]

Гусеничный трактор при сопротивлении перекатыванию должен учитывать возникающие потери в процессе трения элементов движителя и деформации грунта в связи с действием различных нагрузок от поверхности гусениц.

Внутренние потери обусловлены трением направляющих колес и различных катков в подшипниках, трением имеющихся звеньев гусениц, находящихся в шарнирах, а также биением самих гусениц. Учет данных потерь ведется коэффициентом, а компенсация происходит посредством подведения к гусеницам ведущего крутящего момента. Деформация грунта, возникающая во время угловых поворотов, и вертикальное прессование почвы вызывают внешние потери. Таким образом, нагрузка опорных катков передается на гусеницы и образуется колея.

Внешние потери учитываются также коэффициентом. Их компенсирует касательная сила тяги. Среди всех потерь именно внутренним потерям, возникающим в гусеничном движителе, отводится 60%. Именно поэтому необходимо создать требуемое натяжение гусениц с соблюдением всех правил техобслуживания. Потерям от вертикальной деформации почвы отводится лишь 20%, а от буксования гусениц итого меньше – 3%.

Коэффициент равен примерно 0,08…0,12 и 0,06…0,08 для гусеничного и колесного тракторов соответственно. Коэффициент самоперекатывания может меняться в значительных пределах 0,05…0,3 при нагрузках типа бульдозерных и на слабых грунтах.

Коэффициент сцепления [φкр max]

Величина, соответствующая коэффициенту трения скольжения колеса (трака гусеницы) по поверхности, т.е. при коэффициенте скольжения, равном единице. Обычно это понятие распространяют на все значения при коэффициентах скольжения от единицы до значения, соответствующего максимальному коэффициенту сцепления. Коэффициенты сцепления указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Коэффициенты сцепления

МатериалРезиновые шиныТраковая лента
Сила сцепления
Бетон0,900,45
Глинистый суглинок, сухой0,550,90
Глинистый суглинок, влажный0,450,70
Изрезанный колеями тяжелый суглинок0,400,70
Сухой песок0,200,30
Влажный песок0,400,50
Карьерный грунт0,650,55
Плотный снег0,200,27
Лед0,120,12
Плотный грунт0,550,90
Рыхлый грунт0,450,60
Уголь в отвале0,450,60

Тип трансмиссии

Трансмиссия трактора, как правило, многопоточная, то есть передает мощность двигателя не только на ходовую часть, но и для привода агрегатируемых машин и вспомогательных механизмов.

Современные тракторы оборудуются трансмиссиями нескольких различных типов:

  • Механические ступенчатые;
  • Механические бесступенчатые;
  • Гидромеханические;
  • Гидрообъемные;
  • Электрические и электромеханические.

При выполнении курсовой работы будут рассматриваться 2 вида трансмиссий – МСТ и ГМТ.

Читать еще:  Что требуется для замены масла в двигателе

1) механические ступенчатые трансмиссии (МСТ). Механические ступенчатые трансмиссии имеют наименьшую стоимость и наиболее компактны при одинаковой величине передаваемой мощности, но не позволяют плавно регулировать скорость и тяговое усилие трактора. Механическая трансмиссия трактора состоит из главной фрикционной муфты сцепления, коробки передач, центральной (главной) передачи, конечных передач, передачи механизма отбора мощности. Дополнительно в механическую трансмиссию могут входить: увеличитель крутящего момента, ходоуменьшитель, редуктор-умножитель числа передач, раздаточная коробка. На гусеничных тракторах, кроме того, в состав трансмиссии входит механизм поворота.

2) гидромеханические трансмиссии (ГМТ) состоят из гидротрансформатора и механической ступенчатой коробки передач. Применение гидротрансформатора позволяет более полно использовать мощность двигателя в условиях переменной нагрузки на трактор и упрощает процесс управления им. Ступенчатая коробка передач позволяет выбирать нужный диапазон скоростей. В отличие от автомобилей, где гидромеханические трансмиссии обычно автоматические, на тракторах такая автоматизация не нужна и переключение передач осуществляется оператором. Изначально, гидромеханической трансмиссией оснащались тяжелые промышленные тракторы (например, Т-330 или Caterpilar), но в настоящее время, ею оснащаются практически все новые типы тракторов. Ступенчатые коробки передач могут быть как планетарными, так и обычного типа. К недостаткам таких трансмиссий относится низкий КПД и высокая сложность.

КПД трансмиссии

КПД трансмиссии представляет собой отношение мощности на ведущих звездочках трактора к мощности двигателя, передаваемой в трансмиссию.

Количество передач

Количество ступеней в КП.

Радиус ведущего колеса [Rвк]

Ведущие колеса служат для преобразования крутящего момента, подводимого к ним от двигателя, в касательную силу тяги, необходимую для передвижения трактора и буксирования прицепов. В целях обеспечения надежного сцепления ведущих колес с почвой на них передается большая часть (примерно 70…75 %) веса трактора. Размерность – метры.

Номинальные обороты двигателя

Обороты, при которых двигатель набирает максимальную мощность.

Частота вращения электродвигателя

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Частота вращения электродвигателя напрямую влияет на его производительность и уровень энергопотребления. Поэтому регулирование частоты вращения электродвигателя является востребованной в промышленности функцией, которая стала доступной с появлением специальных силовых полупроводниковых приборов — тиристоров, а также транзисторов IGBT.

Рисунок 1. Один из видов преобразователей частоты вращения электродвигателей На сегодняшний день различные способы управления асинхронными электромоторами широко применяются в промышленности, ведь изменяемая частота вращения электродвигателя позволяет не только экономить энергию, но и существенно усовершенствовать управление различными технологическими процессами.

Стоит отметить, что если требуется регулировка скорости, гораздо чаще используются двигатели постоянного тока.

Поэтому использовать преобразователь частоты электродвигателя в данном случае нет необходимости. Управление такого двигателя осуществляется регулированием напряжения, благодаря чему он отличается простотой эксплуатации. При этом двигатели постоянного тока отличаются высокой стоимостью, сложной конструкцией и не всегда подходящими для промышленной эксплуатации характеристиками.

С асинхронными двигателями все наоборот: они надежны, сравнительно недороги и имеют хорошие эксплуатационные характеристики. Но с ними можно использовать только гораздо более дорогостоящие и сложные регуляторы скорости вращения. Впрочем, с появлением биполярных транзисторов с изолированным затвором данная проблема стала гораздо менее острой, поэтому асинхронные двигатели с регулируемой частотой вращения также довольно широко применяются в промышленных масштабах.

Самостоятельное определение частоты вращения электродвигателя

Не зная частоты вращения электродвигателя, во многих случаях нет возможности эксплуатировать его. Если документация к мотору отсутствует, приходится думать, как определить частоту вращения электродвигателя самостоятельно. Сделать это можно, воспользовавшись пошаговой инструкцией:

  1. Современные асинхронные электродвигатели делятся на три группы, по количеству оборотов в минуту. Первая группа — двигатели с частотой до 1000 об/мин. Вторая группа — до 1500 оборотов. Третья группа — до 3000 оборотов в минуту.
  2. Чтобы определить частоту вращения электродвигателя, нужно выявить, к какой группе он относится. Для этого необходимо открыть его крышку и найти катушку обмотки.
  3. Далее нужно примерно определить размеры катушки по отношению к кольцу статора. Точные расчеты и замеры здесь не требуются.
  4. Если катушка по размеру способна закрыть собой примерно половину кольца статора, частота вращения электродвигателя составляет 3000 об/мин. Если катушка покрывает около трети самого кольца, то электродвигатель относится ко второй группе. Если размер катушки равен четверти кольца — число оборотов не превышает 1000.

Это только примерный подсчет, но даже такие данные уже помогут определить основные характеристики, возможности, а значит, и сферу применения исследуемого электродвигателя.

Какие бывают виды электродвигателей по скорости?

Скорость вращения вала двигателя – это один из основных факторов, влияющий при выборе оборудования. Электродвигатели по этой характеристики подразделяются на несколько основных групп. Частота вращения микромашин, может изменяться от нескольких десятков оборотов за минуту, до 60000. Для среднего и мощного промышленного оборудования подбираются машины, количество оборотов которых до 3000 об/мин.

Типы оборудования в зависимости от частоты вращения вала

По этой характеристике классифицируется:

  • тихоходный тип с количеством оборотов не более 300 об/мин;
  • количество оборотов не превышает 1500 об/мин на электродвигателях со средней скоростью вращения;
  • быстроходное оборудование выполняется числом вращения вала не более 6000;
  • количество циклов за минуту не менее 6000 используются на агрегатах со сверхбыстроходностью.

Скорость вращения двигателя влияет на выбор по мощности и крутящему моменту оборудования. Для промышленных станков и больших кранов применяются агрегаты быстроходного или среднего типов. При этом величину об/мин, можно изменять с помощью мотор-редукторов и шкивов.

Читать еще:  В чем причина двигатель уаз сапунит

Определить количество, можно посмотрев бирку, но она может повредиться при эксплуатации. Существует самый простой метод определения скорости вращения, без применения дополнительного оборудования.

Способы определения количества оборотов двигателя

Для определения этой величины, необходимо выполнить несколько простых операций. Разберем способы определения скорости основных групп асинхронных электродвигателей.

Метод определения двигателя с количеством оборотов 3000

Каждый двигатель имеет несколько пар полюсов или пар контактов. На каждом статоре укладывается по несколько катушек, соединенных последовательно. Такие пары монтируют для каждой фазы. При этом образуется по одной паре полюсов. Каждая фаза устроена одинаково.

При питании обмоток, на каждую из них нагрузка поступает поочередно. При общем частоте тока в 50 Гц, за одно колебание поток магнитного поля, совершит полный круг. 1 сек магнитный поток статора, совершает вращение 50 раз. Поэтому за 1 мин двигатель совершит 3000 циклов.

Для определения количества синхронных оборотов в асинхронном электродвигателе, потребуется демонтировать крышку на корпусе, осмотреть статор агрегата.

Подсчитываем количество пазов для одной из фаз. В самом простом случае будет 12 пазов. С учетом того, что на каждую фазу приходится по 2 катушки, получаем 6 пазов на 1 катушку. В этом случае с учетом скольжения число синхронной скорости двигателя за минуту будет 3000.

При этом следует обратить внимание. Не всегда количество катушек для пары будет равно 1. Производятся агрегаты с 2 или 3 катушками для пары. Но это более сложные способы намотки двигателя, их следует рассматривать отдельно.

Определение скорости вращения тихоходного типа

Каждая фаза выполняется с 4 секциями обмотки статора. На каждую катушку теперь приходится четвертая часть пазов. В этом случае на приборе будет 2 пары полюсов. Они получаются из 4 катушек для каждой фазы сети. В случае если при подсчете на каждую катушку приходится ¼ часть всех пазов, это агрегат с количеством вращений 1500 за минуту.

При более низких оборотах, расчет будет изменяться. Для 1000 об/мин, расчет следует производить в соотношении 1 к 6. Для агрегатов до 750 об/мин. расчет производится в соотношении 1 к 8.

Для более точного определения скорости вращения вала необходимо использовать тахометр или ознакомиться с паспортом агрегата.

Трансформаторные подстанции высочайшего качества

с нами приходит энергия

develop@websor.ru

Номинальные режимы и номинальные величины электрических машин

Электрические машины служат для преобразования механической энергии в электрическую (электрические генераторы), электрической энергии в механическую (электрические двигатели), а также для преобразования: частоты и числа фаз переменного тока, рода тока, например постоянного в переменный ток, постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения (электромашинные преобразователи).

1. ГОСТ 183-66. Общие технические требования, предъявляемые к электрическим машинам переменного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт (или 50 В Ч А) при частотах до 10 000 Гц и постоянного тока с номинальной мощностью свыше 50 Вт, сформулированы в ГОСТ 183-66. Стандарт распространяется только на электрические машины общепромышленного применения. Электрические машины должны изготовляться в соответствии с требованиями этого стандарта и стандартов или технических условий на отдельные виды электрических машин.
2. Номинальный режим — режим работы, для которого машина предназначена предприятием-изготовителем. Номинальный режим указывается на заводском щитке машины.
3. Номинальные данные электрической машины (мощность, напряжение, ток, частота вращения, коэффициент мощности, коэффициент полезного действия и другие величины) характеризуют номинальный режим ее работы. Они относятся к работе машины на высоте до 1000 м над уровнем моря и при температуре газообразной охлаждающей среды до +40°C и охлаждающей воды до +30 °С (в стандартах и технических условиях может быть установлена другая температура охлаждающей воды, но не более +33 °С).
Номинальные данные машин, спроектированных до утверждения ГОСТ 183-66, относились к температуре газообразной охлаждающей среды +35° С и охлаждающей воды +25° С. Термин « номинальный » может применяться ко всем данным, относящимся к номинальному режиму, независимо от того, указаны эти данные на заводском щитке машины или нет.
4. Номинальные режимы работы электрических машин. Номинальный режим работы электрической машины должен соответствовать одному из следующих основных режимов.
а) Продолжительный режим (условное обозначение режима S1), при котором электрическая машина работает с неизменной нагрузкой, продолжающейся столько времени, что превышения температуры всех частей электрической машины при неизменной температуре охлаждающей среды достигают практически установившихся значений (рис. 15-1, а).
б) Кратковременный режим (S2) с длительностью периода неизменной номинальной нагрузки 10; 30; 60 и 90 минрежим работы, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры всех частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли
достигнуть практически установившихся значений, а периоды остановки электрической машины настолько длительны, что все части ее приходят в практически холодное состояние (рис. 15-1,6).
в) Повторно-кратковременный режим (S3) с продолжительностью включения (ПВ) 15; 25; 40 и 60% (продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимают равной 10 мин)-режим работы электрической машины, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры отдельных частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли достигнуть практически установившихся значений.
Повторно-кратковременный номинальный режим работы характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью включения (ПВ), определяемой по формуле

где N — время работы; R — пауза. Пусковые потери практически не оказывают влияния на превышения температуры отдельных частей машины (рис. 15-1, в).
г) Перемежающийся режим (S6) с продолжительностью нагрузки (ПН) 15; 25; 40 и 60% (продолжительность одного цикла, если нет других указаний, принимают равной 10 мин) — режим работы электрической машины, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами холостого хода (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры отдельных частей электрической машины при практически неизменной температуре охлаждающей среды могли , достигнуть практически установившихся значений (рис. 15-1, г).
Перемежающийся номинальный режим работы характеризуется относительной (в процентах) продолжительностью нагрузки (ПН), определяемой по формуле

где N — время работы; V — время холостого хода.
Помимо основных номинальных режимов работы S1, S2, S3 и S6 в качестве дополнительных (рекомендуемых) установлены режимы:
а) повторно-кратковременный с частыми пусками (S4) с ПВ 15; 25; 40 и 60%;
б) повторно-кратковременный с частыми пусками и электрическим торможением (S5) с ПВ 15; 25; 40 и 60%;
в) перемежающийся с частыми реверсами при электрическом торможении (S7);
г) перемежающийся с двумя или более частотами вращения (S8).
В дополнительных номинальных режимах устанавливается: число включений в час (режимы S4 и S5), число реверсов в час (режим S7), число циклов в час (режим S8) (если в стандартах или технических условиях не установлено иное) 30; 60; 120; 240 при коэффициенте инерции (см. раздел) 1,2; 1,6; 2,5 и 4.

Читать еще:  Вибрация двигателя причины на автомате

Рис. 15-1. Основные номинальные режимы работы электрических машин.

а — продолжительный режим S1; б — кратковременный режим S2; в — повторно-кратковременный режим S3; г — перемежающийся режим S6; J м — максимальная температура.

5. Номинальная мощность электрической машины:
а) для генераторов постоянного тока- полезная мощность на зажимах машины;
б) для генераторов переменного тока-полная электрическая мощность при номинальном коэффициенте мощности;
в) для электродвигателей — полезная механическая мощность на валу;
г) для синхронных и асинхронных компенсаторов — реактивная мощность на зажимах компенсатора.
Номинальная мощность генераторов постоянного тока и электродвигателей выражается в Вт, кВт или МВт, генераторов переменного тока и компенсаторов-в ВА, кВА или MBА. Номинальная мощность указывается на заводском щитке электрической машины.
6. Номинальное напряжение электрической машины — напряжение, соответствующее ее номинальному режиму работы.
Номинальное напряжение трехфазной электрической машины — ее междуфазное (линейное) напряжение.
Номинальное напряжение ротора асинхронной машины с контактными кольцами — напряжение разомкнутой роторной обмотки (вторичной цепи) между контактными кольцами при неподвижном роторе и при статорной обмотке (первичной цепи), включенной на номинальное напряжение.
При двухфазной обмотке ротора за его номинальное напряжение принимают наибольшее из напряжений между контактными кольцами.
Номинальное напряжение возбудительной системы электрической машины с независимым возбуждением — номинальное напряжение того независимого источника, от которого получается возбуждение.
7. Номинальное напряжение возбуждения электрической машины — напряжение на зажимах или на контактных кольцах обмотки возбуждения при питании ее номинальным током возбуждения и сопротивлении обмотки при постоянном токе, которое должно быть приведено к расчетной рабочей температуре (см. раздел).
8. Номинальный ток электрической машины — ток, соответствующий номинальному режиму работы электрической машины.
9. Номинальный ток возбуждения электрической машины — ток возбуждения, соответствующий номинальному режиму работы.
10. Номинальное изменение напряжения электрического генератора — изменение напряжения на зажимах генератора (при работе отдельно от других генераторов) при изменении нагрузки от номинальной до нулевок и при сохранении номинальной частоты вращения; кроме того, для машин с независимым возбуждением — при сохранении номинального тока возбуждения, а для машин с самовозбуждением — при обмотке возбуждения, имеющей расчетную рабочую температуру и неизменное сопротивление цепи обмотки возбуждения. Изменение напряжения выражают в процентах или в долях номинального напряжения генератора.
11. Номинальные условия применения -условия, оговоренные в стандарте или технических условиях на данную электрическую машину, при которых эта машина должна иметь номинальную частоту вращения.
12. Номинальная частота вращения электрической машины — частота вращения, соответствующая работе машины при номинальном напряжении, мощности или моменте, частоте тока и номинальных условиях применения.
13. Номинальное изменение частоты вращения электродвигателя — изменение его частоты вращения при номинальном напряжении на его зажимах (а в случае двигателя переменного тока, кроме того, при номинальной частоте) при следующих изменениях нагрузки:
а) для двигателей, допускающих нулевую нагрузку, — от номинальной нагрузки до нулевой;
б) для двигателей, не допускающих нулевой нагрузки, — от номинальной нагрузки до 1 / 4 номинальной нагрузки.
Изменение частоты вращения выражают в процентах или в долях номинальной частоты вращения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector