多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡化

1、電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)自學(xué)報(bào)告多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡化上海大學(xué)機(jī)自學(xué)院自動(dòng)化系電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號:*2014年10月15日多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)簡化一、電力拖動(dòng)系統(tǒng)的基本概念電力拖動(dòng)拖動(dòng)：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)叫拖動(dòng)。電力拖動(dòng)：電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)機(jī)械是負(fù)載，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的拖動(dòng)方式稱電力拖動(dòng)。電力拖動(dòng)系統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)是指用電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，并完成一定工藝要求的系統(tǒng)。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的分類單軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)和多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)，本文主要講述多軸系統(tǒng)。按照運(yùn)動(dòng)形式可以分為轉(zhuǎn)動(dòng)、平移和升降，本文主要討論平移運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)。二、多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)做平移運(yùn)動(dòng)有些生產(chǎn)機(jī)械，如龍門刨床等，它們的工

2、作機(jī)構(gòu)作平移運(yùn)動(dòng)。刨床電力拖動(dòng)系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)經(jīng)多級齒輪變速后，用齒輪、齒條把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成工作臺的平移運(yùn)動(dòng)。切削時(shí)工件與工作臺一起以速度V移動(dòng)，刨刀固定不動(dòng)。轉(zhuǎn)矩折算計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算值時(shí)，可以先計(jì)算作用在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速為nf軸上的轉(zhuǎn)矩T=匹FR，R為與齒條嚙合的齒輪半徑，然后折算為Fj。但是，通常已知數(shù)據(jù)往往是F和v,而不給出R,因此，可以從切削功率計(jì)算Tf。切削功率為：p=Fv切削力F反映到電動(dòng)機(jī)軸上表現(xiàn)為轉(zhuǎn)矩TF，切削功率P反映到電動(dòng)機(jī)軸上為2,nTQ=TFF60若不考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)損耗，工具功率不變的原則，有2,nFv=T-F60FvFvT=955-TOC o 1-5 h zF2,n-n若考

3、慮傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)損耗，則Tf=9.55FvfnxFvFvT=9.559.55傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩?fù)p耗：nnN，vm/s,nr/min,TFN/m其中F飛輪矩的折算做平移運(yùn)動(dòng)部分的物體總重為Gf=m*g,其動(dòng)能為折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的動(dòng)能為1JQ2二二*二224g60丿折算前后的動(dòng)能不變，因此Gf1GDF2*fv2=*g24g60丿GDf24*FGfv22,n2I60丿365Gfv2n2三、多軸電力拖動(dòng)系統(tǒng)做升降運(yùn)動(dòng)橋式起重機(jī)的提升機(jī)構(gòu)、電梯、礦井卷揚(yáng)機(jī)等，它們的工作機(jī)構(gòu)都是作升降運(yùn)動(dòng)。升降運(yùn)動(dòng)屬于直線運(yùn)動(dòng)并與重力有關(guān)。電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（減速箱,速比為j）拖動(dòng)一個(gè)卷筒，半徑為R,轉(zhuǎn)速為nf；纏在卷筒上

4、的鋼絲繩懸掛一重物,重力為G=mg；重物提升時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率為n，卷筒重物提升或下放的速度都為v。1.負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算1）提升重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算：Tf尸GRATF匸jGRjT傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗的轉(zhuǎn)矩：由摩擦產(chǎn)生，總是起阻礙運(yùn)動(dòng)的作用。提升重物時(shí)AT由電動(dòng)機(jī)負(fù)擔(dān)，下放重物時(shí)，卷筒上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩成為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，AT由負(fù)載承擔(dān)。2）下放重物時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的折算：GRGR/GRGR、=GR(1AT2-jjj丿j1GRj嘰=2-,結(jié)論：1）若n=0.8，則n=0.75，表明在提升重物時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的功率，大部分用于提升重物，只有少部分用于克服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗；下放該負(fù)載時(shí)，重物提供的功率由工作機(jī)構(gòu)傳給了電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電

5、制動(dòng)狀態(tài)，從而保持重物勻速下放。2）若n=0.5,則n=0,表明提升重物時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的功率，一半用于克服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗，另一半才用于提升重物；下放該重物放出的位能全部被傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所消耗，電動(dòng)機(jī)處于空載狀態(tài)。即不需要電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，重物可以安全下放。3）n0.5時(shí)，則n0表明在提升重物時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出的功率，少部分用于提升重物，大部分用于克服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)損耗；下放重物時(shí)電動(dòng)機(jī)軸上吸收負(fù)的機(jī)械功率，即輸出一定的機(jī)械功率，與重物下放所釋放的位能一起用來克服傳動(dòng)損耗，也就是說輕載（或空鉤）本身的重力不足以克服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的阻力而下降，電動(dòng)機(jī)必須處于電動(dòng)狀態(tài)，才能使輕載（或空鉤）下降。在生產(chǎn)實(shí)踐中，下放效率n為負(fù)是有益的。因?yàn)橹灰妱?dòng)機(jī)不產(chǎn)生推動(dòng)重物下放的轉(zhuǎn)矩，重物就停在空中，是掉不下來的。這叫傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的自鎖作用。為使n為負(fù)，必須采用低提升效率（即高損耗）的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如蝸輪蝸桿傳動(dòng)，其提升效率，n=0.30.5。2、飛輪矩折算做升降運(yùn)動(dòng)部分的物體總重為Gfm*g，其動(dòng)能為1Gmy2*v2f2g折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的