дәріс. Илемдеудің моменті мен қуаты. Электр жетегінің қуатын анықтау

Илемдеу орнағы жетегінің моментін есептеу. Жалпы жағдайда илемдеу орнағы жетегінің максималь қуаты мына формуламен анықталады:

N_қ = М_қ × ω_қ, (15.1)

мұндағы М_қ - қозғалтқыш білігіне келтірілген қосынды момент, кНм; ω _қ - қозғалтқыш білігінің бұрыштық жылдамдығы, (с^-1),

немесе кВт (15.2)

мұндағы n - қозғалтқыш білігінің айналу саны айн/мин.

Қозғалтқыш білігіндегі момент мынандай үш бөліктен тұрады

М_қ = М′_ил + М′ _ү ± М¢_дин = М¢ _ст ± М¢_дин (15.3)

мұндағы М′_ил – пішінбілікпен металды деформациялау жұмысын істеу үшін керекті, қозғалтқыш білігіне келтірілетін илемдеу моменті; М ′_ү - пішінбілік мойынтіректері (М ′_ү1) мен беріліс механизмдерінде (М ′_ү2) пайда болатын, қозғалтқыш білігіне келтірілген үйкеліс күшінің моменті; М′_дин – екпін (оң) немесе тежелу (теріс) периодтарында қозғалтқыштан орнақтың басты сызығында айналысқа түсетін барлық бөліктердің (пішінбіліктер, айналдырықтар, тістегеріш, жалғастырғыш) инерциясын жеңіп шығуға қажетті қозғалтқыш білігіне келтірілген динамикалық момент; М ′_ил + М ′_ү = М ′_ст - металл пішінбіліктер арқылы өткен кезде өзгеріссіз болатын қозғалтқыштың статикалық жүктемесі деп аталатын илемдеу моменті.

Қозғалтқыш білігіне келтірілген илемдеу моментін илемдеу моменті М _ил мен бәсендеткіштің берілісі санын біле отырып анықтауға болады, яғни

М′ _ил = М _ил / i (15.4)

М _ил = 2 P × а_к = 2 Py × l = 2 P_ор y l² × в_ор, (15.5)

мұндағы а_к - Р күшін түсірудің иіні; y = а _к/ l - иін коэффициенті.

, (15.6)

мұндағы b - теңәсерлі күштің түсірілу бұрышы.

Тәжірибелік мәліметтер негізіне сүйене отырып мыналарды ұсынуға болады:

а) ыстықтай илемдеу үшін: а = (0,45 ¸ 0,5) l, y = 0,45 ¸ 0,5;

б) суықтай илемдеу үшін: а = (0,2 ¸ 0,35) l, y = 0,2 ¸ 0,35.

Қозғалтқыш білігіне келтірілген үйкеліс моменті пішінбілік мойынтіректері мен беріліс механизмдеріндегі үйкеліс моменттерінен құралады:

М′ _ү = М′ _ү1 + М′ _ү2 = М _ү1 /i + М _ү2 /i. (15.7)

Екі пішінбілікті орнақта металды илемдеген кезде екі пішінбіліктің төрт мойынтірегінде пайда болатын үйкеліс моменті М ′_ү1 мынаған тең:

М' _ү1 = 4 (P/2) m _n × r _n = P m _n × d _n, (15.8)

мұндағы Р - толық илемдеу күші; m_м - пішінбіліктер мойынтіректеріндегі үйкеліс коэффициенті; d _м - пішінбілік мойынағының диаметрі.

Төрт пішінбілікті орнақта металды илемдеген кезде күш жетегі жоқ пішінбіліктерге беріледі. Сондықтан үйкеліске кететін шығын тек тіреу пішінбіліктердің мойынтіректерінде ғана пайда болады. Жетегі бар жұмысшы пішінбіліктердің айналу осіне келтірілген осы мойынтіректердегі үйкеліс моменті мынаған тең:

М _ү1 = Р m _n × d _n (D_ж /D_т), (15.9)

мұндағы m_м, d_м – тіреуіш пішінбіліктерінің мойынтіректеріндегі үйкеліс коэффициенті мен шетмойын диаметрі; D_ж, D_т – жұмыс және тіреу пішінбіліктерінің диаметрі.

Илемдеу орнақтары пішінбіліктерінің мойынтіректері үшін үйкеліс коэффициентінің келесі мәндерін қолдану ұсынылады:

- конусты аунақшалары бар мойынтіректер үшін.............. 0,004 (0,002 – 0,005);

- сұйық үйкелісті мойынтіректер үшін............................... 0,003 (0,001 – 0,005);

- қолалы ішпегі бар мойынтіректер үшін............................. 0,06 – 0,1;

- текстолитті ішпегі бар мойынтіректер үшін...................... 0,01 – 0,02.

Қозғалтқыштан пішінбіліктерге беріліс механизмдеріндегі үйкеліс шығындарын берілістің пайдалы әсер коэффициентімен (ПӘК) h _б ескеруге болады. Сонда М _ү2 шамасын есептемей-ақ бірден қозғалтқыштың статикалық жүктемесін анықтауға болады:

(15.10)

Берілістің пайдалы әсер коэффициентін тістегеріштік қапастың (h₁ = 0,92÷0,95),, бәсендеткіштің (h₂ = 0,95 ÷ 0,98 әрбір сатысы үшін) және жалғастырғыштар мен айналдырықтардың (h₃ = 0,99) п.ә.к көбейтіндісі ретінде алуға болады. Сонымен h_б = h₁ × h₂ × h₃ = 0,85 ÷ 0,93.

Илемдеу орнағының пайдалы әсер коэффициенті деп келтірілген илемдеу моментінің келтірілген статикалық моментке қатынасын айтамыз, яғни:

(15.11)

Пішінбілік мойынтіректерінің құрылымдық ерекшеліктеріне байланысты үйкеліс моменті илемдеу моментінің 6 – 12 % құрайды, сондықтан орнақтың п.ә.к. мынандай аралықтан алуға болады: h_орнақ = 0,75 ÷ 0,85.

Илемдеу моментін алдыңғы және артқы керілісті ескере отырып мынандай формуламен есептеуге болады (А.И.Целиков)

М _ил = .

Бірақта моментті энергияның жалпы шығыны бойынша есептеу қолайсыздау. Өйткені ол деформацияға және орнақ тораптарындағы үйкеліске кететін барлық шығындарды өзіне қосады.

Илемдеу орнағы металдың өтпесі барысында екпін алып және тежеліп жұмыс істегенде (айнымалы жылдамдықты орнақтарда) динамикалық момент пайда болады.

Жалпы жағдайда массасы m дене біркелкі емес жылдамдықпен υ және үдеумен j қозғалған кезде динамикалық күш мынаған тең болады:

. (15.12)

Дене біркелкі емес қозғалған (айналған) кезде, оның массасы радиусы R _i (инерция радиусы) болатын шеңберде шоғырланады деп қарастыруға болады. Осы кезде

, (15.13)

мұндағы - бұрыштық үдеу, 1/с².

(15.12) және (15.13) формулаларын ескеріп айналмалы қозғалыстығы динамикалық күшті былай анықтауға болады:

. (15.14)

Айналу орталығына қатысты осы күштің (динамикалық) моменті мынаған тең:

немесе (15.15)

Айналып жатқан массаның инерциясының моменті деп mR_i ² көбейтіндісін айтады, ал mD_i² көбейтіндісін – айналып жатқан массаның сермер моменті деп атайды. Өйткені болса,онда

(15.16)

Қозғалтқыш білігіне келтірілген сермелік моменті орнақ сызығында орналасып айналатын барлық бөлшектер массасының сермер моменттерінің қосындысына тең, яғни

(15.17)

мұндағы mD _я, mD _м, mD _Р, mD _тг, mD _айн, mD _пб, - қозғалтқыш якорінің, жетекші тістегеріші және ода орнатылған тегершігі бар моторлы жалғастырғыштың, бәсендеткіштің жетекші тістегерішінің, тістегерішті қапастың және жалғастырғыштың тістегерішінің, айналдырықтың және пішінбіліктердің сермелік моменттері (сәйкесті жазылған). Беріліс саны i квадраты алынған, өйткені массаның таза күші айналыс жиілігінің квадратына пропорционал, ал айналу жиілігі қозғалтқыш білігінен басталатын бағытта кемиді.

M _ст және M_дин моменттерін анықтаған соң басты электрқозғалтқыш қуатын анықтауға болады. Қозғалтқышты қандай орнақтың жетегіне қызмет етуіне байланысты таңдап алады.

Илемдеу жылдамдығы тұрақты (реверссіз) орнақтың қозғалтқыш қуаты. Жетек қуатын анықтау үшін оның моментін білумен қатар осы моменттің уақыт бірлігіндегі өзгеру графигін де білу қажет, яғни илемдеудің жылдамдық режімін білу керек (Сурет 15.1).

 

15.1 – сурет. Реверссіз орнақтардың жылдамдық және жүктемелік диаграммасы

 

Мұндай орнақтардың максимальды қуаты максималь статикалық жүктеме бойынша анықталады

N_қ.max = M¢ _ст × ω_қ, N_н = M_н × ω_н, (15.18)

мұндағы ω_қ – қозғалтқыш якорінің берілген жүктемедегі айналу жиілігі, 1/с.

Кез-келген қозғалтқыш қысқа мерзімдік асқын жүктелу мен қызып кетуге тексерілуі тиіс Каталогтарда қысқа мерзімдік асқын жүктелу коэффициенттері келтіріледі К = 1,5 – 3,0, сонда

. (15.19)

Ұзақ уақыт жұмыс істегенде қозғалтқыштың қызып кетуінің мүмкіндігін эквиваленті момент бойынша (орташа квадратты) анықтайды:

(15.20)

(M_н каталог бойынша анықталады).

Егер қуаты бойынша таңдалып алынған қозғалтқыштың номинальды айналу жиілігі n_н, техникалық берілген илемдеу жылдамдығымен (υ) мен пішінбіліктер диаметрімен (D) анықталатын пішінбіліктің бір минуттағы айналу санынан n_пб асып кетсе, онда орнақ жетегі тізбегінің бойына беріліс саны i болатын бәсендеткіш орнату қажет болады.

Қозғалтқыштың бұралу моменті қозғалтқыш білігіне келтірілген статикалық және динамикалық моменттерден тұрады, яғни

Илемдеу жылдамдығы реттелмелі (реверсті) орнақтардың қуаты. Блюмингтер, слябингтер, қалыңтабақты және басқа да бірқапасты орнақтар реверсті режімге келтірілетін тұрақты ток қозғалтқышымен айналысқа келтіріледі. Реверске келтіру процесі қозғалтқыштың айналу жиілігін кең аралықта бірқалыпты реттеу арқылы іске асырылады. Сондықтан барлық пішіндер үшін қозғалтқыштың қуатын анықтағанда (барлық өтпелер үшін) жүктеме диаграммасын тұрғызу қажет (сурет 15.2). Айтылған диаграммаға сәйкесті, жолақты илемдеген кездегі толық уақыт үзілістен, екпін алудан, орнықты жылдамдықтан және тежелу кезеңдерінен тұрады. Әдетте металдың пішінбіліктермен қарпылуы қозғалтқыштың екпін алу кезеңінде жүзеге асады, ал пішінбіліктерден шығуы қозғалтқыштың тежелуі кезінде орын алады.

Сурет 15.2 - Реверсті илемдеу орнақтарында (блюмингте, слябингте және т.б.) илемдеген кездегі басты электрқозғалтқыштың жылдамдық және жүктемелік диаграммасы

 

1) Пішінбіліктерде илемделетін металл болмағанда, жетектің екпін алуы мен тежелуі кезінде пайда болатын бұралу моментерін былай анықтайды:

; (15.21)

, (15.22)

мұндағы mD_i ² – барлық айналмалы бөлшектердің келтірілген сермелік моменті; M_бж – пішінбіліктер металсыз төмен мәнді тұрақты жылдамдықпен айналғандағы момент, яғни өтпелер аралығындағы үзіліс кезіндегі орнақтың бос жүрісінің моменті. Бос жүріс моментін мынандай формуламен есептейді:

(15.23)

мұндағы m_iq - жетек тізбегіндегі айналмалы бөлшектің біреуінің массасының мойынтірекке түсіретін жүктемесі; m_i,d_i – сол бөлшектің мойынтірегінде пайда болатын үйкеліс коэффициенті мен үйкеліс диаметрі.

Әдетте бос жүріс моменті қозғалтқыштың номинальды моментінің 2-ден 5 %-не дейінгі шамасын құрайды.

Блюмингтер мен слябингтердегі бұрыштық үдеу dω/dt мынадай мәндерге тең:

- екпін алу кезінде...................3,8 – 8 1/с²;

- тежелу кезінде.......................4 – 10 1/с².

2) Пішінбіліктерге илемделетін металл беріліп, жетек екпін алған кезде бұралу моменті мынаған тең:

; (15.24)

мұндағы mD²_i - құймакесек массасын ескеретін келтірілген сермелік момент.

3) Тұрақты жылдамдықпен илемдеген кезде бұралу моментін былай анықтайды:

(15.25)

4) Жетектің тежелуі кезінде (металмен) бұралу моментін былай анықтайды:

, (15.26)

мұндағы mD²_{i 2} = mD²_{i 4}

Жүктемелік диаграмма барлық өтпелер үшін тұрғызылады (әрбір өтпеде жүктемелік диаграмманың барлық бөліктері есептеледі).

Қозғалтқыштың номинальды моменті екі жағдай үшін анықталады: үлкен жүктемемен жұмыс істеп қозғалтқыш якорінің орамасынан үлкен мәнді ток өткенде қозғалтқышты қызып кетуден сақтау; қозғалтқышты мүмкін боларлық қысқа мерзімдік асқын жүктелуге ұшыратпау. Қозғалтқыш якоріндегі ток шамасының моментке пропорционалдығын біле отырып, ток бойынша тексеруді момент бойынша тексеруге ауыстыруға болады.

1) Момент бойынша қызып кетуге тексеру. Осы тексеру бір жолақты толық илемдеп шығу кезеңіндегі (пішінбіліктер арқылы металдың барлық өтпелерінде) орташа квадратты (эквивалентті) моментті анықтаудан тұрады, ол мына формуламен анықталады:

; (15.27)

немесе

; (15.28)

мұндағы t_ц - бір құймакесекті илемдеу циклының уақыты.

2) Асқын жүктелуге тексеру:

М_max /K £ M_н (15.29)

мұндағы M_max – жүктеме диаграммасы бойынша анықталатын қозғалтқыштың максимал моменті (мысалы, М ₂); K – асқын жүктеу коэффициенті К = 2,5 ÷ 2,75.

Сонымен, екі жағдайда да қозғалтқыштың номинальды моменті қызып кету мен асқын жүктелу моментінен асқын жүктелу коэффициентіне (К) тең шамаға артық болуы керек.

Ұсынылған әдебиеттер: нег. 1 [38-44], 3 [45-55]; қос. 5 [4-22].

Бақылау сұрақтары:

1. Илемдеу орнағының қозғалтқышының бұраушы моменті қандай моменттерден құралады?

2. Реверсті және реверссіз қозғалтқыштардың қуатын анықтаудың қандай ерекшеліктері бар?

3. Қозғалтқыш білігіне келтірілген илемдеу моментідегеніміз не?

4. Жетектің пайдалы әсер коэффициенті қалай анықталады?

5. Динамикалық момент қай кезде пайда болады?

6. Сермер моменті дегеніміз не?