Научная статья на тему 'СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ТОЧНОСТИ ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРАН-МАНИПУЛЯТОРА МЕХАНОСБОРОЧНОГО УЧАСТКА'

СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ТОЧНОСТИ ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРАН-МАНИПУЛЯТОРА МЕХАНОСБОРОЧНОГО УЧАСТКА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
22
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
механосборочный цех / кран-манипулятор / привод / устройство / информа-ционное обеспечение. / mechanical assembly shop / crane manipulator / drive / device / information support

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Илгар Рафаель Оглу Алиев, Джаваншир Фирудин Оглу Мамедов, Курбан Садых Оглу Абдуллаев

АннотацияПоставлена задача выбора и исследования информационно-измерительных элементов и ис-полнительных механизмов для комплексной авто-матизации технологических станков на основе ана-лиза механосборочных производственных участков в области машиностроения. Цель статьи: создание информационного обеспечения измерительных средств и исполнительных механизмов для реали-зации процесса автоматизации кран-манипулятора, обслуживающего гибкий производственный уча-сток с механосборочными станками. Поставлены вопросы: технологический ана-лиз объекта исследования на основе рекурсивных процедур; определение операций измерения и ис-полнительных механизмов на активных элементах гибкого производственного участка, в том числе, операций кран-манипулятора, токарного, фрезеро-вочного, радиально-сверлильного станков; иссле-дование вопроса по проектированию кран-манипулятора с захватным устройством; расчет мощности исполнительного механизма кран-манипулятора для выбора грузоподъемности его захватного устройства. Поставлена задача создания информацион-ного обеспечения измерительных и исполнитель-ных устройств для механосборочных станков и кран-манипулятора, обслуживающего эти станки. Для ее реализации по определению мощности при-вода кран-манипулятора была построена математи-ческая модель трансмиссии и требуемая характеристика отпускания нагрузки в режиме торможения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Илгар Рафаель Оглу Алиев, Джаваншир Фирудин Оглу Мамедов, Курбан Садых Оглу Абдуллаев

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL SUPPORT FOR THE ACCURACY OF SELECTING THE CRANE-MANIPULATOR TECHNICAL PROPERTIES OF THE MECHANICAL ASSEMBLY SITE

The task is set to select and study information and measuring elements and actuating mechanisms for complex automation of CNC machines based on the analysis of mechanical assembly production sites in the field of mechanical engineering. Paper objective is to develop information support for measuring instruments and actuating mechanisms to implement the automation of a crane manipulator serving a flexible production site with mechanical assembly machines. The following problems are stated: technological analysis of the research object based on recursive procedures; determination of measurement operations and actuating mechanisms on the active elements of a flexible production site, including manipulator crane operations, turning, milling, radial drilling machines; study of the issue of designing a crane manipulator with a clamp; calculation of the power of the crane manipulator actuator to select the load capacity of its clamp. The task is set to develop information support for measuring and actuating devices for machineassembling machines and crane manipulators servicing the machine body. To determine the power of the manipulator crane drive, a mathematical model of the transmission and the required characteristics of the load release in braking mode are constructed.

Текст научной работы на тему «СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ТОЧНОСТИ ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРАН-МАНИПУЛЯТОРА МЕХАНОСБОРОЧНОГО УЧАСТКА»

Транспортное машиностроение. 2023. № 6(18). С. 21-31. ISSN 2782-5957 (print) Transport Engineering. 2023. no. 6(18). P. 21-31. ISSN 2782-5957 (print)

Научная статья

Статья в открытом доступе

УДК 681.5

doi: 10.30987/2782-5957-2023-6-21-31

СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ТОЧНОСТИ ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КРАН-МАНИПУЛЯТОРА МЕХАНОСБОРОЧНОГО УЧАСТКА

Илгар Рафаель оглу Алиевш, Джаваншир Фирудин оглу Мамедов2, Курбан Садых оглу Абдуллаев3

1 Азербайджанский государственный нефтяной индустриальный университет АГНИУ, Баку, Азербайджан 2-3 Сумгаитский государственный университет СГУ, Сумгаит, Азербайджан

1,3 [email protected]

2 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-1998-3137

Аннотация

Поставлена задача выбора и исследования информационно-измерительных элементов и исполнительных механизмов для комплексной автоматизации технологических станков на основе анализа механосборочных производственных участков в области машиностроения. Цель статьи: создание информационного обеспечения измерительных средств и исполнительных механизмов для реализации процесса автоматизации кран-манипулятора, обслуживающего гибкий производственный участок с механосборочными станками.

Поставлены вопросы: технологический анализ объекта исследования на основе рекурсивных процедур; определение операций измерения и исполнительных механизмов на активных элементах гибкого производственного участка, в том числе, операций кран-манипулятора, токарного, фрезеровочного, радиально-сверлильного станков; иссле-

Ссылка для цитирования:

Алиев И.Р. Создание математического обеспечения для точности выбора технических свойств кран-манипулятора механосборочного участка /И. Р. Алиев, Д. Ф. Мамедов, К. С. Абдуллаев // Транспортное машиностроение. - 2023. - № 6. - С. 21-31. ёв1: 10.30987/2782-5957-2023-6-21-31.

дование вопроса по проектированию кран-манипулятора с захватным устройством; расчет мощности исполнительного механизма кран-манипулятора для выбора грузоподъемности его захватного устройства.

Поставлена задача создания информационного обеспечения измерительных и исполнительных устройств для механосборочных станков и кран-манипулятора, обслуживающего эти станки. Для ее реализации по определению мощности привода кран-манипулятора была построена математическая модель трансмиссии и требуемая характеристика отпускания нагрузки в режиме торможения.

Ключевые слова: механосборочный цех, кран-манипулятор, привод, устройство, информационное обеспечение.

Original article Open Access Article

DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL SUPPORT FOR THE ACCURACY OF SELECTING THE CRANE-MANIPULATOR TECHNICAL PROPERTIES OF THE MECHANICAL ASSEMBLY SITE

Ilgar Rafael oglu Aliev1H, Javanshir Firudin oglu Mamedov2, Kurban Sadikh oglu Abdullaev3

1 Azerbaijan State Oil and Industry University ASOIU, Baku, Azerbaijan 2,3 Sumgayit State University SSU, Sumgayit, Azerbaijan

1,3 [email protected]

2 [email protected]; https://orcid.org/0000-0002-1998-3137

Abstract

The task is set to select and study information and measuring elements and actuating mechanisms for

© Алиев И. Р., Мамедов Д. Ф., Абдуллаев К. С., 2023

complex automation of CNC machines based on the analysis of mechanical assembly production sites in the

21

field of mechanical engineering. Paper objective is to develop information support for measuring instruments and actuating mechanisms to implement the automation of a crane manipulator serving a flexible production site with mechanical assembly machines. The following problems are stated: technological analysis of the research object based on recursive procedures; determination of measurement operations and actuating mechanisms on the active elements of a flexible production site, including manipulator crane operations, turning, milling, radial drilling machines; study of the issue of designing a crane manipulator with a clamp;

calculation of the power of the crane manipulator actuator to select the load capacity of its clamp.

The task is set to develop information support for measuring and actuating devices for machine-assembling machines and crane manipulators servicing the machine body. To determine the power of the manipulator crane drive, a mathematical model of the transmission and the required characteristics of the load release in braking mode are constructed.

Keywords: mechanical assembly shop, crane manipulator, drive, device, information support.

Reference for citing:

Aliev R, Mamedov JF, Abdullaev KS. Development of mathematical support for the accuracy of selecting the crane manipulator technical properties of the mechanical assembly site. Transport Engineering. 2023; 6:21-31. doi: 10.30987/2782-5957-2023-6-21-31.

Введение

Механосборочные цеха и их технологические единицы, предназначенные для изготовления механических частей и изделий различного машиностроительного оборудования, характеризуются сложными и комплексными операциями [1, 2]. При этом требуются точные измерения и выполнения технологических операций станков, а также точность позиционирования, торможения и переналадка грузоподъемности захватного устройства кран-манипулятора для автоматизации обслуживания производственных модулей. Рассматриваемые вопросы по реализации вопросов выбора элементов технологического измерения, приводов и определения их энергетических параметров, решены в недостаточном объеме и не на должном уровне соответствуют специфике исследуемых производственных процессов. В этой связи, рассмотрение вопроса по созданию информационного обеспечения технологических операций станков механосборочного участка и кран-манипулятора, моделирования процессов их измерения и выполнения операций приводов, а также определения требуемых энергетических параметров, обеспечивающее точность автома-

тизации, является научно-актуальной задачей.

Создание информационного обеспечения измерительных средств и исполнительных механизмов с определением их энергетических параметров для реализации более надежной автоматизации кран-манипулятора, обслуживающий гибкий производственный участок с механосборочными станками является целью статьи. Для ее реализации поставлены следующие вопросы:

1. Технологический анализ объекта исследования - механосборочного производственного участка основе рекурсивных процедур;

2. Определения операций измерения и исполнительных механизмов на активных элементах гибкого производственного участка, в том числе операций кран-манипулятора, токарного, фрезеровочного, радиально-сверлильного станков; исследования вопроса по проектированию кран-манипулятора с захватным устройством;

3. Расчет мощности исполнительного механизма для выбора грузоподъемности захватного устройства кран-манипулятора.

Исследование механосборочного производственного участка

Выбранный в качестве объекта исследования гибкий механосборочный участок (ГМУ) состоит из гибкого производственного модуля:

- токарного станка (ГПМТС);

- фрезерного станка (ГПМФС);

- радиально-сверлильного станка (ГПМРСС);

- гибкого производственного модуля гибочного станка (ГПМГС).

Механосборочный участок (МСУ), оснащенный цифровой системой управле-

ния, обслуживается кран-манипулятором, который выполняет автоматизированное перемещение и загрузку механосборочных станков [3, 4]. Технологические операции крана-манипулятора выполняются на специальной монорельсовой опоре.

Для обеспечения автоматизирован-

ных операций всех станков в гибких производственных модулей по принципу комплексного обслуживания, взаимосвязанн-сти, гибкости и безопасности, предлагается круговая компоновочная структура (рис. 1).

Рис. 1. Круговая компоновочная схема гибкого механосборочного участка

Fig. 1. Circular layout diagram of a flexible mechanical assembly site

Рассмотрим вопрос технологического анализа некоторых станков исследуемого механосборочного гибкого производственного участка. Для этого проведем анализ технологического измерения, работы приводов, системы контроля и управления активных элементов ГПУ (на примере операций кран-манипулятора и токарного станка), основанные на его энергетических, функциональных и конструкционных характеристиках [5]. Кран-манипулятор на монорельсе между рабочими модулями ГПУ совершает линейные перемещения и последовательно загружает заготовку на ГПМТС, ГПМФС и ГПМРСС. На основе цифровой системы управления каждый станок оснащен автоматической обработкой, резкой и сверлением стальной заготовки вала в соответствии с требуемыми размерами. Техноло-

гические операции крана-манипулятора (КМ) делятся на состояния Pi и переходы Т/. Последовательность технологических операций, выполняемых в рабочих модулях ГПУ с измерением, приводом и контролем показаны в табл. 1.

На основании состояний Р; и переходов Т;, приведенных в табл. 1, определяются типы и количество измерительных и исполнительных механизмов по характеристикам технологических операций кран-манипулятора и токарного станка [6]. Учитывая, что основными действующими элементами, обслуживающими и выполняющими механические операции в ГПУ, являются кран-манипулятор и станки, совокупность их датчиков и исполнительных механизмов выражается в виде таблиц (табл. 2 и табл. 3).

Таблица 1

Последовательность состояний и переходов активных элементов ГПУ

Table 1

Sequence of states and transitions of the active elements at the flexible production site

Pi Состояние кран-манипулятора и станка ГПУ (P i ) Датчик Ti Переход (T i ) Исполнительный механизм

Операции кран-манипулятора

Pi Позиционирование КМ в центре ГПУ Датчик позиционирования (Д1км ) Ti Позиционирован Двигатель тельфера в режиме холостого хода (Мю )

Р2 Прямолинейное движение вниз КМ Датчик линейного перемещения вниз (Д2км ) Т2 Выполнено Двигатель тельфера срабатывает (М11 - линейное перемещение вниз)

Рз Захват заготовки Датчик закрытия захвата (-Д/кт ) Тз Выполнено Двигатель закрытия захвата срабатывает (М32 )

P4 Перемещение заготовки прямолинейно вверх посредством КМ Перемещение заготовки прямолинейно вверх посредством КМ (-Д 2км ) Т4 Выполнено Двигатель тельфера срабатывает (М12 - линейное перемещение вверх)

P5 Перемещение заготовки прямолинейно влево (вперед) посредством КМ Перемещение заготовки прямолинейно вперед посредством КМ (Д 3км ) Т5 Выполнено Двигатель тельфера срабатывает (М12 - линейное перемещение вперед)

Рб Перемещение заготовки прямолинейно вниз посредством КМ в рабочую зону токарного станка Датчик линейного перемещения вниз (Д2км ) Т2 Выполнено Двигатель тельфера срабатывает (М11 - линейное перемещение вниз)

P7 Позиционирование токарного станка Датчик открытия захвата (Д 4км ) Тз Выполнено Двигатель открытия захвата срабатывает (-М32 )

P8 Перемещение заготовки прямолинейно вверх посредством КМ Перемещение заготовки прямолинейно вверх посредством КМ (-Д 2км ) Т4 Выполнено Двигатель тельфера срабатывает (М12 - линейное перемещение вверх)

Операции токарного станка

P9 Резка вала-заготовки (ё=40 мм) 1 -ой ступени вала на токарном станке (ё =3 5 мм, l =80 мм) Датчик углового перемещения ^ 1Ш ) и датчик линейного перемещения ^^ ) Т5 Выполнено Одновременное срабатывание двигателя вращательной резки вала (М3) и линейного перемещения (М/)

Pi0 Резка вала-заготовки 2-ой ступени вала на токарном станке (ё = 30 мм, 1 = 30) Датчик углового перемещения ) и датчик линейного перемещения (S22td ) токарного станка Тб Выполнено Одновременное срабатывание двигателя вращательной резки вала (М3) и линейного перемещения (М/)

Pii Резка вала-заготовки 3-ей ступени вала на токарном станке (ё = 25 мм, 1 = 20) Датчик углового перемещения ) и датчик линейного перемещения (Sз2td ) Т7 Выполнено Одновременное срабатывание двигателя вращательной резки вала (М3) и линейного перемещения (М/)

Pi2 Завершение и позиционирование ступенчатого вала в токарном станке Датчик положения ступенчатого вала (Б/м ) Т8 Выполнено Позиционирование заготовки на токарном станке

Таблица 2

Типы датчиков, используемых в операциях КМ, и их энергетические характеристики

Table 2

Types of sensors used in crane manipulator operations and their energy characteristics

№ Тип операции КМ Датчик Тип датчика Энергетические показатели

1 Позиционирование КМ Si™ Датчик позиционирования (LWH-0450) С аналоговым выходом Напряжение-0.. .42 В; Род тока - постоянный

2 Прямолинейное движение КМ вниз S2™ Датчик линейных перемещений (LWH-0500)

3 Прямолинейное движение КМ вверх —S 2км

4 Прямолинейное движение КМ вперед S3™

5 Прямолинейное движение КМ назад —S3™

6 Открытие захватного устройства КМ S4™ Магниторезистивный 1Р67 С аналоговым выходом Напряжение - 0...24 В

7 Закрытие захватного устройства КМ —S4™

Таблица 3

Типы приводов, выполняющих операции КМ, и их энергетические свойства

Table 3

Types of drives performing crane manipulator operations and their energy properties

№ Тип операции КМ Двигатель Тип двигателя Энергетические показатели

1 Позиционирование КМ М 10 Напряжение - 220 В, Мощность - 0,75 кВт, Количество циклов - 910 д/мин.

2 Прямолинейное движение КМ вниз М 11 Тельфер двигатель КГЭ 1605-6

3 Прямолинейное движение КМ вверх М 12

4 Прямолинейное движение КМ вперед М 21

5 Прямолинейное движение КМ назад М 22

6 Открытие захватного устройства КМ М 31 Электромеханический двигатель ДТ35 Напряжение - 0...24 В

7 Закрытие захватного устройства КМ М 32

Выбор мощности кран-манипуляторной трансмиссии

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Анализ многочисленных и сложных технологических операций, выполняемых краном-манипулятором в ГПУ, показывает, что в связи с тем, что изготавливаемые изделия имеют разные размеры, массу и конструкции, правильный подбор мощности исполнительного механизма крана-манипулятора и его корректировка в соот-

ветствии с особенностями операций считается одним из важных вопросов.

Мощность трансмиссии, применяемой в кране-манипуляторе, выбирают по относительному времени соединения, коэффициенту использования подъемного механизма [7] Кгр, суточному К и годовому коэффициенту использования К/.

Относительное время подключения механизма tqm,

100 п, -,% (1)

^ + * 6

Здесь КдГ = СдГ/Сп ;

Г -Ш ■ К = 24 ;

К =

А

365

(2)

где и - время перерыва, соответствующее 1 такту двигателя соответственно; Оу, Он -средняя масса груза и номинальная масса подъема за одну смену соответственно; тс - количество часов работы двигателя в сутки; Aq - количество дней работы двигателя в году. Стандартные значения tgm равны 15; 25; принимаются 40 и 60 %. При получении этих значений учитывается температура окружающей среды.

Кран-манипулятор имеет четыре номинальных режима работы: легкий, средний, тяжелый и очень тяжелый.

В модуле механосборочного участка кран-манипулятор работает в тяжелых условиях. Для этих условий К/ = 1; Кг = 1; tгм = 25 и 40 %; количество подключений 300-400 в час и температура окружающей среды принимается равной 450 °С. Трансмиссии, выбираемые для крана-манипулятора, должны отвечать следующим требованиям [8]:

1. Он не должен нагреваться выше допустимой температуры при заданном графике рабочих нагрузок и должен соответствовать температурному требованию изоляции обмоток двигателя;

2. В нормальных условиях и при перегрузке увеличение крутящего момента должно преодолеть нагрузку.

3. Должна быть возможность придать нагруженному механизму необходимую скорость, чтобы избавиться от большого импульса при малой загрузке механизма.

Подбор осуществляется в следующем порядке: сначала подводится к валу двигателя рассчитывается статическая нагрузка. Затем двигатель выбирается из каталога и проверяется на перегрузку и холостой ход.

Статическая сила и момент, действующие на вал электродвигателя подъемной лебедки записывается в виде:

(3)

р _ (С+С^10-3

V

М =

( О + О)) А

(4)

где М - крутящий момент на валу электродвигателя (трансмиссии) (Нм); Р - статическая сила на валу (кВт); О, Оо - соответственно масса полезного груза (Н), масса поднимаемого груза (Н); - & скорость подъема (м/с); Бь - диаметр барабана подъемной лебедки (м); ц - подъемный механизм.

Мощность в разгрузочном режиме определяется в виде

Р = Ps - Ру (5)

где Р. - сила трения; Ру - мощность, вырабатываемая сниженной нагрузкой.

При условии Ру > Р.. ,

П.Ьх= (О + Оо) Тц-10"3 кВт (6)

При опускании легкого груза или пустого захватного устройства крана-манипулятора предполагается, что Ру > Р. . На момент расчета мощности кран-манипулятора, двигатель тельфера зависит от нагрузки заготовки, устанавливаемый на станок. Бывает что, захват загружен на 100 % относительно номинальной п = 0,65 — 0,87. Если же нагрузка 20 % относительно номинальной, то п = 0,3 — 0,65.

Если кран-манипулятор перемешается прямолинейно в горизонтальном направлении, то момент и мощность на валу двигателя в статическом режиме запишем в виде [9]:

р _ к(О + °1 )(ит + /)&,10-з

Кц

М = к (О + О1)(уг + /)

где О, О1 - соответственно сила тяжести, возникающая при перемещении груза, сила тяжести механизма продвижения; & - ско-

Щ

(7)

(8)

рость движения вперед м/с; Я, г - радиус колеса и буртика соответственно; у - коэффициент трения скольжения накладок

(для накладок качения ц = 0,015 — 0,02, для накладок скольжения ц = 0,08 ^ 0,15 ) /- коэффициент трения качения подвижного колеса / = (0,0005^0,001)М; п - действие подвижного механизма; Я - коэффициент, учитывающий трение, создаваемое в реле (Я = 1,2^2,6); I - передаточное число редуктора подвижного механизма.

Статические данные собираются во время фактической работы кранов и анализируются с использованием метода номинальной работы.

Определяют продолжительность опускания 4 груза и торможения и трансмиссии.

Изменение угловой скорости двигателя к>1 от до ®2

tk 2

( GD2 )

get

dro

40

где М, Мз - соответственно статический момент двигателя и нагрузки; (ОБ2) - момент, подводимый к валу электропередачи и механизма.

Если принять момент от опускания груза и динамический момент постоянными, то время опускания груза будет записана в виде [10]:

'en

[gd 2)

ГО

get

40 (MoZen - Ms )

(10)

где юи - номинальная угловая скорость

двигателя; Moren - средний пусковой момент двигателя.

По ориентировочному расчету среднее время опускания механизма в 2-3 раза больше, чем время движения механизма.

При этом время торможения двигателем определяется в виде:

tt =■

( GD 2 ) ro

V 'get

(11)

40 (Ы3)

где Ю - угловая скорость вала двигателя; Мг - тормозной момент;

Определим время работы трансмис-

/ /2 /

сии за один период t2 = ——, 12 равно средней длине пути, &2 среднее значение рабочей скорости. При этом ten / ti = 0,1 для кран-манипулятора: ten| ti = 0,2 перемещение механизмов.

Эквивалентная мощность за один период при непрерывной работе определяется в виде:

Ре! = аР

±M ± M„

(9)

где а - постоянный коэффициент, относящийся к крану-манипулятору.

При этом tn /11 = 0,1, а = 0,85 1,15.

Из проведенного расчета выбирается номинальный режим работы электродвигателя крана-манипулятора для различных условий работы:

tod = 25 или 40 %;

P25 = К Рег ;

Р40 = К 2 Р ег .

В тяжелых режимах К = 1,5; К2 = 1,0.

Как следствие тип двигателя кран-манипулятора выбирается из каталога. Выбранный тип двигателя проверяется на загрузку.

Для обеспечения стабильного ускорения кран-манипулятора примем условие

Мили > 1,5 млн, где -1,5 % - средний пусковой мо-

мент при низком напряжении; М - момент подъема груза.

Проверим двигателя кран - манипулятора на максимальную нагрузку. Тогда принимается нижеследующее условие:

^^ maky ~ mak.mh

где К = 1,15 указывает на падение напряжения в сети; Mmak.mh - максимальный крутящий момент двигателя; Mmak у - нагрузки.

Для нахождения тока намагничивания и относительного смещения границы в цепи ротора двигателя построим замещающую схему, соответствующую динамическому режиму. Планируемая схема замены представлена на рис. 2.

ю

2

Рис. 2. Схема цепи ротора двигателя кран-манипулятора в динамическом режиме

Fig. 2. Motor rotor circuit diagram of the crane manipulator in dynamic mode

частном случае частота тока

Ю = 0 и

В

f = 0 , синхронная скорость абсолютное скольжение

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ю

S, =

Ю

где Юоп - f\n =50 hs

on это

синхронная

скорость, соответствующая частоте.

Уравнения, позволяющие раскрыть статическую механическую

характеристику в режиме динамического торможения по разработанной схеме замещения и векторной диаграмме, записываются в нижеследующем виде:

1 \2

( ei2)2=X 2 = ( 11)

R

\2

V Sa у

+ X

12

Ilk=il +122 + 2( 12)2

X2

X,,

(12)

М -31

/2

К

где i к - трехфазный переменный

эквивалентный ток статора

h -

намагничивания;

/ м

12 -

ток

ток от ротора; намагничивающий

реактивное сопротивление; Е, Е'2 -фаз статора и ротора соответственно; К 2, Х!2 - активное и реактивное сопротивление, подводимое от ротора. Если учесть, что токи от эквивалентных статора и ротора в динамическом режиме, показанном на рис. 2 не связаны, тогда

юonSr,

I,=KKK- ■ Ii = KJ i

K

где

к,,,-1^ -

(13)

коэффициент схемы

соединения обмоток статора; 1п -постоянный ток на выходе выпрямителя;

коэффициент цепи 1

k - i

выпрямителя,

K '=i

- коэффициент

2

шунтирования выпрямителя; Кт -коэффициент трансформации двигателя; К - коэффициент корреляции.

Если учесть выражение (13) в системе (12) и провести некоторые преобразования, то получим:

тМ = (т 2)2

к

-1 — 2

X

(14)

м у

С другой стороны, если

С

т2 = V °а У М

+ (X2)2( 12)2

хМ

(15)

Из равенства выражений (14) и (15) получается условие самовоздействия, т. е.

К —

1 + 2

X

М У

>

' я: V

V XМ^а у

(16)

Анализируя выражение (16), можно найти, что

К 2 <

1 + -2

X.,

V " м у

при выполнении условия в двигателе происходит самовозбуждение при любых оборотах и переключениях.

Если выполняется условие

К > 1 +

X/ X..

(17)

то самовозбуждение происходит на определенном пределе скольжения, где Я'г зависит от сопротивления в роторе. Если реализуем выражение (16) согласно относительного предела скольжения £а

='

± я /

X,

(

кг —

г! \

2

1 + Хг

V ХМ ,

V М У

(18)

Отсюда видно, что обороты двигателя от 0 со5 = —Басоп.

Если при ее изменении в диапазоне условие самовоздействия не выполняется, то механическая характеристика двигателя падает на оси ординат и становится М = 0.

М51= —

При воздействии на двигатель его крутящий момент быстро увеличивается, приближаясь к крутящему моменту Мст.

Здесь необходимо использовать характеристику, зависящую от тока намагничивания Е 1вИц. При любом значении Мст и = ^ условие будет выполнено.

XМ = XМman = сош*

Таким образом, механическая характеристика электрического переноса в

характеристике ю = Ю =const

линейной

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

намагниченности и

выражается уравнением.

С учетом того, что механические характеристики электропередачи

составляют примерно

Шу

М =

с / с

са/ + сакг/

/

(19)

' а кг

то

ы.

1 ■ -

1так

кг

2®, X.

/ '

5

акг

я

X'

где соп - номинальное значение угловой частоты, механическая характеристика, соответствующая выражению (19); Мкг -критический момент, - критическое скольжение, представленное в формуле 19

1 м 1 мп,

X = X Х М Х Мп'

£1 =

1п

и

Фп ,

когда механическая характеристика в области насыщения. Отсюда

5 /

сол = — аЛ/ определяются точки Мл.

/ ®оп

Если учесть сказанное выше в формулах (18) и (19).

^аэ 1 =

/

; (20)

Хцп I К?

\ +

X

ЗУ,

Фп

1$акг I

(21)

а

2

2

2

шопХг

Заключение

1. Проведен тщательный технологический анализ операций кран-

манипулятора и механосборочного цеха, позволяющий определить сложность спе-

цифики работы кран-манипулятора в соответствии с торможением кран-манипулятора, его грузоподъемности и других энергетических и технических параметров кран-манипулятора.

2. Увеличение сопротивления с двигателя в цепи ротора К 'г приводит со^ к

увеличению выражений (19), (20) и (21) и увеличивает критический сдвиг Приведенные выше выражения (19), (20) и (21) позволяют получить механические характеристики электрической передачи с необходимой точностью.

3. Для двигателя кран-манипулятора механосборочного гибкого производственного участка принято

X

Mmak

1,5 • Xm так и E

1mak

= 1,2 • U

Фп

. Из формулы (16) видно, что самовозбуждение сильно зависит от настройки параметров двигателей. Один из двигателей кш =0,85 -^0,92 хорошо влияет на значения, а на другом не влияет на рабочем интервале скорости кран-манипулятора даже при кш=1. Поэтому для получения требуемой характеристики отпускания нагрузки в режиме торможения, кроме схемы с собственным воздействием, в схему включают дополнительную цепь, на которую независимо влияет сеть переменного напряжения. Если условие выполняется при значениях кш =0,85^0,92, то ток самовозбуждения составляет 25 % от номинального тока двигателя, что повышает надежность самовозбуждения.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Грундиг, К.Г. Проектирование промышленных предприятий: Принципы. Методы. Практика / Клаус-Гарольд Грундиг; Пер. с нем. - М.: Аль-пина Бизнес Букс, 2007. - 340 с.

2. Романенко, В. И. Проектирование механосборочных участков и цехов: пособие для студентов специальности 1-36 01 01 «Технология машиностроения» / В. И.Романенко, Ю. Ю. Ярмак ; Белорусский национальный технический университет, Кафедра «Технология машиностроения». - Минск: БНТУ, 2022. - 57 с.

3. J. Mammadov, I. Aliyev, G. Huseynova, G. Oru-jova Algorithmic support for the management of the computer-aided design of flexible manufacture system and its equipment. Cybernetics and Systems Analysis.2021, V 57, p. 959-958.

4. J.F. Mammadov, K.S. Abdullaev, U.H. Agaev, I.R. Aliev, G.G. Huseynova. Searching and Selection of a Flexible Manufacturing System by Means of Frame Model. Cyber-Physical Systems: Modelling and Intelligent Control, p.139-152.

5. Бакунина Т. А., Тимофеева Е. В. Проектирование механосборочных цехов: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА имени П. А. Соловьева, 2011.-154 с.

6. Lagerev A.V., Lagerev I.A., Milto A.A. Universal technique for analysing hydraulic articulating crane dynamics, Vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 2013, No.3, pp. 24-31.

7. Lagerev I.A., Milto A.A., Lagerev A.V. Effectiveness of elastic damping in the pivot joints of cargo boom of crane-manipulating installations at large gaps, Nauchno-tekhnicheskiy vestnik Bryanskogo gosudarstvennogo universiteta, 2016, No.1, pp. 1836.

8. Lagerev I.A., Lagerev A.V. Optimalnoe proektiro-vanie podyemno-transportnykh mashin [Optimal design of lifting-transport machines]. Bryansk, Bryanskiy Gosudarstvennyy Tekhnicheskiy Uni-versitet, 2013. - 228 p.

9. Osipov O.I., Nazhivin A.E. Electromechanical Complex for Test of Power Transmission of Helicopters. 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Omsk, 21-23 may 2015, pp. 12-15.

10. Rahul Tiwari, Dr. A.K. Bhardwaj. Analysis of Induction Motor with die cast rotor. International journal of innovative research in electrical, electronics, instrumentation and control engineering. Vol. 2, iss. 6, June 2014, pp. 1552-1558.

REFERENCES

1. Grundig KG. Design of industrial enterprises: Principles. Methods. Practice. Moscow: Alpina Business Books; 2007.

2. Romanenko VI, Yarmak YuYu. Design of mechanical assembly sites and workshops: a manual for students of specialty 1-36 01 01 Technology of Mechanical Engineering. Minsk: BNTU; 2022.

3. Mammadov J, Aliyev I, Huseynova G, Orujova G. Algorithmic support for the management of the computer-aided design of flexible manufacture system and its equipment. Cybernetics and systems analysis. 2021;57: 959-958.

4. Mammadov JF, Abdullaev KS, Agaev UH, Aliev IR, Huseynova GG. Searching and selection of a flexible manufacturing system by means of frame

model. Cyber-physical systems: modelling and intelligent control. p.139-152.

5. Bakunina TA, Timofeeva EV. Design of mechanical assembly shops: textbook. Rybinsk: RGATA named after P. A. Solovyov; 2011.

6. Lagerev AV, Lagerev IA, Milto AA. Universal technique for analysing hydraulic articulating crane dynamics, Bulletin of Bryansk State Technical University. 2013;3:24-31.

7. Lagerev IA, Milto AA, Lagerev AV. Effectiveness of elastic damping in the pivot joints of cargo boom of crane-manipulating installations at large gaps. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2016;1:18-36.

Информация об авторах:

Алиев Илгар Рафаель оглу - докторант, ассистент Азербайджанского государственного нефтяного индустриального университета. Мамедов Джаваншир Фирудин оглу - доктор технических наук профессор Сумгаитского государственного университета, зав. каф. «Автоматика и управление», линк Google Scolar -

Aliev Ilgar Rafael oglu - Doctoral student, assistant of Azerbaijan State Oil and Industry University. Mamedov Javanshir Firudin oglu - Doctor of Technical Sciences Professor of Sumgayit State University, Head bof the Department of Automation and Management; link Google Scolar -https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=DhgB

8. Lagerev IA, Lagerev A.V. Optimal design of lifting-transport machines. Bulletin of Bryansk State Technical University. 2013:228.

9. Osipov OI, Nazhivin AE. Electromechanical complex for test of power transmission of helicopters. 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), May 21-23, 2015; Omsk: 2015. p. 12-15.

10. Rahul Tiwari, Bhardwaj AK. Analysis of induction motor with die cast rotor. International journal of innovative research in electrical, electronics, instrumentation and control engineering. 2014;2(6):1552-1558..

https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=DhgB VekAAAAJ&view_op=list_works&authuser=1&sortb y=pubdate, тел. +994706644009. Абдуллаев Гурбан Садых оглу - кандидат технических наук, доцент Сумгаитского государственного университета, каф. «Механика и технология транспортирования».

VekAAAAJ&view_op=list_works&authuser=1&sortb y=pubdate, phone: +994706644009. Abdullaev Kurban Sadikh oglu - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Sumgayit State University, Department of Mechanics and Technology of Transportation.

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflicts of interests.

Статья опубликована в режиме Open Access. Article published in Open Access mode.

Статья поступила в редакцию 13.03.2023; одобрена после рецензирования 15.05.2023; принята к публикации 26.05.2023. Рецензент - Шалыгин М.Г., доктор технических наук, доцент Брянского государственного технического университета, член редсовета журнала «Транспортное машиностроение».

The article was submitted to the editorial office on 13.03.2023; approved after review on 15.05.2023; accepted for publication on 26.05.2023. The reviewer is Shaligjn M.G., Doctor of Technical Sciences, Associate Professor of Bryansk State Technical University, member of the Editorial Council of the journal Transport Engineering.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.