3.3. Выбор оптимального передаточное число редуктора для привода с повторно-кратковременным режимом работы

Очевидно, что выбор двигателя по скорости в общем случае связан с одновременным выбором передаточного числа редуктора механизма. Например, требуется выбрать приводной двигатель постоянного тока типа 2ПФ для производственного механизма с параметрами: . В соответствии с техническими данными электродвигателей серии 2П могут быть выбраны следующие 5 типов двигателей:(= 7.5 кВт,= 3000 об/мин,= 0.038);(= 7.5 кВт,= 2120 об/мин,= 0.048);(= 7.5 кВт,= 1500 об/мин,= 0.083);(= 8 кВт,= 1000 об/мин,= 0.1);(= 9 кВт,= 750 об/мин,= 0.2). Встает вопрос – на какую номинальную скорость вращения более целесообразно выбрать двигатель? В зависимости от выбранного критерия оптимальности (максимум быстродействия в пуско-тормозных режимах, минимум потерь в пуско-тормозных режимах, минимум потребления электрической энергии при отработке рабочего цикла и т.п.) выбор может быть разным.

Оптимальное значение передаточного числа из условия наибольшего ускорения (замедления) электропривода имеет место при выполнении условия

,

где:

–оптимальное значение передаточного числа редуктора от двигателя к рабочему механизму;

–момент двигателя при пуске (торможении), ;

–статический момент механизма, ;

–момент инерции двигателя и всех его элементов, жестко закрепленных на его валу, ;

–момент инерции механизма, .

Знак «+» соответствует ускорению привода, знак «–» – замедлению привода.

У приводов с большим числом включением в час значение статического момента обычно относительно невелико и его можно во многих случаях не учитывать. Тогда оптимальное передаточное число определяется по выражению

.

Оптимальное значение передаточного числа при заданном перемещении (пути) механизма в случае треугольного графика скорости (рис. 3.8) по времени и при одинаковых моментах двигателя при пуске и торможении.Наименьшее время заданного перемещения будет при передаточном числе

.

Рис. 3.8

Если при относительно малом значении статического момента его не учитывать, отпимальное передаточное число

Оптимальное передаточное число при заданном перемещении (пути) механизма в случае трапецеидального графика скорости (рис. 3.9) по времени и при отсутствии статического момента. Минимальное время перемещения механизма будет при передаточном числе

,

где:

– максимальная установившаяся угловая скорость вращения двигателя, рад/с;

–заданный угол поворота вала механизма, рад;

–моменты двигателя при ускорении и замедлении, .

Рис. 3.9

Следует заметить, что приведенные оптимальные передаточные числа являются лишь предварительными значениями при выборе рабочего передаточного числа. Последнее выбирается после производства целого ряда расчетов с различными передаточными числами и сопоставления результатов с учетом максимально допустимой скорости механизма и требуемой мощности двигателя.