机械系统能量流设计经典课件.pptVIP

任何机械系统都要承受各种外力的作用，这些外力称为载荷。载荷不仅是计算强度和刚度的重要依据，而且也是进行动力计算和选用动力系统的主要依据之一。载荷通常用力、力矩、扭矩、压力、功率、加速度等参量表示。载荷—时间历程图通常有三种确定方法类比法、实际测量法、计算法类比法——参照同类或相近的机械，通过相似理论的分析、设计，来拟定其工作载荷及其他参数。通常采用几何尺寸类比法和动力类比法。3.电动机的选用在选用电动机时，一方面应根据生产机械在技术上的要求，正确选择电动机的种类、型式、容量等，以保证生产的顺利进行。同时还要考虑经济方面的问题，使所选电动机在设备投资和节约电能、降低运行费用等符合要求。2)电动机选择的内容:2）传动方案设计3）工作机械载荷4）初选电动机5）进行能量流其他部分如飞轮、联轴器的设计计算6）进行动力机的校核计算4.6.2能量流系统设计实例现要求进行曲柄压力机的能量流系统设计。已知条件：公称压力Pg=63吨，行程S=100mm，压力机滑块行程次数n=40次/分钟，执行机构（曲柄滑块机构）的摩擦当量力臂mμ=7.85mm1.能量流系统的配置主功能：完成对工件的压力加工仅需要一个执行机构（曲柄滑块机构）一个工作循环所需的总能量不大，采用单台原动机大带轮与飞轮做成一体，立式布置，传动系统位于工作台上方能量流系统布局图直流电动机伺服驱动、交流电动机伺服驱动、步进电动机伺服驱动以及直线电动机、电致微动驱动等几类电气伺服装置分类4.5.1步进电动机特点：1.步进电机种类及工作原理旋转式步进电机、直线式步进电机从励磁相数来分有三相、四相、五相、六相等步进电机旋转式步进电机的转子结构来说，分为三种：1）可变磁阻型（VR型：Variable）2）永磁型（PM型：PermanentMagnetType）3）混合型（HB型：HybriType）1）可变磁阻型（VR型：Variable）2）永磁型（PM型：PermanentMagnetType）3）混合型（HB型：HybriType）2.步进电机的选用适用于中小型机械系统和仪器仪表中，可与传动装置组合，成为开环控制的伺服系统。在步距角小，功率小以及价格低的场合宜选用反应式步进电动机。在步距角大，运动速度低，对定位性能要求高的场合，宜选用永磁式步进电动机。对于既要求步距角小，又要求定位性能好的场合，可选用混合式步进电动机。步进电动机型号选择的依据是工艺要求和步进电动机的性能，步进电动机的主要性能指标如下：1）最大静转矩Tmax2)运行矩频特性3）最高启动频率4）步进电动机的角位移分辨力5）静态步距角误差4.5.2伺服电动机直流伺服电动机和交流伺服电动机特点：1）输出功率大，可达几十到上百千瓦，适合于负载大，速度和加速度比液压伺服较低的中型或重型的机械设备；2）体积大、质量大；3）电动机及电源的投资花费少，使用成本低4）直流伺服电机比较交流伺服电机结构复杂5）相对步进电动驱动来说，步进电动机功率大，输出力矩大、精度高等1.直流伺服电动机的选用和调速广泛应用于半闭环或闭环伺服系统。设计伺服系统时，对工艺、负载、执行元件伺服电动机特性等分析基础上，选则直流伺服电动机型号1）根据负载的转矩和功率选择2）根据执行元件的质量选择3）根据伺服电动机的特性选择大惯量直流伺服电动机的机械特性不同工况时电动机的转速-转矩工作点落在相应的工作区直流伺服电机调速方法主要有三种：第一种是电枢控制调速，也叫恒转矩调速第二种是磁场控制调速，也叫偌磁控制调速或恒功率调速第三种是两种方法结合的混合调速2.交流电动机伺服驱动装置的分类及选用1）分类：交流鼠笼式伺服电动机、永磁同步电动机和无刷直流电动机伺服驱动装置2）选用有较宽的调速范围（1:100000）和功率范围，转子无绕组，转动惯量小。多为闭环控制。a)电动机选择一般选择无刷电动机b)成本c)转矩/惯量比是电动机加速性能和动态性能的重要指标，在高性能伺服进给系统中应选转矩/惯量大的电动机g)转矩脉动性h)整流器/逆变器容量f)对反馈感应器的要求e)调速范围d)功率密度第六节能量流系统设计4.6.1能量流系统设计一般步骤1）确定能量流系统的配置2）传动方案设计3）工作机械载荷4）初选电动机5）进行能量流其他部分如飞轮、联轴器的设计计算6）进行动力