Проектирование рулевых электромеханических приводов
Расчет мощности исполнительных двигателей электромеханических механизмов. Построение диаграмм статических моментов на баллере руля. Приведение статических моментов к валу двигателя. Работа электродвигателя в маневренном режиме, перегрузочная способность.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.03.2017 |
| Размер файла | 717,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
“Волжский государственный университет водного транспорта”
Кафедра электротехники и электрооборудования
Курсовой проект
Проектирование рулевых электромеханических приводов
(Русич 00101)
Выполнил: студент группы ДЭМ-511
Рыбин С.П.
Проверил: доцент, к.т.н.
Бурда Е.М.
Нижний Новгород 2016
Cодержание
Задание на проектирование
Введение
1. Расчет мощности исполнительных двигателей электромеханических механизмов
1.1 Расчет и построение диаграмм статических моментов на баллере руля
1.2 Аппроксимация диаграмм моментов на баллере руля
1.3 Приведение статических моментов к валу двигателя
1.4 Расчет мощности и выбор электродвигателя
2. Проверка выбранного исполнительного электродвигателя
2.1 Проверка на перегрузочную способность
2.2 Работа электродвигателя в маневренном режиме
2.3 Проверка на нагрев
3. Выбор оборудования
Заключение
Список литературы
РУСИЧ 00101
Большие сухогрузные суда класса «река-море», с двойными бортами и двойным дном, с машинным отделением и надстройкой в кормовой части. Строились как продолжение серии судов типа «Валдай». Из 12 судов два было построено на ССЗ "Красное Сормово", восемь на ССЗ "Ока" и одно на Зеленодольском заводе им. А.М.Горького. Строительство «Русича-9» проходившее на зеленодольском заводе было остановлено (из-за качества работ завода) и судно не было построено.
|
Характеристика |
Значение |
|
|
Длина наибольшая, м |
128,2 |
|
|
Длина между перпендикулярами,м |
122,8 |
|
|
Ширина габаритная,м |
16,74 |
|
|
Ширина расчетная,м |
16,5 |
|
|
Высота борта,м |
6,1 |
|
|
Осадка по летнюю грузовую марку,м |
4,2 |
|
|
Осадка в пресной воде,м |
3,6 |
|
|
Габаритная высота в балласте,м |
16,5 |
|
|
Автономность, сут. |
20 |
|
|
Скорость судна при полной загрузке,узл. |
11 |
|
|
Грузоподъемность,т: |
||
|
в реке |
3720 |
|
|
Вместимость грузовых трюмов, куб.м./куб.ф. |
8340/294485 |
|
|
трюм №1 |
2780/98161,8 |
|
|
трюм №2 |
2780/98161,8 |
|
|
трюм №3 |
2780/98161,8 |
|
|
Контейнеровместимость |
267 контейнеров ИСО (20-ти футовых) |
|
|
Дедвейт, т: |
||
|
в реке |
3855 |
|
|
в море |
5190 |
|
|
Размеры трюмов в свету,м: |
||
|
трюм №1, №3 |
26,98х12,6 |
|
|
трюм №2 |
29,82х12,6 |
|
|
Вместимость по «Правилам Международной конвенции по обмеру судов 1969 г.»: |
||
|
валовая |
4970 |
|
|
чистая |
2074 |
|
|
Экипаж, чел. |
10 + 2 дополнительных |
|
|
Энергетическая установка: |
||
|
Главный двигатель -- 2 дизеля ("Вяртсиля-дизель") мощностью по 1140 кВт. Вспомогательные двигатели -- 3 дизель-генератора мощностью по 160кВт и аварийный дизель-генератор мощностью 80кВт. |
||
|
Движительно-рулевой комплекс Русича 2 винта + 2 руля |
Введение
Главной задачей курсового проекта является расчет электромеханического привода рулевого устройства.
Правилами Речного Регистра Российской Федерации установлены следующие требования, предъявляемые к электроприводам рулевых устройств:привод рулевой устройство
1. Живучесть гарантированное резервирование. Рулевое устройство должно иметь основной и запасной привод.
2. Достаточная перегрузочная способность по моменту вращения, обеспечивающая преодоление наибольших возможных моментов на баллере руля. руль двигатель маневренный вал
3. Обеспечение нормированной скорости перекладки пера руля. Полностью погруженный в воду руль должен перекладываться основным электроприводом с 35 градусов одного борта на 30 градусов другого при максимальной скорости переднего хода судна не более чем за 28 секунд.
5. Удобство и простота управления.
6. Возможность управления нескольких мест: ходовая рубка; с сигнальных мостиков; с румпельного отделения; и т.д.
7. Чёткий контроль работы электропривода. Обеспечение указателями положения пера руля с точностью до 2,5 градусов при углах перекладки более 5 градусов, а при нахождении пера руля в диаметральной плоскости точность увеличивается до 1 градуса.
8. Возможность быстрого и простого перехода с одного поста на другой, а также перевода работы рулевого устройства с основного привода на аварийный не более чем за 2 минуты.
9. Простота обслуживания и ухода.
10. Высокие экономические показатели.
1. Расчет мощности исполнительных двигателей электромеханических механизмов
1.1 Расчет и построение диаграмм статических моментов на баллере руля
Площадь руля,
где - диаметр тактической циркуляции;
L - длина судна, м;
T - осадка, м.
Число рулей на один винт - 1
Тогда площадь одного пера руля:
m=2 - количество рулей
Высота пера руля:
K=1 - коэффициент, зависящий от класса судна.
h1 - расстояние между нижней кромкой руля и килевой линией, м.
Ширина руля м:
Согласно требования Российского Речного Регистра перо руля при перекладке не должно выступать за габариты судна, относительное удлинение должно быть больше 0.5 и меньше 2.5.
Проверку проходит
Нормальная составляющая равнодействующей силы давления на перо руля на переднем ходу судна:
Где ;
V - максимальная скорость переднего/заднего хода.
Таблица 1 Расчеты руля
|
a |
sina |
0,195+0,305sina |
0,195sina |
Fп.х. |
Fз.х. |
|
|
0 |
0 |
0,195 |
0 |
0 |
0 |
|
|
5 |
0,087155 |
0,221582275 |
0,016995 |
27,44651 |
9,880284 |
|
|
10 |
0,173648 |
0,24796264 |
0,033861 |
48,86687 |
17,59125 |
|
|
15 |
0,258819 |
0,273939795 |
0,050469 |
65,9281 |
23,73301 |
|
|
20 |
0,342020 |
0,2993161 |
0,066693 |
79,7354 |
28,7034 |
|
|
25 |
0,422618 |
0,32389849 |
0,082410 |
91,04833 |
32,77587 |
|
|
30 |
0,5 |
0,3475 |
0,0975 |
100,4039 |
36,14374 |
|
|
35 |
0,573576 |
0,36994068 |
0,111847 |
108,19153 |
38,94713 |
Выберем балансирный руль
Плечо, расстояние от точки приложения силы до оси баллера, зависит от угла поворота, м:
Задний ход:
Моменты на баллере руля:
Задний ход:
Таблица 2 Расчеты балансировочного руля
|
a |
b2 |
М'б |
Мб |
b4 |
М'б з.х. |
Мб з.х. |
|
|
0 |
0,014098 |
0 |
0 |
1,64148 |
0 |
0 |
|
|
5 |
0,084806 |
1,16381 |
2,32762 |
1,57077 |
7,7598 |
15,5196 |
|
|
10 |
0,159766 |
3,90363 |
7,80726 |
1,5006 |
13,1987 |
26,3974 |
|
|
15 |
0,228865 |
7,5443 |
15,0886 |
1,4315 |
16,9869 |
33,9738 |
|
|
20 |
0,296366 |
11,8154 |
23,6308 |
1,364 |
19,5757 |
39,1514 |
|
|
25 |
0,361755 |
16,4685 |
32,9371 |
1,29861 |
21,2815 |
42,563 |
|
|
30 |
0,424536 |
21,3125 |
42,625 |
1,23583 |
22,33375 |
44,6675 |
|
|
35 |
0,484227 |
26,1946 |
52,3892 |
1,17614 |
22,9036 |
45,8072 |
Рисунок 1 Аппроксимация диаграммы моментов
1.2 Аппроксимация диаграмм моментов на баллере руля
Рисунок 2 Аппроксимация диаграммы моментов для переднего хода
Рисунок 3 Аппроксимация диаграммы моментов для заднего хода
1.3 Приведение статических моментов к валу двигателя
Передаточное число механической передачи:
Выберем двигатель с 1000 об/мин:
Угловая скорость баллера:
T=30 c - нормативное время перекладки руля с борта на борт на 2*0,61 радиан.
t0=3 c запас времени на разгон и торможение.
КПД секторной электромеханической рулевой машины в общем случае:
Где коэффициенты полезного действия:
Опор сектора с учетом трения поддерживающих подшипников
Зубчатой передачи сектора
Червячного редуктора
Цилиндрического редуктора
Подшипников и опор баллера
Момент на валу электродвигателя Н м:
1.4 Расчет мощности и выбор электродвигателя
Пусковой момент (стоянки под током), Н м:
;
.
Расчетный номинальный момент, Н м:
Мощность электродвигателя
Построим механическую характеристику.
2. Проверка выбранного исполнительного электродвигателя
2.1 Проверка на перегрузочную способность
Мп=9,9935 Н•м
Ммах з.х. = Н•м
Проверку на перегрузочную способность проходит.
2.2 Работа электродвигателя в маневренном режиме
< 30 c, проверку на время перекладки руля проходит.
2.3 Проверка на нагрев
Мном = 4,5425
Проверка на нагрев пройдена.
3. Выбор оборудования
1.Тепловые реле КК1 и КК2
Iном=16,7А
Iпер=16,7*1,1=18,37 А
Выбираем электротепловое реле ТРТ-133
Iном. Реле=22А
2. Электромагнитные контакторы.
Для КМ1 и КМ2 выбираем электромагнитный контактор КТ-5013Б У3:
Iном=100А, Uкат=380В, 3зам + 3 разм дополнительных контактов.
Для электромагнитного контактора Кп выбираем ПМЛ-3100:
Для двигателей мощности 18.5 кВт, с 1зам + 1 раз контактами.
3. Кнопки
В качестве всех кнопок используем КУ123 с максимальным коммутационным током 4А и током коммутации 0,63А.
4. В качестве звуковой сигнализации РВ используем Сирена ЭСС 24(ревун) 24В
6. Предохранители FU1 и FU2, выбираем предохранители ПДС-V, с током плавкой вставки 200А .
Список литературы
1)Н.А. Устюгов, О.С. Хватов, И.А. Тарпанов. Проектирование рулевых электромеханических приводов (Методические указания) Н.Новгород 2013г., 88 стр.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет моментов сопротивления на баллере руля, порядок расчета электрогидравлического привода, проверка электродвигателя на нагрев. Расчет и построение нагрузочной характеристики электродвигателя рулевого устройства по системе генератор - двигатель.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 14.08.2010Расчет моментов статического сопротивления, выбор редуктора, двигателя, преобразователя частоты. Требования, предъявляемые к электроприводу. Расчет приведенных статических моментов и коэффициента жесткости. Проверка двигателя по производительности.
курсовая работа [651,4 K], добавлен 28.11.2012Описание технологического процесса автоматизации. Выбор рода тока и типа электропривода толкателя печи. Приведение статических моментов к валу двигателя. Подбор основных элементов силовой цепи. Расчет схем пуска, торможения и переходных характеристик.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 22.03.2018Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения, моментов и сил сопротивления. Составление расчётной схемы механической части электропривода. Расчёт статических механических и электромеханических характеристик привода.
курсовая работа [62,3 K], добавлен 06.04.2011Выбор двигателя привода редуктора, определение номинальной мощности двигателя, передаточных чисел, силовых и кинематических параметров привода. Проектный расчет закрытой зубчатой передачи. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов на тихоходном валу.
курсовая работа [182,1 K], добавлен 22.04.2019Определение понятий статического момента и момента инерции, действующих на валу главного привода. Расчет и построение механических и электромеханических характеристик двигателя. Расход электроэнергии за сутки, среднесуточный КПД и коэффициент мощности.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.03.2012Выбор двигателя и редуктора. Резание на токарно-отрезных станках. Работа двигателя при торцевой подрезке. Расчет статических и динамических усилий в механизме и построение упрощенной нагрузочной диаграммы. Расчет потребной мощности и выбор двигателя.
контрольная работа [289,4 K], добавлен 25.01.2012- Расчет надежности и прогнозирование долговечности лопатки газотурбинного двигателя на базе ТВВД Д-27
Компрессор авиационного газотурбинного двигателя: предназначение и характеристика. Расчет надежности рабочих лопаток компрессора при повторно-статических нагружениях. Дисперсия составляющих изгибающих моментов по главным осям инерции для газовых сил.
курсовая работа [367,7 K], добавлен 22.02.2012 Анализ работы системы "Электропривод–рабочая машина". Характеристика системы "ЭП–сеть". Построение механической части привода, сравнение выбранных вариантов. Расчет силового электропривода, статических механических и электромеханических характеристик.
курсовая работа [378,9 K], добавлен 05.04.2011Разработка электропривода фрикционного бездискового пресса. Описание системы "электропривод – рабочая машина", "электропривод – сеть" и "электропривод – оператор". Расчет статических механических и электромеханических характеристик двигателя и привода.
курсовая работа [102,3 K], добавлен 08.11.2010Предварительный расчет мощности электродвигателя, определение передаточного числа редуктора. Построение тахограммы и нагрузочных диаграмм, проверка двигателя по перегрузочной способности и мощности. Расчет и построение механических характеристик привода.
курсовая работа [440,8 K], добавлен 24.09.2010Расчет размеров и параметров рычажного механизма. Построение диаграммы приведенных моментов инерции, приведенных моментов сил, работы движущих сил и сил сопротивления, изменения кинетической энергии. Характеристики закона движения на фазе приближения.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.11.2010Предварительный выбор мощности и типа электродвигателя. Расчет и построение статических естественных механических характеристик электродвигатели для различных режимов его работы. Выбор электрической схемы электропривода и ее элементов, проверка двигателя.
курсовая работа [426,9 K], добавлен 17.10.2011Выбор и проверка электродвигателя. Схема редуктора. Диапазон возможных передаточных чисел для привода. Возможные частоты вращения электродвигателя. Требуемая максимальная мощность. Определение мощности, крутящих моментов на валах и срока службы привода.
контрольная работа [86,7 K], добавлен 25.04.2012Особенности силового расчета механизма. Анализ метода подбора электродвигателя и расчета маховика. Построение кривой избыточных моментов. Характеристика и анализ схем механизмов поршневого компрессора. Основные способы расчета моментов инерции маховика.
контрольная работа [123,0 K], добавлен 16.03.2012Определение закона движения начального механизма насоса. Построение графиков приведенных моментов сил полезного сопротивления и моментов инерции звеньев. Расчет тангенциальной и нормальной составляющих реакции. Динамический синтез кулачкового механизма.
курсовая работа [485,7 K], добавлен 19.01.2016Расчет мощности электродвигателя и выбор его по каталогу. Определение наивыгоднейшего передаточного отношения редуктора. Расчёт электромеханических характеристик для двигательного и тормозного режимов. Построение нагрузочной диаграммы электропривода.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 28.03.2016Характеристика задач динамического анализа. Определение параметров динамической модели. Математические способы определения сил и моментов сил. Приведение масс и моментов инерции. Математическое уравнение и особенности описания режимов движения механизма.
презентация [104,5 K], добавлен 24.02.2014Определение статических нагрузок, действующих на вал двигателя. Расчет потребляемой мощности двигателя и пускового сопротивления. Проверка выбранного двигателя по типу и по перегрузочной способности. Расход электроэнергии за сутки, среднесуточный КПД.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.11.2010Выбор электродвигателя, кинематический расчет и схема привода. Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана. Расчет зубчатых колес редуктора. Выносливость зубьев по напряжениям изгиба. Расчёт вращающих моментов вала.
контрольная работа [693,6 K], добавлен 01.12.2010
