第3章机械系统的载荷特性和动力机的选择习题课

1、第三章第三章 机械系统的载荷特性和动力机选择习题课机械系统的载荷特性和动力机选择习题课 -电动机的选择与计算电动机的选择与计算 电动机nNnFs刀架丝杠螺母传动系统：j、题题3： 题目见题目见P66例例3-3。（参数作一定的改动）。（参数作一定的改动）解：解：1、选择电动机类型、选择电动机类型Y系列笼型三相异系列笼型三相异步交流电动机步交流电动机短时工作制的电动机短时工作制的电动机连续工作制的电动机连续工作制的电动机 传动比传动比j=10；刀架丝杠转速；刀架丝杠转速150r/min；丝杠螺旋副；丝杠螺旋副选择选择Tr160112(P28)-GB5796-86螺纹。螺纹。短时运行的电动机短时运行

2、的电动机2、计算刀架移动时，电动机的负载功率、计算刀架移动时，电动机的负载功率PL3、按照过载能力选择电动机、按照过载能力选择电动机NmULMKKM2maxNmULPKKP2maxmULNKKPP2maxY90L-41.33(kw) 对于短时工作的电动机，对其不用进行发热计算，而应当按照其过载能对于短时工作的电动机，对其不用进行发热计算，而应当按照其过载能力来选择电动机的容量。力来选择电动机的容量。异步电动机的过载能力应满足：异步电动机的过载能力应满足：NmULMKKM2max笼型三相异步电机的笼型三相异步电机的特性较硬，在各转矩特性较硬，在各转矩下转速变化不大。下转速变化不大。1.5kwNP

3、 n1400 /minNr2.22M2.2st1(kw)60 1000LWVP4、校核电动机的起动能力、校核电动机的起动能力 交流电动机功率低于交流电动机功率低于7.5KW时，按时，按P62(3-27)式校核起动能力。式校核起动能力。 2minUNsrsk kMk M式中：式中： kU最小起动电压与额定电压之比，一般取最小起动电压与额定电压之比，一般取kU =0.85；Mrs起动时电动机轴上的静阻转矩；起动时电动机轴上的静阻转矩；MN电动机额定转矩；电动机额定转矩；kmin电动机最小起动转矩与额定转矩之比；电动机最小起动转矩与额定转矩之比； kmin=st=2.2;ks起动加速因数，一般取起动

4、加速因数，一般取ks =1.21.5；取；取ks =1.35；2min12.04 .UNrssk kMMN mk1.59549954910.23 .1400NNNPMN mnmax12.04 .rsMN m外径：外径：d=160mm；应加在丝杠上的力矩：应加在丝杠上的力矩：21()(. )2sVdMF tgN m刀架开始移动时的静摩擦力：刀架开始移动时的静摩擦力：ssFW选择选择Tr160112(P28)-GB5796-86螺纹螺纹梯形螺纹的相关参数：梯形螺纹的相关参数：头数：头数：Z=L/P=112/28=4；螺纹中经：；螺纹中经： d2=146mm 。通过计算可得丝杠转速：通过计算可得丝杠

5、转速：导程：导程： L=112mm ；螺矩：螺矩： P=28mm ；134 /minnv zpr150 /minr0.2 53001060N传动系统的传动比：传动系统的传动比：Njnn1400 13410.45螺纹的升角：螺纹的升角：由手册可得，铜由手册可得，铜- -青铜材料在有润滑剂时的摩擦系数为：青铜材料在有润滑剂时的摩擦系数为：当量摩擦角：当量摩擦角：arctan()zpd13.7221arctan(cos)V5.9106梯形螺纹的牙形斜角：梯形螺纹的牙形斜角：=151 . 0应加在丝杠上的力矩：应加在丝杠上的力矩：21()(. )2sVdMF tgN m27.6 .N m折算到电动机轴

6、上的静阻力矩：折算到电动机轴上的静阻力矩：).(/1mNiMMrs26.4(. )N mmax26.4 .12.04 .rsrsMN mMN m电动机能够产生的静阻力矩不能满足起动要求。电动机能够产生的静阻力矩不能满足起动要求。Y112M-4max25.67 .31.22 .rsrsMN mMN m电动机能够产生的静阻力矩能满足起动要求。电动机能够产生的静阻力矩能满足起动要求。Y90L-4tb1t01ts1tst1tP(KW)Pst1Ps1Pb1OPst2Ps2Pb2tb2t02ts2tst2T 题题4： 某工作机的电动机工作负载如图所示，该工作机具有恒功率的负某工作机的电动机工作负载如图所示

7、，该工作机具有恒功率的负载特性，需要频繁起动、制动、正反转以及带负载起动，试为该工作机选择载特性，需要频繁起动、制动、正反转以及带负载起动，试为该工作机选择合适的电动机。合适的电动机。 图中参数取值：图中参数取值：Pst1=32、 Ps1=26 、 Pb1=20；tst1=2s、 ts1=14s 、 tb1=4s ； t01=29s； Pst2=25、 Ps2=20 、 Pb2=15；tst2=2s、 ts2=14s 、 tb2=4s ； t02=29s。解：解：YZR系列绕线型冶金及起重用三相异步交流电动机系列绕线型冶金及起重用三相异步交流电动机1、选择电动机类型、选择电动机类型 工作机运行

8、过程中需要频繁地起动、制动和正反转，同时要求带负载起工作机运行过程中需要频繁地起动、制动和正反转，同时要求带负载起动：动：2、计算电动机的工作制、计算电动机的工作制FCr=40.82%负荷持续率：负荷持续率：电动机工作制：周期性变化负载断电动机工作制：周期性变化负载断续运行（续运行（S3制）制）0stsbrstsbtttFCttttYZR系列绕线型冶金及起重用三相异步交流电动机可以胜任。系列绕线型冶金及起重用三相异步交流电动机可以胜任。3、选择电动机的功率、选择电动机的功率 系统工作机具有恒功率的负载特性，可以按照等效功率进行电动机的发系统工作机具有恒功率的负载特性，可以按照等效功率进行电动机

9、的发热计算。热计算。把等效功率转换成把等效功率转换成FCN=40%的功率的功率Pdx40：sbstbbssststdxtttCtPtPtPP)(22223.74kwdx40dxrNFCPPFC23.98kwYZR225M-6,4030kwNP,40n962 /minNr3.3MYZR225M-6,2534kwNP,25n957 /minNr由由P63(3-34a)式子可得电动机的等效功率为：式子可得电动机的等效功率为：4、电动机过载能力计算、电动机过载能力计算5、电动机起动能力校核、电动机起动能力校核过载时电动机产生的瞬时最大转矩过载时电动机产生的瞬时最大转矩的求解。的求解。电动机的额定转矩：

10、电动机的额定转矩：3095499549297.8 .962NNNPMN mn由式子（由式子（3-20）可得电动机过载时产生的瞬时最大转矩：）可得电动机过载时产生的瞬时最大转矩：NmULMKKM2max639.0.N m绕线型冶金及起重用三相异步交流电动机的平均起动转矩为：绕线型冶金及起重用三相异步交流电动机的平均起动转矩为：25,sa)0 . 20 . 1 (NMM,25,25,253495499549339.3 .957NNNPMN mn25,sa)0 . 20 . 1 (NMM339.3 678.6.N m电动机起动时的最大负载转矩为：电动机起动时的最大负载转矩为：sasmaxMM电动机的

11、起动能力可以满足要求。电动机的起动能力可以满足要求。40,maxmax9549NssnPMmN.6 .317962329549 题题5： 某起重机的电动机工作负载如图所示，该工作机具有恒转矩的负某起重机的电动机工作负载如图所示，该工作机具有恒转矩的负载特性，要求电动机的额定转速载特性，要求电动机的额定转速nN=1480r/min，试计算：，试计算：（1）电动机的负荷持续率；）电动机的负荷持续率；（2）选用长期运行的）选用长期运行的Y系列三相交流异步电动机；系列三相交流异步电动机；（3）校核电动机的起动能力；）校核电动机的起动能力；（4）求该电动机能够产生的最大负载转矩）求该电动机能够产生的最大负载转矩MLmax。 电动机停转时其散热恶化系数电动机停转时其散热恶化系数C=0.5，起动、制动时，电动机的散热恶