Расчет и построение нагрузочной диаграммы и механической характеристики рабочей машины

 

Анализируя технологическую и кинематическую схему работы машины, подобно описанному выше, следует рассчитать и построить нагрузочную диаграмму рабочей машины за период одного цикла.

Построим нагрузочную диаграмму пользуясь данными задания, учитывая ее характер для данной установки.

 

Рисунок 2 – Нагрузочная диаграмма рабочей машины.

Определение момента сопротивления в различных точках нагрузочной диаграммы на холостом ходу (режим работы 1)

При вращательном и поступательном движении можно записать следующее выражение равенства мощностей:

 

(4)

 

Отсюда можно определить момент сопротивления рабочей машины:

 

(5)

 

Значение усилий F для холостого хода:

 

Fхх=F1+F2+F3+F4

(6)

 

где: F₁ – сила трения кормушки об уголки, Н;

F₂ – сила трения троса о желоб, Н;

F₃ – сила трения в цапфах, Н;

F₄ – сила тяжести, Н.

 

(7)

 

где: m_к – масса кормушки, кг, ,

где: l_к – длина одной кормушки транспортера, l_к =38 м;

g_к – масса одного погонного метра кормушки: g_к=40 кг;

g – ускорение свободного падения, м²/с;

f₁ =0,15 – коэффициент сопротивления движению кормушки по уголкам.

m_н =38*40=1520 кг

F₁₌ 1520*9.81*0.15=2236,6Н

(8)

 

где: m_тр – масса троса, кг, ,

l_к – длина троса,

l_тр =76 м;

g_к – масса одного погонного метра троса,

g_тр=0.5 кг.

f₂ – обобщенный коэффициент трения нижней части троса о направляющий желоб, f₂=0,55;

F_тр – усилие предварительного натяжения тягового троса, F_тр=2000 Н.

F₂₌ ((38+1520)*9.81+2000)*0.55=9497,62Н

(9)

 

где: m_б – масса приводного барабана троса, m_б=40 кг

f₃ – обобщенный коэффициент трения в цапфах барабанов, направляющих блоках, f₃=0,04.

F₃ =((2*40+1520)*9.81+2000)*0.04=707,8Н

 

(10)

F₄₌ (1520+38+2*40)*9.81=16068,78 Н

Определяем полное усилие при холостом ходе:

F_xx =2236,6+9497,62+707,8+16068,78=28510,8 Н

Отсюда, момент сопротивления при холостом ходе равен:

Определение усилий загруженного транспортера (режим работы 2)

В данном случае перемещаются две кормушки, одна из них наполняется кормом.

Исходя из того, что при надое 10 – 12 кг. молока на корову норма кормления составляет 30 кг., а кормление производится 4 раза в сутки, поэтому масса корма в 1 кормушке будет:

 

(11)

 

кг

Усилия для груженого кормораздатчика определяем аналогично формулам (6 – 10).

 

(12)

Н

 

(13)

 

Н

 

(14)

 

Н

 

(15)

 

Н

Полное усилие для груженого кормораздатчика:

Н

Таким образом, момент сопротивления груженого механизма:

Н*м

Но в начале второго цикла кормушки начинают движение пустыми, значит момент сопротивления будет изменяться в ходе наполнения кормушек, то есть нам необходимо определить начальный момент сопротивления при втором цикле работы.

 

(16)

 

 Н

 

(17)

 

Н

 

(18)

 

Н

 

(19)

 

Н

Н

Определение усилий загруженного транспортера (режим работы 3)

В данном случае двигается только одна наполненная кормушка.

 

(20)

Н

 

(21)

 

Н

 

(22)

 

 

(23)

 

В этом случае начальный момент сопротивления будет равен моменту

при холостом ходе.

 

Определяем эквивалентные моменты для каждого режима работы

 

(29)

 

где: М₁, М₂, М_n – эквивалентные моменты за циклы работы, ;

t₁, t₂, t_n, – время работы машины при соответствующем эквивалентном моменте.

Эквивалентный момент при первом режиме работы будет равен статическому моменту, так как в данном случае нагрузка постоянна.

М₁=46,3

Эквивалентный момент при втором режиме работы:

 

(30)

 

Эквивалентный момент при третьем режиме работы:

 

(31)

 

Но так как мощьность в третьем цикле равна нулю, то

Для машины принимаем момент сопротивления постоянным, т.е. не зависящим от скорости х=0.

 

Рисунок 3-Механическая характеристика рабочей машины