Механизмы подъема, тяги и поворота устроены одинаковым образом, и процессы, происходящие в них, подчиняются одним и тем же законам. Привод механизма имеет механическую характеристику, представленную на рис. 3.6.19. При разгоне момент меняется от максимального до момента сопротивлений, а при торможении система управления задает максимальный момент, действующий в сторону, противоположную скорости вращения вала. Действительный график момента в переходных режимах несколько отличается от статического, но это отличие на продолжительность цикла существенно не влияет, поэтому в расчетах можно использовать статическую характеристику.
Для расчета времени цикла используют одномассовые расчетные схемы. За звено приведения обычно принимают вал двигателя.
При копании Крт = 1. При расчете механизма поворота коэффициент регулирования принимают для расчетных углов Кр п = = 1, а для углов меньших расчетных определяют по условию совмещения операций поворота платформы и транспортирования ковша.
Расчет коэффициентов регулирования частоты вращения проводят с помощью отдельных процедур и вводят в виде исходных данных в подпрограмму, реализующую математическую работу приводов.
Проверка привода по условиям нагрева
Ввиду значительного изменения нагрузки основных механизмов экскаватора необходимо проверять выбранные двигатели исходя из условий нагрева по методам эквивалентного тока или эквивалентного момента.
Для проверки отсутствия перегрева используют коэффициент загрузки, который должен быть < 1 для механизмов, рабочий
цикл которых не имеет длительных перерывов в работе. Коэффициент загрузки определяют по выражению
Достаточную точность расчета продолжительности цикла и загрузки приводов при численном интегрировании обеспечивает метод Эйлера. После перевода дифференциальных уравнений в численный вид разрабатывается алгоритм, а по нему — на любом алгоритмическом языке программа для ЭВМ.
Алгоритм решения задач по расчету продолжительности операций всегда имеет циклическую структуру. Для этой задачи в качестве условия цикла исходят из задания — определить продолжительность поворота на заданный угол. Цикл расчетов повторяют до тех пор, пока сумма углов, на которые поворачивается платформа при разгоне и торможении, меньше заданного: Фр+Фт<рпр. Внутри этого цикла используются все формулы, которые позволят определить указанные углы.
На рис. 3.6.20 представлена структурная схема алгоритма расчета продолжительности поворота платформы экскаватора. По такому же алгоритму определяется время для механизмов подъема и тяги, поэтому в алгоритме использованы обозначения параметров без указания конкретного привода.
Расчет коэффициента загрузки привода и параметров статической характеристики. На первом этапе расчетов максимальный момент привода определяют по номинальному значению через коэффициент допустимого увеличения момента, при этом же значении находят время цикла и коэффициент загрузки привода К3.
Если К3 превышает допустимое значение К3, то двигатель работает в недопустимом режиме и может перегреться. Снизить коэффициент загрузки можно путем уменьшения Мmax и Moтc.
При расчете коэффициента загрузки и максимального момента расчеты необходимо проводить для всего рабочего цикла. Алгоритм, показанный на рис. 3.6.20, применим для поворота как с груженым, так и с порожним ковшом, необходимо только вводить соответствующие значения моментов инерции и моментов сопротивлений движению.
Исходя из этого, алгоритм расчета времени поворотного движения и суммы, можно оформить самостоятельной подпрограммой, затем дважды выполнять ее вызов из другой подпрограммы, вычисляя приведенные моменты перед каждым вызовом. Алгоритм такой подпрограммы представлен на рис. 3.6.21. В этой же подпрограмме вычисляется коэффициент загрузки К3 и, если требуется, выполняется поиск моментов статической характеристики Мmах, МОТС. При К3 > К3 уменьшается Мmах, а также пересчитывается Мотс. Алгоритмы расчета для механизма подъема и тяги будут аналогичны.
По составленной программе проведены расчеты сил в процессе транспортировании ковша. Один из вариантов расчета показан на рис. 3.6.22.
