越南流速儀檢定車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì).docx

1、（南京水利木文自動(dòng)'匕所越南流速儀檢定車傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)何生榮1設(shè)計(jì)依據(jù)越南流速儀檢定水槽有效長(zhǎng)度為80m.寬度為2m檢定車車速范圍為0.01m/s3.3m/s（實(shí)際檢定雖高車速為3m/s）.合同要求車速變化率達(dá)到中國(guó)水利部部頒標(biāo)準(zhǔn)SL/T15095中的一級(jí)精度，根據(jù)流速儀檢定規(guī)范要求.在一個(gè)完整的檢定過(guò)程中，檢定車必須運(yùn)行182。個(gè)速度點(diǎn).每個(gè)速度都必須在足緩的勻速段距藹才能取到足鏤的信號(hào)數(shù).在車速為3m/s時(shí).這個(gè)距離為10m.就單個(gè)速度而言,檢定車的運(yùn)行過(guò)程包括起動(dòng)、勻速運(yùn)行和制動(dòng)三個(gè)階段。由于系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)村件的慣性和調(diào)速系統(tǒng)的電氣振蕩.起動(dòng)和制動(dòng)不可能立即進(jìn)行.而需要延滯一段時(shí)間.也就

2、是有一個(gè)加速穩(wěn)速過(guò)程和城速制動(dòng)過(guò)程。這三個(gè)階段在水槽上的歷程構(gòu)成了加速段、穩(wěn)速段、檢定段和制動(dòng)段.各部分的長(zhǎng)度在最高速時(shí)達(dá)到最大值，覆蓋整個(gè)水槽長(zhǎng)度，另外,出于安全考慮.水槽兩端還必須留出安全段,在車速為3m/s時(shí).檢定車運(yùn)行H度分配如圖1所示惟位：m）(3)(4t(5)-圖中：1）安全段,K度為8ni：（2）加速段,K度為速段+車長(zhǎng)，共im：（1）械速制動(dòng)段長(zhǎng)度為HmH5）安全段長(zhǎng)世為8m,2傳動(dòng)系統(tǒng)組成fflJ系統(tǒng)組成如圖2所示。本系統(tǒng)采用低速軸集中驅(qū)動(dòng),由調(diào)速器對(duì)電機(jī)作無(wú)級(jí)調(diào)速.減速器具有多檔輸出.電離合器變擋,兩者構(gòu)成分檔無(wú)級(jí)調(diào)整犯動(dòng).以適應(yīng)較大的車速變化范圍，差速黯的作用是利用行星齒

3、輪的平衡杠肝功能,將扭矩大致平分給兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪.還可4檢定車走偏時(shí)利用行星齒輪自轉(zhuǎn)的差速作用使檢定車自動(dòng)走直.以政小運(yùn)行過(guò)程中的附加阻力，藉動(dòng)器設(shè)置在做速器輸出軸上.當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)時(shí).減速器內(nèi)電敏離合器失電脫開,傳動(dòng)鏈隨之?dāng)嚅_,使制動(dòng)力矩完全用在克服檢定車的慢性上而無(wú)須考慮電機(jī)及誠(chéng)布器的楨性,增加了制動(dòng)可靠性.3電機(jī)、調(diào)速器的選擇及機(jī)械變速為保證檢定車在檢定段的恒速運(yùn)行.蟹動(dòng)電機(jī)的選擇是個(gè)重要環(huán)節(jié)。從電機(jī)的特性來(lái)看,異步電機(jī)和直流電機(jī)轉(zhuǎn)速都隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而變化.只有同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載轉(zhuǎn)距無(wú)關(guān)，只要負(fù)裁轉(zhuǎn)矩不大于電機(jī)的地大電磁轉(zhuǎn)矩即叮.加之檢定車在運(yùn)行時(shí)很可能產(chǎn)牛附加HL力，所以這擇同步屯機(jī)驅(qū)動(dòng)

4、Yj極大的優(yōu)越性.針M同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速侍件.選用交流變頻調(diào)速器避行調(diào)速|(zhì)由電氣設(shè)計(jì)人員作洋繃論證J,根據(jù)設(shè)ii要求車速變化范國(guó)為R=vim/v,.,.=3.5/0.U1=35Q.而變頻調(diào)速器的調(diào)速范圍|能保證電機(jī)有較好輸出特性范圍）不能達(dá)到此值.所以機(jī)械變速分為兩皆設(shè)主動(dòng)論周長(zhǎng)為Ini）：第一魅：傳動(dòng)比i=l“0,當(dāng)變楨器給電機(jī)供電頻率為2Hz汨z時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速為G0-1500r/min,此時(shí)車速為U.01第二檔：傳動(dòng)比i=&33當(dāng)變頻器給電機(jī)供電抓率為IHz-GOHz時(shí).電機(jī)轉(zhuǎn)速為120IXOOr/nun.此時(shí)車速為U.23-3.5m/s”在具體設(shè)計(jì)中機(jī)械變速由三部分組成.第一部分為同步

5、皮帶輪傳動(dòng)減速-第二部分為是速舞本身常有的一級(jí)跛速=11/9.第三部分、M閔檔輸出的躍速器即U=«.875um,=11.7Jjt；=L為便亍自動(dòng)控制透用電就合器作為渙檔執(zhí)行機(jī)構(gòu).4傳動(dòng)系統(tǒng)性能參數(shù)估算1.1同步龜機(jī)功率估算"）傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)故估算框個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣址包括電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣虹、檢定車車體及傳動(dòng)鏈其它各件的轉(zhuǎn)動(dòng)憤k；電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)憤/（設(shè)燈用I5kw的同步電機(jī)j扁=0.GBkgm-檢定卒率體部分對(duì)電機(jī)軸的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣址口門電=*（碧）,'i-式中EM車體重效（kg）：v最高車速（m/s）；n.u電機(jī)轉(zhuǎn)速（r/niin兒已知：niq=1200k“v=3.5m/s

6、7;n=1800r/min,代A.公AU）*'f得；Lb.1="l?k”m':;傳動(dòng)址中間各軸對(duì)電機(jī)軸的苗紹轉(zhuǎn)動(dòng)由J傳動(dòng)比較大的各中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣技折算到速度較高的電機(jī)軸后，其敵值占整1、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣址比"5估算方便采川還當(dāng)加K電機(jī)仙轉(zhuǎn)動(dòng)徵蛾的方式來(lái)考慮整1、傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)憤址.即1=8虹工1門位H取3=1.3.可得：1=I.3111。m苑荷估算bS本阻力基本阻力包括車輪及導(dǎo)向輪在軌道上滾動(dòng)的滾動(dòng)瘁擦阻力,車輪軸承處的摩擦用力.傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦阻力、測(cè)桿在水中的水R1等通過(guò)對(duì)同類車的測(cè)試.:9車速Zj3.時(shí).測(cè)得F-5WN、折律到電機(jī)軸I.的基沖I矩為：,i*=廠

7、式中:F虐本阻力（）；R-+：動(dòng)輪半it'tm；Uh.-車輪轉(zhuǎn)也（r）：n（.,電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min）»1系統(tǒng)傳動(dòng)效率U,知：F=：Z（ON.R=U,1二血）,3.5r/E：ik=IXOUr/niip,取0.65.代人公式（3）訶此Tai11,3Nm2；慣性載荷設(shè)加速段長(zhǎng)度為岫.最商車速為3.5m/e姻電機(jī)加速到I800r/min時(shí).總轉(zhuǎn)角為：姑=.2x-（i）'2罪R式中：S-加速段長(zhǎng)度m）iR-一主動(dòng)輪半徑（m“ni（電機(jī)我速（r/min）i33!.-車逸為；.輸八時(shí)車輪轉(zhuǎn)速如*丁C十d<K)已知：S=SniR=0.159m.n4l=!8'H)r/nu

8、n,n».=3.3r/s,代入公式1>得：9=137.11(red)慣性載荷的計(jì)IT公式為1=1-反：,）把匕述數(shù)據(jù)代人公式（二.可得：,代=，3.6m.：；.各種動(dòng)我荷動(dòng)載荷包括振動(dòng)載荷和沖擊載荷.沛面各項(xiàng)計(jì)算均把系統(tǒng)看作崩忤系統(tǒng).實(shí)際上各部分不是絕對(duì)刖性的.在變化的外力作用卜產(chǎn)生振動(dòng).因此存在巖振動(dòng)載荷.Hl于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)總。，將間隙.如尚輪間隙等.間隙的存住導(dǎo)致機(jī)構(gòu)各專件的運(yùn)行不能同時(shí)開始因而產(chǎn)生沖擊.囚此就4沖'擊載前按頂I砰估0萬(wàn)法泊用花荷系Hk?忠I.述的項(xiàng)劫載位.HZk=二.則冊(cè)速過(guò)梓中電機(jī)受到的系統(tǒng)總我佐為:丁B=Tr|Ik1=1I.3r233.li=1

9、1.3Nni電機(jī)功率計(jì)印總定運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的舲功率為：、-f、脆一9杉*n'1=2.23kv起動(dòng)0寸電機(jī)功率為：zT。=好1汕=19.08kw電機(jī)的額定功率為：3）式中/；為超載系數(shù),當(dāng)寸=1.！時(shí).'，=13.63kW.則迷擇15kW的同步電機(jī)：1.2制動(dòng)力估算設(shè)車速為3.-m/s時(shí)制動(dòng)距離為Km,制動(dòng)器設(shè)任誠(chéng)速器軸上.當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)時(shí).減速器內(nèi)電磴離臺(tái)器失電脫開,傳動(dòng)鏈斷開.設(shè)H寸就無(wú)須考慮電機(jī)及減速器的慣性。為簡(jiǎn)化計(jì)算，把制動(dòng)過(guò)程近似地作為等狀速運(yùn)動(dòng)來(lái)處理.其運(yùn)行方屈為：2貝TXPI為做速器輸出軸受到的基本阻）矩.其if算公式為；浦絲也），心廣-V，已知.=I.4:速器-級(jí)減

10、速比）.'=5腿速器輔出袖到車輪的傳動(dòng)埴的傳動(dòng)牧車JW：TnP|=25NiiiU為傳動(dòng)鏈I.除電機(jī)減逢器以外的構(gòu)件4減速器輸出抽的等歡轉(zhuǎn)動(dòng)wen公式為：K.仙V1nxJn取K=1.3.則1甘=1.Dkgnr«,5為狀速器偷出軸的轉(zhuǎn)速g=擋*J.K7=U60r/rnm4為從利動(dòng)升始至制劫結(jié)束.減速器輸出軸的必轉(zhuǎn)角*.也一土"2/R60%72.8itred把以上各數(shù)據(jù)代入公式很）,可得T.39ONm1.：主動(dòng)輪的打滑駿算格定r是借k幼掄與軌迫之間的枯占h咔擦5其運(yùn)It的.心j的條件是：仁動(dòng)車輪輪周的弊動(dòng)小或等于粘芥加或粘者安企系故K為：R-p<7/1>FF.

11、動(dòng)，一及恨博找倘匚=1：13.K=：'*.,：二KFiF“-RJ式中:CK1許用粘管安全系數(shù)K1=1.I：R-上動(dòng)輪壓假設(shè)輪壓為r均分阪.則R=:;=«lilX）N；V滑動(dòng)整擦系款，橡膠對(duì)洲為4=（滾動(dòng)懂擦系故，L=-輪兼P*庠擦系敖與軸承相配緡處輪軸宜&.初迷il=.'.Ohuu；乍輪直任、l）=SlS.從押I,F=3jh、：把上述各敖據(jù)代人公式7J,可冊(cè)：K=1.1，"J見(jiàn)K'K：,故E會(huì)打滑.五結(jié)束語(yǔ)地過(guò)J：述對(duì)系統(tǒng)及通參虻的分析估。,就訓(xùn)以進(jìn)行作緘傳動(dòng)的動(dòng)力計(jì)笄和兒何計(jì)律進(jìn)而統(tǒng)定傳動(dòng)系統(tǒng)的基本參數(shù)和主要尺寸、并作為零部件彌度、剛度及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)計(jì)依據(jù).月前.越南流速儀檢定車已安裝調(diào)試完畢，投人cEAff從其運(yùn)行特性來(lái)看，變速范圍達(dá)到r設(shè)計(jì)妾求,該范圍內(nèi)的速度變化率達(dá)到水利部都頒標(biāo)準(zhǔn)SIVT15073中的級(jí)的度.企車速為3.5m/s時(shí).加幼距離及制動(dòng)距硬均達(dá)到.述設(shè)計(jì)值，因此.作為直接決定榆尤土1.H.特性的左傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)汁是成功的征稿啟事卷水利水丈自動(dòng)化湛廢映水利、水電，水丈”f保I動(dòng)化儀器、妁,以及IT動(dòng)化系統(tǒng)工程的f-l研、設(shè)汁、制造,應(yīng)川成果及科普的綜6性國(guó)物.本刊歡迎廣大作譯者枳極投裕.投錨范田如卜：I.水利，水電、水文等自動(dòng)化儀器，設(shè)備、傳感器2jin機(jī)及Jt應(yīng)用3.池信系統(tǒng)1,作伸口動(dòng)化系統(tǒng)L