越南流速儀檢定車傳動系統(tǒng)設計.docx

1、（南京水利木文自動'匕所越南流速儀檢定車傳動系統(tǒng)設計何生榮1設計依據(jù)越南流速儀檢定水槽有效長度為80m.寬度為2m檢定車車速范圍為0.01m/s3.3m/s（實際檢定雖高車速為3m/s）.合同要求車速變化率達到中國水利部部頒標準SL/T15095中的一級精度，根據(jù)流速儀檢定規(guī)范要求.在一個完整的檢定過程中，檢定車必須運行182。個速度點.每個速度都必須在足緩的勻速段距藹才能取到足鏤的信號數(shù).在車速為3m/s時.這個距離為10m.就單個速度而言,檢定車的運行過程包括起動、勻速運行和制動三個階段。由于系統(tǒng)運動村件的慣性和調(diào)速系統(tǒng)的電氣振蕩.起動和制動不可能立即進行.而需要延滯一段時間.也就

2、是有一個加速穩(wěn)速過程和城速制動過程。這三個階段在水槽上的歷程構(gòu)成了加速段、穩(wěn)速段、檢定段和制動段.各部分的長度在最高速時達到最大值，覆蓋整個水槽長度，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.檢定車運行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，共im：（1）械速制動段長度為HmH5）安全段長世為8m,2傳動系統(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,由調(diào)速器對電機作無級調(diào)速.減速器具有多檔輸出.電離合器變擋,兩者構(gòu)成分檔無級調(diào)整犯動.以適應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)動輪.還可4檢定車走偏時利用行星齒輪自轉(zhuǎn)的差速作用使檢定車自動走直.以政小運行過程中的附加阻力，藉動器設置在做速器輸出軸上.當制動器制動時.減速器內(nèi)電敏離合器失電脫開,傳動鏈隨之斷開,使制動力矩完全用在克服檢定車的慢性上而無須考慮電機及誠布器的楨性,增加了制動可靠性.3電機、調(diào)速器的選擇及機械變速為保證檢定車在檢定段的恒速運行.蟹動電機的選擇是個重要環(huán)節(jié)。從電機的特性來看,異步電機和直流電機轉(zhuǎn)速都隨負載轉(zhuǎn)矩的變化而變化.只有同步電機的轉(zhuǎn)速與負載轉(zhuǎn)距無關(guān)，只要負裁轉(zhuǎn)矩不大于電機的地大電磁轉(zhuǎn)矩即叮.加之檢定車在運行時很可能產(chǎn)牛附加HL力，所以這擇同步屯機驅(qū)動

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

5、皮帶輪傳動減速-第二部分為是速舞本身常有的一級跛速=11/9.第三部分、M閔檔輸出的躍速器即U=«.875um,=11.7Jjt；=L為便亍自動控制透用電就合器作為渙檔執(zhí)行機構(gòu).4傳動系統(tǒng)性能參數(shù)估算1.1同步龜機功率估算"）傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動質(zhì)故估算框個傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣址包括電機轉(zhuǎn)動慣虹、檢定車車體及傳動鏈其它各件的轉(zhuǎn)動憤k；電機轉(zhuǎn)動憤/（設燈用I5kw的同步電機j扁=0.GBkgm-檢定卒率體部分對電機軸的等效轉(zhuǎn)動慣址口門電=*（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':;傳動址中間各軸對電機軸的苗紹轉(zhuǎn)動由J傳動比較大的各中間軸轉(zhuǎn)動慣技折算到速度較高的電機軸后，其敵值占整1、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣址比"5估算方便采川還當加K電機仙轉(zhuǎn)動徵蛾的方式來考慮整1、傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動憤址.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向輪在軌道上滾動的滾動瘁擦阻力,車輪軸承處的摩擦用力.傳動機構(gòu)的摩擦阻力、測桿在水中的水R1等通過對同類車的測試.:9車速Zj3.時.測得F-5WN、折律到電機軸I.的基沖I矩為：,i*=廠

7、式中:F虐本阻力（）；R-+：動輪半it'tm；Uh.-車輪轉(zhuǎn)也（r）：n（.,電機轉(zhuǎn)速r/min）»1系統(tǒng)傳動效率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；慣性載荷設加速段長度為岫.最商車速為3.5m/e姻電機加速到I800r/min時.總轉(zhuǎn)角為：姑=.2x-（i）'2罪R式中：S-加速段長度m）iR-一主動輪半徑（m“ni（電機我速（r/min）i33!.-車逸為；.輸八時車輪轉(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.：；.各種動我荷動載荷包括振動載荷和沖擊載荷.沛面各項計算均把系統(tǒng)看作崩忤系統(tǒng).實際上各部分不是絕對刖性的.在變化的外力作用卜產(chǎn)生振動.因此存在巖振動載荷.Hl于機械傳動系統(tǒng)總。，將間隙.如尚輪間隙等.間隙的存住導致機構(gòu)各專件的運行不能同時開始因而產(chǎn)生沖擊.囚此就4沖'擊載前按頂I砰估0萬法泊用花荷系Hk?忠I.述的項劫載位.HZk=二.則冊速過梓中電機受到的系統(tǒng)總我佐為:丁B=Tr|Ik1=1I.3r233.li=1

9、1.3Nni電機功率計印總定運行時電動機的舲功率為：、-f、脆一9杉*n'1=2.23kv起動0寸電機功率為：zT。=好1汕=19.08kw電機的額定功率為：3）式中/；為超載系數(shù),當寸=1.！時.'，=13.63kW.則迷擇15kW的同步電機：1.2制動力估算設車速為3.-m/s時制動距離為Km,制動器設任誠速器軸上.當制動器制動時.減速器內(nèi)電磴離臺器失電脫開,傳動鏈斷開.設H寸就無須考慮電機及減速器的慣性。為簡化計算，把制動過程近似地作為等狀速運動來處理.其運行方屈為：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-級減

10、速比）.'=5腿速器輔出袖到車輪的傳動埴的傳動牧車JW：TnP|=25NiiiU為傳動鏈I.除電機減逢器以外的構(gòu)件4減速器輸出抽的等歡轉(zhuǎn)動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It的.心j的條件是：仁動車輪輪周的弊動小或等于粘芥加或粘者安企系故K為：R-p<7/1>FF.

11、動，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-上動輪壓假設輪壓為r均分阪.則R=:;=«lilX）N；V滑動整擦系款，橡膠對洲為4=（滾動懂擦系故，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：K=1.1，"J見K'K：,故E會打滑.五結(jié)束語地過J：述對系統(tǒng)及通參虻的分析估。,就訓以進行作緘傳動的動力計笄和兒何計律進而統(tǒng)定傳動系統(tǒng)的基本參數(shù)和主要尺寸、并作為零部件彌度、剛度及運動參數(shù)的設計依據(jù).月前.越南流速儀檢定車已安裝調(diào)試完畢，投人cEAff從其運行特性來看，變速范圍達到r設計妾求,該范圍內(nèi)的速度變化率達到水利部都頒標準SIVT15073中的級的度.企車速為3.5m/s時.加幼距離及制動距硬均達到.述設計值，因此.作為直接決定榆尤土1.H.特性的左傳動系統(tǒng)設汁是成功的征稿啟事卷水利水丈自動化湛廢映水利、水電，水丈”f保I動化儀器、妁,以及IT動化系統(tǒng)工程的f-l研、設汁、制造,應川成果及科普的綜6性國物.本刊歡迎廣大作譯者枳極投裕.投錨范田如卜：I.水利，水電、水文等自動化儀器，設備、傳感器2jin機及Jt應用3.池信系統(tǒng)1,作伸口動化系統(tǒng)L