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动力机械的选配原则与步骤

已有 1818 次阅读 2019-7-30 10:21 |个人分类:科普集锦|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 动力机械, 选型, 匹配, 工作机械, 动力机

动力机械的选配原则与步骤

伍赛特

 

1动力机械选配的基本原则

通常而言,动力机械选配的基本原则包括:

    1)动力机械的机械特性必须和机械系统的负载特性相匹配,动力机械的驱动能力必须能够克服机械系统的所有负载,包括工作负载和非工作负载;其机械特性必须保证机械系统有稳定的运行状态;其容量必须与工作机的工作制度相适应;动力机械的转速应该综合考虑工作机或执行系统的运动参数和传动系统的复杂程度。

    2)动力机械必须满足机械系统起动、制动、必要的过载能力和发热要求。

    3)动力机械必须满足环境的要求,如能源供应、降低噪声和环境保护等要求。

    4)动力机械还必须有最优的性能价格比、运行稳定可靠、寿命合适、经济性指标(包括原始购置费用、运行费用和维修费用)合理。

 

2 动力机械选配的基本内容和步骤

2.1 确定机械系统的负载特性

机械系统的负载包括工作负载和非工作负载。工作负载可根据机械系统的功能由执行机构或构件的运动和受力求得;非工作负载包括机械系统的所有额外消耗,视机械系统的具体结构各有差别。

一般机械内部的摩擦消耗(不包括以摩擦力为驱动力的场所,如汽车轮胎与地面的摩擦力等)用效率加以考虑,可参照有关的专业手册确定;非摩擦消耗如辅助装置消耗,与工作负载的确定方法类似,根据辅助装置的功能确定,如润滑系统、冷却系统的消耗等。

 

2.2确定工作机的工作制度

工作机的工作制度是指工作负载随执行系统的工艺要求而变化的规律,包括连续工作制、短期工作制和断续工作制三大类,常用载荷一时间曲线来表示,有恒载和变载、断续和连续运行、长期和短期运行等形式。

动力机械实际工作制度和工作机相同,但在各种不同的工作制度下,动力机械的允许功率是完全不相同的。比如国家标准对内燃机的公称功率分为四级,分别为15 min功率、1 h功率、12 h功率和长期运行功率,其中以15 min输出功率为最大。因此选配动力机械时需要特别注意工作机的工作制度。

 

2.3 选择动力机械的类型

影响动力机械类型选择的主要因素有驱动效率、运动精度、负载大小、过载能力、调速要求、动力机械外形尺寸、控制难易程度、环境与动力系统之间的相互要求,以及购置、使用和维修费用等,需要根据动力机械的具体特点选择。

 

2.4 确定动力机械的转速

主要考虑执行系统的调速范围要求、传动系统的结构和性能要求。转速选择过高,会导致传动系统传动比增大、结构复杂程度提高、效率降低等后果;动力机械转速过低,也会引起本身结构增大和价格提高。

一般动力机械的转速范围可由工作机的转速乘以传动系统的常见总传动比得到。当执行系统有多速要求时,可直接选用多速动力机械(如双速、三速、四速异步电动机)或变速传动箱或采用易于通过控制实现调速的调速电机或液压气动马达加以解决。

 

2.5确定动力机械的容量

动力机械的容量通常用功率表示,根据机械系统的负载功率(或转矩)和工作制来决定,即在工作机的工作制与动力机械工作制相同的前提下选择动力机械的额定功率。

但工程实践中,需要将工作机的工作制向所选定的动力机械的标称工作制靠拢,将工作机的实际功率转化成这种标称工作制下的功率,再选配动力机械的额定功率。工作机的功率计算方法与工作机的类型有关,如破碎机和带式输送机的功率计算方法完全不同。

选择动力机械的容量还需要留有一定的余量,以克服负载波动、启动和瞬时过载,但对于固有的大波动非均匀性载荷(如破碎机载荷),需要采用蓄能装置(如飞轮等),而不能采用纯粹提高动力机械容量的办法来满足要求。

 

2.6确定动力机械的数量

对于有多个执行机构的机械系统,可能存在多种动力系统和传动系统的配置方案。一般可以采用单动力机械经过多路变速传动,以满足各执行机构的动力和运动要求。

 

2.7动力系统的评价

主要考虑动力系统的经济性指标、对传动系统的影响、对执行系统功能要求的满足程度,以及与环境的协调性和对机械系统的结构配置、寿命和可靠性的影响,目标是从动力系统可行方案中选出最优方案。

 

参考文献

[1] 王黎钦. 先进制造理论研究与工程技术系列 机械设计[M]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2015.07:312-314.




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1 范振英

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