Курсовая работа: Технология работы шагового двигателя

Рис.6. Схема регулятора скоростного режима двигателя.

Восстанавливающая сила - это сила упругости пружины 6 (см. рис.6.). Ее значение определяют по предварительной затяжке пружины, осуществляемой трактористом с помощью рычага подачи топлива. При данной предварительной затяжке пружины значение определяется положением муфты регулятора, т.е. .

Поддерживающая сила - это приведенная к муфте центробежная сила грузов 2. Она определяется угловой скоростью их вращения; - коэффициент поддерживающей силы, зависящий от положения муфты регулятора,

Таким образом, на муфту регулятора действуют две противоположно направленные силы, которые и определяют ее статическое равновесие (при )

,(8)

где - угловая скорость вала регулятора.

При нарушении скоростного режима или предварительной затяжки пружины статическое равновесие нарушается. При изменении угловой скорости поддерживающая сила получает приращение , вызывающее перемещение муфты. В результате этого деформируется пружина и возникает приращение восстанавливающей силы . Вследствие нарушения статического равновесного режима возникают инерционные силы от массы грузов и связанных с муфтой деталей регулятора и топливного насоса.

Кроме перечисленных сил в процессе движения муфты регулятора действуют силы жидкостного трения. Силами трения без смазки обычно пренебрегают.

Известно, что сила жидкостного трения пропорциональна скорости перемещения . Если принять в качестве коэффициента пропорциональности фактор торможения , значения которого зависят от параметров смазки и числа сопрягающихся поверхностей, то сила жидкостного трения или демпфирования может быть выражена в качестве произведения .

Таким образом, известны все составляющие баланса сил, действующих на муфту регулятора при нарушении ее равновесного состояния. С учетом этих составляющих уравнение движения муфты регулятора в полных координатах примет вид

.(9)

Зависимость восстанавливающей силы и инерционного коэффициента от хода муфты регулятора строится на основании статического расчета по конструктивным характеристикам регулятора. Такие характеристики для регулятора типа НД-22/6 двигателя СМД-60 показаны соответственно на рис.7. и рис.8.

Рис.7. Зависимость восстанавливающей силы регулятора от перемещения муфты топливного насоса НД-22/6.

Рис.8. Зависимость коэффициента инерционности грузов регулятора от перемещения муфты .

График восстанавливающей силы аппроксимируют уравнениями[2] :

(10)

где и - значения восстанавливающей силы на регуляторном и корректорном участках при ; и - коэффициенты уравнения равные тангенсам угла наклона графиков восстанавливающей силы к оси абсцисс соответственно на регуляторном и корректорном участках.

Графическую зависимость инерционного коэффициента от хода муфты регулятора аппроксимируют выражением:

,(11)

где - значения инерционного коэффициента при ; - коэффициент уравнения равный тангенсу угла наклона графика инерционного коэффициента к оси абсцисс.

Положение дозирующего органа определяют положением муфты регулятора . Конструктивно в регуляторе типа НД-22/6 ход муфты регулятора z равен ходу дозатора , т. е. .

Значение фактора демпфирования для регулятора типа НД-22/6 по данным ЦНИИТА принято постоянным, не зависящим от положения дозатора (). Масса движущихся частей регулятора и топливного насоса двигателя СМД-60 по данным ЦНИИТА .

Таким образом, для регулятора типа НД-22/6 исходное уравнение (9) с учетом выше приведенных зависимостей (10) и (11) после аппроксимации для регуляторного и корректорного участка имеет вид:

(12)

Таблица 3 «Расчет коэффициентов уравнения регулятора»

N, Нс/м	120	N/m	1290,3
A, Нс2	0,001	A/m	0,0107527
Ep, Н	29,477	Ep/m	316,957
Ek, Н	100	Ek/m	1075,27
Cp, Н/м	8330	Cp/m	89570
Ck, Н/м	60120,8	Ck/m	646460
Ca, Нс/м	0,05870	Ca/m	0,6312

Таблица 4 «Зависимость положения рейки от угловой скорости»

w	h
0
20	0,001670624
40	0,001692575
60	0,001729275
80	0,001780898
100	0,00184769
120	0,00192997
140	0,00202814
160	0,002142683
180	0,002274174
200	0,002423284
209,4395102	0,0025
209,4395102	0,0025
210	0,002546956
215	0,00298186
220	0,003447467
225	0,003946736
230	0,004483033