倾动机械阻力起动扭振力矩计算.doc

倾动机械阻力起动扭振力矩计算
推算的倾动机械二质量弹性系统如图4-1-70所示，在起动之前，Ji被冶金备件制动器闸住，在J〗上作用着静力矩此静力矩即为倾动力矩），弹性元件产生初始变形Mo/C，此系统处于静平衡状态。当电机起动时，在主动质量J〗突然施加一个冶金备件 电机起动力矩Md，由于Md>M。，故Md成为激振力矩，破坏了原来系统的静平衡状态，于是系统开始加速起动，在起动过程中，在时间为t时，土和J2分别转动了91和0，若分别对L和J2取分离体，根据牛顿定律得：

图4-1-70推算的二质量弹性系统Ji!=Md-C(!-!2)}
&2(-2=C(!-!,)-Moj将上二式分别除以Ji和J,，然后相减，并用Acp=p-cp,表示，则有:
C(Ji+J2)A(Ji+】2)Mo0Mj
"p+~ff~TT,TJiJ2 J1J2J1
上式中MfMd-Mo称加速力矩。
公式(4-1-60)为阻力起动运动微分方程。若电机为等起动力矩起动，即Md为定值，又由于炉子转速很低，在起动的很短时间内，炉子转角很小，故M。也可视为定值，那么该方程便为二阶常系数线性非齐次式微分方程。该方程的解Acp便是弹性系统在外扰力矩Md作用下的响应。其通解为：
Ap=Asinpt+Bcospt+D
上式中D为特解：A、B为积分常数，由初始条件决定。在起动之前由于主动质量被制动器闸住，工作质量上作用着静力矩M。，故产生初始转角Mo/c，当t=0时Acp=Mo/dAp=0，由此解得：为振动的圆频率:将A、B和D代入式(4-1-61)则有:?=V6l?/(rad/s)M0J2 J2
AP=~C+C(J1+J2)M-C(J1+J2)M]c0Spt(4-1-62)扭振力矩M为:M(M0+MJ1+J2jJ1+J2
Mjcospt(N*m)或者M=Mo+aMj(1-cospt)(N.m)cospt=-1时，扭振力矩出现最大值：
MmaE=Mo+2aM5(N.m)
式中！=称质量分配系数。
最大扭振力矩与静力矩之比称动荷系数，用Kd表示。
影响阻力起动最大扭振力矩的因素有两点：
首先是质量分配系数！的影响。！大则扭振力矩大，反之！小则扭振力矩亦小。！为工作质量J2所占的比重，是由机构系统设计决定的。对转炉而言，炉体本身虽是一个庞然大物，其质量有几百吨甚至几千吨，但由于倾动机械速比很大，故!一般是不大的，多在0.15~0.35之间。例如50t转炉!=0.225，120t转炉炉役前期为0.21，炉役后期为0.18。近来由于采用多点啮合和低速电机，有增大趋势，如我国.001转炉!高达0..54。
其次是加速力矩Mj的影响。它对最大扭振力矩的影响也是正比关系，由于MfM'-Mo，对于具有等起动力矩的电机而言，若在小的力矩区间（倾动力矩比较小的位置上)仍用大的起动力矩进行起动，对倾动机械是十分不利的。为了改善倾动机械受载状态，降低扭振力矩值，近年来在转炉上采用了等加速力矩起动的方式，通过电气控制，使起动时间内加速度具有等值，这样不论在任何静力矩区间起动，都可以把最大扭振力矩降到最低水平。例如我国300t转炉就是采用这种方式起动，由于加速力矩为常量，起动时间自然也为常量(控制在4.5秒）。