Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой анализ привода

Техническое задание на курсовое проектирование, как правило, содержит кинематическую схему привода, состоящего из электродвигателя – источника вращательного движения, передаточных механизмов, преобразующих параметры вращательного движения и соединяющих их элементов (рис. 2.1). В качестве исходных данных задают числовые значения силовых, кинематических или энергетических характеристик на приводном валу.

Анализ привода включает:

ü выяснение значения привода, его принципиального устройства;

ü уяснение по кинематической схеме составных частей (элементов) привода, их назначения, порядка сборки и регулировки;

ü установление источника движения и кинематики его преобразования;

ü оценку ограничений, связанных с типом производства (мелкосерийное, серийное и т. д.), габаритами, массой.

Пример. Рассчитать элементы привода.

Исходные данные: мощность на приводном валу = 2,6 кВт; частота вращения приводного вала = 150 об/мин.

Рис.2.1. Схема привода

Кроме того, в зависимости от типа привода в качестве исходных данных могут быть представлены: окружная сила F_t, скорость ленты (цепи) конвейера v, диаметр барабана D или шаг цепи p_ц и число зубьев звездочки цепного конвейера z.

2.1.1. Выбор электродвигателя

Требуемую мощность электродвигателя определяют по формуле

,

где -мощность на приводном валу (дана или рассчитана по формуле P_пр=Ft×v, где F и v – окружные сила и скорость исполнительного органа соответственно), h_пр – КПД привода;

h_пр=h₁ h₂ h₃…;

где h_1,h_2,h₃ - КПД отдельных элементов привода, ориентировочные значения которых представлены в табл.2.1.

Если, например, привод содержит электродвигатель, ременную передачу, конический одноступенчатый редуктор, соединенный с приводным валом муфтой, то общий КПД привода

h_пр=h_рем h_кон h_муф= 0,95 × 0,96× 0,98=0,89.

Требуемая мощность электродвигателя

= 2,6/0,89=2,92 кВт.

Таблица 2.1. Ориентировочные значения КПД передач

Электродвигатель должен иметь мощность ³ , По ГОСТ 19523-81 выбираем асинхронный электродвигатель стандартной мощности P_эд= 3 кВт. Частоту вращения вала электродвигателя определяют по формуле

n_пр= n_пр u₁ u₂…,

где u₁,₂ − передаточные числа механических передач, входящих в привод, n_пр – частота вращения приводного вала, об/мин (дана или рассчитана по зависимости n_пр= 60×1000 v/(pD), где v – скорость тягового органа (ленты, цепи) м/с, D – диаметр барабана, мм; для звездочки цепного конвейера D=p/Sin(p/z), p − шаг тяговой цепи конвейера, мм; z – число зубьев звездочки тягового органа).

Рекомендуемые значения передаточных чисел u₁, u₂,… принимают по табл.2.2.

Таблица 2.2. Рекомендуемые передаточные числа

Пусть u_кон= 3,15; u_рем= 2, тогда n_зд= 150×3,15×2=945 об/мин.

Наиболее близкая частота вращения стандартного двигателя типа АИР112МА6 (4А112МА6) n_эд = 950 об/мин.

2.1.2. Определение передаточных чисел механических передач привода

Для стандартной частоты вращения электродвигателя уточняем общее передаточное число привода

u_пр=n_эд/n_тр= 950/150=6,33.

Полученное передаточное число распределяют между типами передач

u_пр =u₁ u₂×….

В соответствии с заданием u_пр=u_рем u_кон.

Сохраняя принятые значения u_кон= 3,15 и u_рем= 2, имеем

u_пр = 2×3,15=6,3.

Передаточные числа u согласуются со стандартными значениями по ГОСТ 2185-66: (ряд 1 предпочтительнее ряда 2).

Ряд 11,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10.

Ряд 21,12; 1,4; 1,18; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.

Отклонение от стандартного значения не должно превышать ± 4 %.

В нашем случае =2 и =3,15, = 6,3.

= [ (u_ф-u_ст)/u_ст ]100 %=[(6,33-6,3)/6,3] 100 %=0,5 % ± 4 %.

2.1.3. Определение частот вращения и крутящих моментов на валах

Частота вращения на входном (быстроходном) валу редуктора

n₁=n_эд/u_рем= 950/2=475 об/мин.

Частота вращения на выходном (тихоходном) валу редуктора

об/мин.

Крутящий момент на приводном валу

Н×м.

Крутящий момент на входном валу редуктора

Н×м.

Крутящий момент на ведущем шкиве ременной передачи (на валу электродвигателя)

Н×м.

С другой стороны

Н×м.

После этого рассчитывают механические передачи, исходными данными для которых являются результаты кинематического и силового расчетов.

Поиск по сайту: