Расчет требуемой мощности и выбор электродвигателя

Данный пункт расчётов сводится к выбору электродвигателя, характеристика которого наиболее близка к предварительной рассчитанной характеристике.

Конечный диаметр рулона:

,

(4.9)

Теперь зададимся числом оборотов холостого хода, на основании которого будем выбирать ЭДГС. По рекомендациям методических указаний [1] пусть это будет . Согласно таблице 3.1 [1] подходит несколько двигателей с различными статическими моментами . Логично будет выбрать ЭДГС с минимальным достаточным статическим моментом.

Определим передаточное отношение редуктора:

(4.10)

где — скорость движения киноленты (по заданию), м/с.

Найдём необходимое значение момента электродвигателя:

(4.11)

где — КПД электродвигателя.

По имеющимся данным выберем электродвигатель АДП-1362 со следующими параметрами (таблица 4.2):

Таблица 4.2 — Технические параметры электродвигателя

Найдём максимальное (в данном случае, начальное) натяжение:

(4.12)

Найдём значение характеристического коэффициента:

(4.13)

Проверим это значение с помощью выражения:

(4.14)

Данное значение устраивает проектировщика, расчёт установившегося режима наматывателя можно считать законченным.

На рисунке 4.2 показана характеристика выбранного ЭДГС в сравнении с предварительной характеристикой наматывателя. Ниже расположена кривая граничных условий затягивания витков.

Рисунок 4.2 — Характеристика ЭДГС АДП-1362, предварительная характеристика наматывателя и кривая граничных условий затягивания витков

4.4 Проверочный расчёт пускового периода

4.4.1 Расчет пускового периода электродвигателя глубокого
скольжения

Транспортирующие барабаны приводятся в движение раньше наматывателя, поэтому при старте кинопроектора образуется небольшая провисающая петля. Пусковой период ЭДГС закончится, когда наматыватель выберет всю петлю провисшей киноленты [1].

Cкорость приёма ленты в течение пускового периода определяется выражением [1]:

(4.15)

где

		(4.16)
		(4.17)

В выражениях (4.16) и (4.17):

— момент инерции вращающихся частей наматывателя,

— момент трения в опорах вала наматывателя (принимаем так как используются подшипники качения).

Момент инерции вращающихся частей наматывателя определяется следующим образом:

(4.18)

где — момент инерции рулона,

— момент инерции бобины,

— момент инерции редуктора, приведённый к валу наматывателя,

— момент инерции ротора, приведённый к валу наматывателя,

Воспользовавшись методикой расчёта момента инерции бобины из [2], получим:

Момент инерции редуктора будет зависеть от вида и количества ступеней редуктора. В нашем случае для обеспечения передаточного отношения выберем двухступенчатый соосный зубчатый цилиндрический редуктор.

Рисунок 4.3 — Схема редуктора наматывателя

Момент инерции редуктора будет определяться:

(4.19)

где — момент инерции колеса на валу наматывателя,

— момент инерции шестерни/колеса, приведённый к валу наматывателя,

Согласно таблице номинальных передаточных чисел зубчатых цилиндрических передач:

Приближённое значение момента инерции колеса или шестерни можно определить по формуле:

(4.22)

где — масса колеса / шестерни, кг;

— диаметр делительной окружности колеса / шестерни, м.

Определим параметры быстроходной пары колёс. Зададимся близким к минимальному по стандарту числом зубьев для шестерни

(4.23)

Параметры тихоходной пары определим исходя из суммарного числа зубьев быстроходной пары:

(4.24)

Модуль зацепления выберем по стандарту СЭВ .

Диаметры делительных окружностей:

(4.25)

Межосевое расстояние:

Ширина венца колеса:

(4.26)

где — коэффициент ширины венца;

— межосевое расстояние.

где — коэффициент, учитывающий способ крепления шестерни на валу, расположение опор и твёрдость материала;

Таким образом:

Ширина венца шестерён:

(4.27)

Масса каждого колеса вычисляется по формуле:

где — объём колеса;

— плотность материала колеса (стали).

Массы колёс и шестерён:

Моменты инерции колёс (по формуле 4.20):

Моменты инерции колёс, приведённые к валу наматывателя:

Итого момент редуктора, приведённый к валу наматывателя, составит (формула 4.19):

044

Найдём момент инерции ротора электродвигателя АСМ - 400. Этот параметр не указан в технических параметрах электродвигателя, но его можно рассчитать приближённо, как момент инерции цилиндра из алюминиевого сплава, занимающего 1/2 объёма электродвигателя. [1]

(4.28)

где — масса ротора, кг;

— радиус ротора, м.

(4.29)

где — объём ротора, ;

— плотность алюминиевого сплава.

(4.30)

где — объём двигателя, ;

— диаметр корпуса двигателя;

— длина корпуса двигателя.

Масса ротора:

Для сохранения соотношения при такой же длине ротора, следует принять:

(4.31)

Момент инерции ротора:

Момент инерции ротора, приведённый к валу наматывателя:

(4.32)

Длительность пускового периода будем определять для двух случаев: в начале намотки и в конце намотки .