Кинематический расчет

Исходными параметрами при расчете привода являются мощность Р на рабочем валу машины и угловая скорость w (или частота вращения n) этого вала.

2.1. Определение частоты вращения выходного вала.

Частота вращения выходного вала:

23, 89 мин^-1 = 23, 89 об/мин

Угловая скорость выходного вала:

2, 5 с^-1 =2, 5 рад/с

2.2. Расчет мощности выходного вала.

Мощность выходного вала ([1], формула 5.4):

Р_вых = Т ₂ × w _вых = 1932888, 5 × 10^-3 × 2, 5 = 4832, 2 Вт,

Р_вых =4, 8 кВт.

Требуемая мощность электродвигателя:

5, 16 кВт,

где h_общ – общий КПД привода, который определяется как произведение КПД всех элементов, последовательно передающих вращение от электродвигателя на приводной вал транспортера с учетом потерь на трение в подшипниках.

η _общ = η _р η _з η _ц…. ([1], формула 5.6).

η _р η _з η _ц и т.д. – КПД, учитывающие потери в отдельных ступенях передачи (ременных, цепных, зубчатых и т.д.)

Согласно расчету требуемой мощности, выбираем электродвигатель (см. табл. 5.1) так, чтобы Р_Эд > Р_тр.

Проверяем выбранный двигатель на 30 кВт ([1], табл..5.1) на перегрузку:

.

Обязательное условие: Δ Р< 15%

Необходимую мощность (5, 5 кВт) имеют четыре двигателя, которые отличаются скоростью вращения. Выбранные типоразмеры двигателей (по Р_тр) заносим в таблицу 2.1.

2.3. Ориентировочное определение необходимой частоты вращения двигателя и передаточных чисел, выбор типоразмера двигателя из таблиц.

Зная исходные параметры, определяем общее передаточное число и передаточное число дополнительной передачи (согласно условию - клиноременной).

Общее передаточное число привода равно произведению передаточных чисел отдельных ступеней

u_общ=u_р u_ц u_з u_ч……

где u_р u_ц u_з u_ч….– передаточные числа ременной, цепной, зубчатой, червячной и т.д. передач.

Общее передаточное число рассчитывается по формуле:

Передаточное число дополнительной передачи рассчитывается по формуле:

Фактическая частота вращения вала двигателя рассчитывается по формуле:

n_дв = n_с (1-S),

где S – скольжение: S = (n_с - n_дв) / n_с

Числовые значения передаточных чисел и частот вращения двигателя, рассчитанных по данным каждого из выбранных двигателей, заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Выбор двигателя и определение передаточных чисел

2.4. Выбор двигателя по данным таблицы.

Необходимо проанализировать все выбранные варианты, критерием выбора конкретного двигателя являются данные таблицы 5.5 [1]; лучшим вариантом буде тот, который отвечает рекомендованным передаточным числам;

Тихоходные электродвигатели имеют значительные габариты и дороже быстроходных. Поэтому применять электродвигатели с синхронной частотой вращения 750 мин^-1 и менее следует только в технически обоснованных случаях.

Технические данные электродвигателей серии 4А указаны в ГОСТ 19523—81; их маркировка означает: 4АН — электродвигатели с короткозамкнутым ротором, защищенные от попадания частиц и капель и имеющие предохранение от прикосновения к вращающимся частям, находящимся под током; 4А — электродвигатели с короткозамкнутым ротором, закрытые, обдуваемые (см. табл. 5.1 [1]); их применяют для привода машин, к пусковым характеристикам которых не предъявляются особые требования.

Электродвигатели 4АР с повышенным пусковым моментом по ГОСТ 20818—75 (см. табл. 5.2 [1]) применяют для привода машин, имеющих значительную пусковую нагрузку (например, в приводах конвейеров, глиномялок, компрессоров, плунжерных насосов и других машин с повышенным трением или значительными инерционными нагрузками).

2.5. Вывод.

В рассматриваемом примере с дополнительной клиноременной передачей подходит два варианта с двигателями:

а) 4А225М8У3,

б) 4А250S10У3.

(Следует иметь в виду, что чем больше частота вращения вала двигателя, тем меньше его габариты, масса и стоимость, но больше требуемое передаточное число привода.)

Исходя из этих условий, следует предпочтение отдать двигателю 4А225М8У3 как более дешевому.