Выбор электродвигателя. Кинематический расчёт

 

Коэффициент полезного действия (КПД) привода

                               ,                             (3.1.1)

где  – КПД частных звеньев, входящих в кинематическую схему привода.

Общий коэффициент полезного действия приводов, указанных в задании на курсовое проектирование

                     ,                                (3.1.2)

где η₁ – КПД зубчатой передачи;

η₂ – КПД, учитывающий потери пары подшипников качения (η₂ = 0,99÷0,995);

η₃ – КПД открытой цепной или ременной передачи;

η₄ – КПД, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, (η₄ = 0,99).

Значения КПД механических передач отдельных типов приведены в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Значения КПД механических передач

Передача	КПД
Зубчатая в закрытом корпусе (редуктор):
цилиндрическими колёсами	0,97–0,98
коническими колёсами	0,96–0,97
Зубчатая открытая	0,95–0,96
Червячная в закрытом корпусе при числе витков (заходов) червяка:
z1 = 1	0,70–0,75
z1 = 2	0,80–0,85
z1 = 4	0,85–0,95
Цепная закрытая	0,95–0,97
Цепная открытая	0,90–0,95
Ременная:
плоским ремнём	0,96–0,98
клиновыми ремнями	0,95–0,97
Примечание – Потери на трение в опорах каждого вала учитываются коэффициентом η0 = 0,99÷0,995

 

Мощность на валу барабана, кВт:

                                      (3.1.3)

где F_л – тяговое усилие ленты, кН;

 – скорость ленты, м/с.

Величины принимаются по варианту технического задания.

Требуемая мощность электродвигателя

.                                            (3.1.4)

Угловая скорость барабана

                                                                                    (3.1.5)

где D_б – диаметр приводного барабана, мм (указан в техническом задании).      

Частота вращения барабана

                                          .                                          (3.1.6)

    Тип электродвигателя подбирается по таблице 3.2 таким образом, чтобы его мощность была не ниже Р_mp.

    Из существующих типов двигателей выбирают преимущественно асинхронные электродвигатели трёхфазного тока единой серии 4А.

 

Таблица 3.2 – Электродвигатели асинхронные серии 4А, закрытые обдуваемые (по ГОСТ 19523 – 81)

Рдв., кВт	Синхронная частота вращения, об./мин
	3000			1500			1000			750
	Типо-размер	S, %		Типо-размер	S, %		Типо-размер	S, %		Типо-размер	S, %
0,55	63В2	8,5		71А4	7,3		71В6	10		80В8	9
0,75	71А2	5,9		71В4	7,5		80А6	8,4		90LА8	8,4
1,1	71В2	6,3		80А4	5,4		80В6	8,0		90LВ8	7,0	1,6
1,5	80А2	4,2		80В4	5,8		90L6	6,4		100L8	7,0	__
2,2	80В2	4,3	2,0	90L4	5,1	2,0	100L6	5,1	2,0	112МА8	6,0
3,0	90L2	4,3		100S4	4,4		112МА6	4,7		112М8	5,8	1,8
4,0	100S2	3,3		100L4	4,7		112МВ6	5,1		132S8	4,1
5,5	100 L2	3,4		112М4	3,7		132S2	3,3		132М8	4,1	__
7,5	112М2	2,5	__	132S4	3,0		132М6	3,2	__	160S8	2,5	1,4
11,0	132М2	2,3	1,6	132М4	2,8	__	160S6	2,7		160М8	2,5	__
15	160S2	2,1		160S4	2,3		160М6	2,6		180М8	2,5
18,5	160М2	2,1		160М4	2,2		180М6	2,7	1,2	200М8	2,3
22	180S2	2,0	__	180S4	2,0		200М6	2,8		200L8	2,7
30	180М2	1,9	1,4	180М4	1,9	1,4	200L6	2,1		225М8	1,8	1,2
37	200М2	1,9		200М4	1,7		225М6	1,8		250S8	1,5

Примечания  

1. Пример условного обозначения электродвигателя мощностью 11 кВт, синхронная частота вращения – 1500 об./мин.

Электродвигатель 4А132М4У3

2. Значение символов в условных обозначениях: цифра 4 указывает порядковый номер серии, буква А – род двигателя – асинхронный. Следующие за буквой А числа (двух или трёхзначные) соответствуют высоте оси вращения, мм; буквы L, S и М относятся к установочным размерам по длине станины; буквы А и В – условные обозначения длины сердечника статора. Цифры 2, 4, 6 и 8 означают число полюсов. Последние два знака УЗ показывают, что двигатель предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата.

3. В графе S указано скольжение, %; в графе  даны значения отношений величин пускового и номинального вращающих моментов.

Из таблицы 3.2 выписываются марка двигателя, его мощность Р_дв и скольжение S, %. Номинальная частота вращения n_дв  с учётом скольжения определяется.

Пример: электродвигатель 4А90L6У3 с синхронной частотой вращения n = 1000 об./мин и скольжением S = 6,4%.

Номинальная частота вращения

;                            (3.1.7)

 

.

 

Угловая скорость двигателя

 

(3.1.8)

Рекомендуемые пределы значений частных передаточных чисел (отношений): для цилиндрического зубчатого редуктора  = 3,15 ÷ 6,3; для цепной передачи  = 2 ÷ 6, для клиноременной  передачи  _рем = 2 ÷ 7.

Общее передаточное отношение привода

                                   .                                    (3.1.9)

Общее передаточное отношение для привода с цепной передачей должно находиться в пределах , для привода с клиноременной передачей  

Передаточные числа для редуктора  по ГОСТ 2185 – 66 можно принять:                                                                                                                 

1-й ряд: 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3;

2-й ряд: 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1.

Первый ряд следует предпочесть второму. Приняв передаточное число редуктора, определяют частные передаточные числа:

для цепной передачи

                                                    ;                               (3.1.10)

    для ременной передачи:

                                                  .                            (3.1.11)

    Результаты определений частот вращения и угловых скоростей валов редуктора и приводного барабана сводятся в таблицу 3.3.

        

Таблица 3.3 – Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана

для привода с клиноременной передачей

Вал	Частота вращения, об./мин	Угловая скорость, рад/с
А
В
С

 

для привода с цепной передачей

Вал	Частота вращения, об./мин	Угловая скорость, рад/с
В
С
А

 

где вал В – ведущий вал редуктора;

  вал С – ведомый вал редуктора.

    Вращающие моменты в Н·м:

    а) для привода с цепной передачей

на валу шестерни В (ведущем валу редуктора)

                   (3.1.12)

где  – требуемая мощность электродвигателя, Вт;

 – угловая скорость ведущего вала редуктора, рад/с;                              

на валу зубчатого колеса С (ведомом валу редуктора)

,                                                            (3.1.13)

где  – передаточное число редуктора.

    б) для привода с клиноременной передачей

на валу ведущего шкива (вал А)

                                       (3.1.14)

где  – требуемая мощность электродвигателя, Вт;

 – угловая скорость электродвигателя, рад/с;

на ведомом валу редуктора С (вал зубчатого колеса)

,                                            (3.1.15)

где Р_б – мощность на валу барабана, Вт;

 – угловая скорость барабана, рад/с;

на ведущем валу редуктора В (вал шестерни)

 ,                                      (3.1.16)

где  – передаточное число редуктора.

 

Примечание – При дальнейшей работе с материалами методических указаний следует иметь в виду, что в основных надписях листов приведённых примеров решений задач в графе «Лист» в числителе указан порядковый номер листа методических указаний, в знаменателе – порядковый номер листа примера.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

30/5

01.2009.2-74 06 01.1.03.10К.01.ПЗ * * *

Пример 4