Выбор электродвигателя

ЭНЕРГО-КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Выбор электродвигателя

Мощность рабочего органа

, (1.1)

где F _P.O.-окружное усилие на барабане, кН;

V_P.O. –окружная скорость, м/с.

 

6*1,5=9000Вт

 

Угловая скорость рабочего органа

(1.2)

где D _P.O. –диаметр барабана, м.

=7,5 c^-1.

Наибольший длительно действующий момент на рабочем органе

, (1.3)

Где, - мощность рабочего органа, Н

- угловая скорость, c^-1

=1200 Н∙м.

 

Моменты и время их действия

Т_max=1,5Т_P.O; (1.4)

Т_Н=Т_P.O; (1.5)

Т_min=0,3Т_P.O; (1.6)

 

t₁=0,003t; (1.7)

t₂=0,6t; (1.8)

t₃=0,4t, (1.9)

где t – срок службы привода, 8 лет.

Т_P.O - Момент на рабочем органе, Н∙м

Т_max=1,5 ∙ 1200=1800 Н∙м;

Т_Н=1200 Н∙м;

Т_min=0,3∙1200=360 Н ∙ м;

t₁=0,003 ∙ 8=0,024 года;

t₂=0,6 ∙ 8=4,8 года;

t₃=0,4 ∙ 8=3,2 года.

 

 

Эквивалентный момент

t₂+t₃ (1.10)

где Т_i –крутящий момент действующий на рабочем органе, Н ∙ м;

t_i – время действия соответствующих моментов, лет.

 

Т_Е= =960,6 Н ∙ м.

 

Общее КПД привода

η=η_рем ∙ η_цзп ∙ η_цеп ∙ η_п² (1.11)

где η_рем –КПДремённой передачи, η_рем = 0,96;

η_цзп – КПД цилиндрической зубчатой передачи, η_цзп= 0,98;

η_цеп – КПД цепной передачи, η_рем= 0,95;

η_п – КПД одной пары подшипников качения, η_п = 0,99;

η= 0,96 ∙ 0,95 ∙ 0,98 0,99=0,8759.

Расчетная мощность необходимого электродвигателя

, (1.12)

Где, Т_Е - эквивалентный момент на рабочем органе

- угловая скорость рабочего органа

- общий коэфицент полезного действия

P_PACЧ= = 8225,4 Вт.

 

Ориентировочные значения частоты вращения вала электродвигателя

, (1.13)

U=U_рем ∙ U_цзп ∙ U_цеп (1.14)

 

U =2*3*2,5=15

 

Исходя из найденной частоты вращения и мощности по эквивалентному моменту, определим марку двигателя по табличным данным.

Наиболее близкое значение числа оборотов из табличных данных n_дв=1460 об/мин и мощность двигателя Р_дв=11000 Вт. Марка двигателя: 4A132М4Y3, кратность максимального момента 2,2.

 

Минимально необходимая мощность электродвигателя

Р_min= (1.15)

где, Т_max - максимальный момент на рабочем органе,нМ

- кратность максимального момента.

Р_min= Вт

 

окончательно решаем вопрос о выборе электродвигателя пользуясь условием

 

Р_дв≥Р _расч Р_дв≥Р_min

 

11000≥8225,4 11000≥8653,8

 

 

Ориентировочно выбранный электродвигатель полностью удволетворяет нашим расчетным параметрам

 

Размеры электродвигателя представлены на рисунке (1.2)

 

. L₃₀=534мм; L₁=80мм; L₁₀=267мм; L₃₁=133мм; h₁₀=13мм; h=132мм; h₃₁=89мм; b₁₀=216мм; d₁₀=12мм; d₃₀=320мм

Рисунок 1.2 Эскиз электродвигателя с основными размерами

 

 

1.2 Определение исходных данных для расчёта передач привода Общее передаточное отношение

U= _, (1.16)

где ω_p.o – угловая скорость рабочего органа, с^-1;

ω_дв – угловая скорость вала двигателя, с^-1.

Угловая скорость вала двигателя

ω_дв= , (1.17)

где n_дв.- частота вращения вала двигателя, об/мин;

π – const, =3,14.

ω_дв=

U_общ=

 

 

Рисунок 1.3 Кинематическая схема привода

Разобьем общее передаточное отношение по ступеням

U=U_1-2 ∙ U_2-3 ∙ U_3-4 (1.18)

где, U_1-2 - Передаточное отношение ременной передачи, (2) U_2-3 - Передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи,(3,15) U_3-4 - Передаточное отношение цепной передачи

Из выражения (1.17) определим передаточное отношение цепной передачи

 

U_3-4= (1.19)

U_3-4=

 

Угловые скорости валов привода.

Угловая скорость вала двигателя

.

Угловая скорость вала редуктора

, (1.20)

где ω₁ – угловая скорость вала двигателя, рад/с;

U_1-2 –передаточное отношение ременной передачи.

.

Угловая скорость тихоходного вала

, (1.21)

где ω₂ – угловая скорость быстроходного вала редуктора, рад/с;

U_2-3 –передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи.

.

Угловая скорость вала рабочего органа

, (1.22)

где ω₃ – угловая скорость тихоходного вала редуктора, рад/с;

U_3-4 –передаточное отношение цепной передачи.

.

Крутящие моменты валов привода.

Крутящий момент на рабочем органе

Т₄=Т_p.o.. (1.23) Крутящий момент на тихоходном валу редуктора

Т₃= , (1.24)

где Т₄ – крутящий момент на рабочем органе, Н · м;

η_цеп – КПД цепной передачи.

Т₃= Н · м.

Крутящий момент на ведущем валу редуктора

Т₂= , (1.25)

где Т₃ – крутящий момент на ведомом валу редуктора, Н · м;

η_цзп – КПД цилиндрической зубчатой передачи,

η_п -- КПД пары подшипников качения.

Т₂= =175.52 Н · м.

Крутящий момент на двигателе

Т₁= , (1.26)

где Т₂ – крутящий момент на ведущем валу редуктора, Н · м;

Т₁ – крутящий момент на двигателе, Н · м;

η_рем – КПД ремённой передачи.

Т₁= =91,42 Н · м.

Число циклов перемен напряжений

N_С=5 · 10⁶ · t_i · К_С · К_Г · ω_j (1.27)

где t_i – время действия i-того момента, лет;

К_С - коэффициент суточного использования;

К_Г – коэффициент годового использования;

ω_j – угловая скорость j-того вала, с^-1.

Число циклов для второго вала

N_С1=5 · 10⁶ · 0,024 · 0,7 · 0,4 · 76,4=2,56 · 10⁶,

N_С2=5 · 10⁶ · 4,8*0,7 · 0,4 · 76,4=513,4 · 10⁶,

N_С3=5 · 10⁶ · 3,2 · 0,7 · 0,4 · 76,4=342,27 · 10⁶.

Число циклов для третьего вала

N_С1=5 · 10⁶ · 0,024 · 0,7 · 0,4 · 24,25=0,81 · 10⁶,

N_С2=5 · 10⁶ · 4,8 · 0,7 · 0,4 · 24,25=162,96 · 10⁶,

N_С3=5 · 10⁶ · 3,2 · 0,7 · 0,4 · 24,25=108,64 · 10⁶.

 

Крутящие моменты валов редуктора

Т_max=1,5 · Т_j, (1.28)

Т_Нj= Т_j, (1.29)

Т_min=0,3 · Т_j, (1.30)

где, Т_j - угловая скорость j-того вала.

Крутящие моменты для второго вала

Т_2max=1,5 · 175,52 =263,28 Н · м,

Т_2Н=175,52Н · м,

Т_2min=0,3 · 175,52 =52,65 Н · м.

Крутящие моменты для третьего вала

Т_3max=1,5 · 392,15=588,22 Н · м,

Т_3Н=392,15 Н · м,

Т_3min=0,3 · 392,15=117,64 Н · м.