Выбор электродвигателя. Кинематические расчеты

Работу начинают с ознакомления с заданием на проект. Затем подбирают электродвигатель, определив сначала его мощность и частоту вращения ротора.

Подбор электродвигателя зависит от задания на проект. На рис. 1, а—г приведено несколько из возможных схем заданий. В этих случаях в задании сообщают окружную силу F_t на барабане привода ленточного конвейера или звездочке привода пластинчатого конвейера. Кроме того, в задании приводят скорость движения ленты или цепи υ, а также диаметр барабана D_б или число зубьев z_зв и шаг р_зв тяговых звездочек.

По этим данным учащийся определяет потребляемую мощность привода (мощность на выходе):

Задание на проект может представлять собою индивидуальный привод, состоящий из электродвигателя и редуктора или коробки передач, соединенных муфтой (рис. 1, а, б). Индивидуальный привод может состоять также из электродвигателя, ременной или цепной передачи и редуктора или коробки передач (рис. 1, в).

В таких заданиях в качестве исходных данных чаще всего приводят вращающий момент Т_вых (Н м) и частоту вращения выходного вала п _вых (об/с или об/мин).

Мощность и вращающий момент связаны зависимостью

при п _вых (об/с)

при п _вых (об/мин)

После вычисления мощности Р_вых (Вт) определяют потребную мощность электродвигателя

где

Здесь η₁, η₂, η₃ — КПД отдельных звеньев кинематической цепи, ориентировочные значения которых с учетом потерь в подшипниках можно брать из табл. 3.1

Таблица 3.1 – КПД отдельных звеньев кинематической цепи

Если на данном этапе работы над проектом затруднительно определить передаточное число червячной передачи, предварительно следует принимать η ≈ 0,8.

Рисунок 3.1

Мощность электродвигателя в справочниках дана в киловаттах (кВт). Полученную расчетом мощность Р_дв _потр в ваттах следует перевести в киловатты; 1 кВт=10³ Вт.

После определения потребной мощности электродвигателя нужно подобрать частоту вращения вала электродвигателя.

Обычно кинематическая схема приведена в задании. Тогда частота вращения вала электродвигателя

…,

где и₁, u₂... — передаточные числа кинематических пар изделия.

Рисунок 3.2

Если в задании указаны скорость движения ленты или тяговой цепи υ, а также диаметр D_б барабана или шаг р цепи и число зубьев z _зв тяговой звездочки, то частота вращения приводного вала

где D_б — диаметр барабана;

υ — скорость движения ленты (цепи);

р_зв — шаг тяговой цепи;

z_зв — число зубьев тяговой звездочки.

Рекомендуемые значения передаточных чисел и₁, u₂..., принимают из табл. 3.

Таблица 3.2 – Передаточные числа некоторых передач

После этого по табл. 3.3 подбирают электродвигатель с мощностью Р и частотой вращения ротора п (об/мин) ближайшими к полученным ранее Р_э. _потр и п _э.

Таблица 3.3 – Двигатели закрытые обдуваемые

Пример 1. На рис. 3.3 приведена схема задания на проект. Исходные данные: F_t = 9800 Н; u = 0,63 м/с; D_б – 0,5 м. Термообработка колес – улучшение (твердость НВ<350).

Рисунок 3.3

Подобрать электродвигатель:

Мощность на выходе

Общий КПД привода

где η_ц.п — КПД цепной передачи;

η_з.._п — КПД зубчатой передачи;

η_м– КПД муфты;

η_оп — КПД опор (одна пара подшипников).

По табл. 1 η_ц.п = 0,93; η_з.._п = 0,97; η_м = 0,98; η_оп = 0,99;

Потребная мощность электродвигателя

Частота вращения приводного вала (на выходе)

Подставляя в формулу для п_э из табл. 3 средние значения передаточных чисел цепной и двух зубчатых передач, получим

где u _ц – передаточное число цепной передачи;

и_т и и_б — передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней зубчатых передач.

По полученным данным подбираем электродвигатель по табл. 3.3 Р = 7,5 кВт; n = 975 об/мин.

После выбора электродвигателя определяем общее передаточное число привода

Полученное и_о _бщ распределяют между типами и ступенями передач. Если по кинематической схеме, кроме зубчатых (червячных), имеются цепная или ременная передачи, то, принимая по табл. 3 передаточное число цепной и_ц или и_р ременной передачи, находят передаточное число редуктора