2 Кинематический и силовой расчёт привода
2.1 Выбор электродвигателя
2.1.1 Требуемая мощность электродвигателя:
Pтр = P4 / ?; (2.1)
где P5 – мощность на ведомой звёздочке (на выходе привода), кВт;
? – КПД привода.
? = ?р · ?з · · ?м; (2.2)
где ?р, ?з ,?м, – соответственно КПД ременной, зубчатой, муфты и пары подшипников качения.
Примечания
В формуле (2.2) принято, что КПД всех подшипников одинаковы.
Руководствуясь рекомендациями /1, с. 27/, принимаем ?р = 0,96, ?з = 0,98, ?п = 0,99, ?м = 0,99.
После подстановки численных значений параметров в формулы (2.2) и (2.1) получим КПД привода:
? = 0,96 · 0,98 · 0,992 · 0,99 = 0,91;
и требуемую мощность электродвигателя:
Pтр = 6,5 / 0,91 = 7,14 кВт.
2.1.2 С учётом требуемой мощности Pтр = 7,14 кВт рассмотрим возможность выбора асинхронных двигателей серии 4А с номинальными мощностями Рн = 6 кВт и Рн = 7,5 кВт. Для первого перегрузка составляет (7,14 – 6) · 100% / 6 = 19% при допускаемой перегрузке 5%. Поэтому остановим выбор на двигателе мощностью 7,5 кВт.
Для двигателей с мощность 7,5 кВт рассчитаны следующие номинальные частоты вращения nн = 2840, 1435, 955, 700 об/мин.
Для ориентировки в выборе двигателя по частоте вращения оценим передаточное отношение привода iср, вычисленное по, примерно, средним значениям рекомендуемых передаточных отношений отдельных передач. Возьмём эти значения для ременной и зубчатых передач соответственно iср.р. = 3,22, iср.зуб. = 3. После перемножения получим в результате iср. = 3,22·3 = 9,67.
При таком передаточном отношении привода и частоте вращения его барабана конвейера n4 = 90 об/мин потребуется двигатель с частотой вращения n = iср · n4 = 9,67 · 90 = 870 об/мин.
2.1.3 Окончательно выбираем ближайший по частоте вращения асинхронный электродвигатель марки 4АМ132М6 со следующими параметрами:
– номинальная мощность Рн = 7,5 кВт;
– номинальная частота вращения nн = 870 об/мин;
– отношение пускового момента к номинальному Tn/TН = 2.
2.2 Передаточные отношения привода и отдельных его передач
Общее передаточное отношение привода при частоте вращения его входного вала n1 = n4:
iобщ. = n1 : n4 = 870 : 90 = 9,67. (2.3)
Примем передаточное отношение – для ременной и зубчатых передач редуктора соответственно iрем = 3, iзуб = iобщ. / iрем = 9,67 / 3 = 3,22.
2.3 Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах привода
2.3.1 Частоты вращения валов:
n1 = nH = 870 об/мин;
n2 = n1 : iрем = 870 : 3 = 290 об/мин;
n3 = n2 : iзуб = 290 : 3,22 = 90 об/мин;
n4 = n3 = 90 об/мин.
Примечание – Здесь и далее параметры, относящиеся к валам привода, обозначены числовыми индексами, соответствующими нумерации валов на рисунке 1.1.
2.3.2 Угловые скорости валов:
?1 = (? · n1) : 30 = (3,14 · 870) : 30 = 91,06 рад/с;
?2 = ?1 : iрем = 91,09 : 3 = 30,35 рад/с;
?3 = ?2 : iзуб = 30,35 : 3,22 = 9,42 рад/с;
?4 = ?3 = 9,42 рад/с.
2.3.3 Мощности на валах привода:
Р1 = Ртр = 7,5 кВт;
Р2 = Р1 · ?р · ?п = 7,5 · 0,96 · 0,995 = 7,164 кВт;
Р3 = Р2 · ?зуб · ?п = 2,61 · 0,97 · 0,995 =6,9 кВт;
Р4 = Р3 · ?м · ?С = 6,9 · 0,98 · 0,99 = 6,69 кВт.
2.3.4 Моменты на валах привода:
Т1 = (Р1 · 103) : ?1 = (7,5 · 103) : 91,06 = 82,36 Н·м;
Т2 = (Р2 · 103) : ?2 = (7,164 · 103) : 30,35 = 236 Н·м;
Т3 = (Р3 · 103) : ?3 = (6,9 · 103) : 9,42 = 732,5 Н·м;
Т4 = (Р4 · 103) : ?4 = (6,69 · 103) : 9,42 = 710,2 Н·м.
2.3.5 Максимальный момент при перегрузке на первом валу (на валу двигателя) T1max = Tn = 2TH. (см. пункт 2.1.3).
Номинальной мощности двигателя РН = 7,5 кВт с
