Описание привода очистного барабана

Принципиальную конструкцию машины иллюстрирует ее кинематическая схема. В очистной барабан закладываются отливки. При вращении барабана они очищаются благодаря соударениям между собой. Вал электродвигателя нельзя соединять напрямую с валом очистного барабана, т.к. они вращаются с разным числом оборотов, поэтому в приводе используются механизмы, понижающие число оборотов от вала электродвигателя к валу рабочей машины.

На рис. 6.1 представлена кинематическая схема привода очистного барабана. Привод барабана состоит из асинхронного электродвигателя 1, одноступенчатого редуктора 4, открытой зубчатой передачи 6, зубчатый венец колеса которой закреплен на барабане 7, а вал шестерни опирается на подшипники качения. Редуктор 4 соединен с электродвигателем 1 упругой втулочно-пальцевой муфтой 2, а с валом шестерни – зубчатой муфтой 5. Редуктор и электродвигатель установлены на сварной раме 3.

 

 

 

Рис. 6.1. Кинематическая схема привода очистного барабана.

 

1. Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Рама.
4. Редуктор.
5. Муфта.
6. Открытая зубчатая передача
7. Очистной барабан.

 

Исходные данные:

Мощность на барабане P_б=10,5 кВт

Диаметр барабана d=1 м

Частота вращения барабана n= 40 об/мин

Срок службы t₀= 4,5тыс. часов

 

Кинематический и силовой расчет привода.

¨ Определение КПД привода.

КПД рассчитаем по формуле:

,

где - КПД муфты;

- КПД открытой зубчатой передачи;

- КПД редуктора.

,

 

где - КПД закрытой зубчатой передачи;

_. – КПД подшипниковой пары качения

.

Тогда общий КПД привода будет равен:

 

¨ Определение потребной мощности электродвигателя.

Рассчитаем потребную мощность электродвигателя по формуле:

,

где Р – мощность на барабане [кВт],

кВт.

Выберем двигатель со стандартной мощностью 15 кВт по ГОСТ 19523-81 (см. Приложение 6), тогда недогрузка будет составлять:

¨ Варианты подбора электродвигателя.

Представим двигатели с мощностью 15 кВт, имеющие разную частоту вращения, в виде таблицы 6.1.

Таблица 6.1.

№ п/п	Тип элетродвигателя	nc, об/мин	S,%	nac, об/мин	UUприв	UUо.з.п.	UUред.	TmaxTном
	4А160S2У3		2,3		73,3		12,2	2,2
	4А160S4У3		2,7		36,5		6,08	2,2
	4А160М6У3		3,0		24,3		4,05	2,0
	4А180М2У3		2,6		18,3		3,05	2,2

,

где S - коэффициент скольжения,

n_c - синхронная частота вращения электродвигателя (теоретическая),

n_ac – асинхронная частота вращения электродвигателя (реальная).

;

;

;

;

¨ Определение передаточных чисел элементов привода.

Общее передаточное число привода определим по формуле:

;

;

;

;

.

Число оборотов в приводе понижают редуктор и открытая зубчатая передача, т.е.

,

где U_о.з.п. = 3…10 – передаточное число открытой зубчатой передачи,

- передаточное число редуктора.

Назначаем U_о.з.п. = 6, тогда U_ред. определим по формуле:

;

;

;

;

.

Сведем полученные результаты в таблицу 6.1.

¨ Окончательный выбор электродвигателя.

Критерии выбора электродвигателя:

1. Кинематическая точность (∆ U_ред ≤ 4%);

2. Функциональная пригодность (2 ≤ U_ред ≤ 6,3 – для одноступенчатого редуктора);

3. Стоимость (чем больше число оборотов на валу электродвигателя, тем он компактней и дешевле).

Для приводов общего машиностроения применяют электродвигатели с

n_c = 1500 об/мин. и n_c = 1000 об/мин.

Передаточные числа зубчатых передач (в частности редукторов) стандартизованы по ГОСТ 2185-66:

1-й предпочтительный ряд – 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5.

2-й ряд – 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,5; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.

Определим кинематическую точность для электродвигателей №2 и №3:

∆ U_ред = │ │* 100%

∆ U_{ред 2} = < 4%

∆ U_{ред 3} = < 4%

По кинематической точности подходят оба рассматриваемых электродвигателя.

По функциональной пригодности также подходят электродвигатели №2 и №3. Отдадим предпочтение электродвигателю №3 с = 4.0, тогда уточненное передаточное число открытой зубчатой передачи будет:

¨ Расчет частоты вращения на валах привода.

Присвоим следующие индексы валам привода:

1 – ведущий вал редуктора;

2 - ведомый вал редуктора;

3 – ведущий вал открытой зубчатой передачи.

;

;

об/мин;

;

.

¨ Расчет мощности на валах привода.

;

;

;

;

.

 

¨ Определение крутящих моментов на валах привода.

Определим крутящие моменты по формуле:

;

;

;

;

.

Представим эскиз и параметры выбранного электродвигателя:

 

Рис. 6.2. Эскиз электродвигателя.