Определение недостающих геометрических размеров исполнительного механизма

На этапе предварительного расчета определяются недостающие размеры (не указанные в исходных данных), необходимые для выпол­нения чертежа вала ИМ.

Если в качестве ИМ задан вал приводного барабана ленточного конвейера, то дополнительно определяется длина барабана в миллиметрах:

Вб = В + (50... 100), (1)

где В – ширина ленты транспортера, мм (задана в исходных данных).

Если ИМ – вал цепного конвейера, то на данном этапе ограничиваются расчётом диаметра делительной окружности приводной звёздочки:

(2)

где D_З – диаметр делительной окружности, мм; Р – шаг тяговой цепи, мм; Z – число зубьев звёздочки.

 

Определение потребной мощности и выбор электродвигателя

 

Расчётная мощность электродвигателя в киловаттах определяется по зависимости

(3)

где Т_Е – постоянный вращающий момент на валу ИМ, эквивалентный переменому

моменту, заданному графиком нагрузки, кНм;

ω – угловая скорость вращения вала ИМ конвейера, рад/с;

– общий КПД привода.

 

Эквивалентный вращающий момент рассчитывается следующим образом:

(4)

 

где Тi, ti – ступени нагрузки (момента) и соответствующее ей время работы по

графику нагрузки;

t – общее время работы под нагрузкой;

Т – номинальный вращающий момент на ИМ, кНм.

 

Номинальный момент находится по формуле

(5)

 

 

где Ft – окружное усилие на рабочем элементе Им, кН;

D – диаметр барабана (D_Б ) или звёздочки (D_З ), мм.

 

Угловая скорость вращения вала ИМ определяется по формуле

(6)

 

 

где V - скорость тягового элемента конвейера, м/с.

Общий КПД привода находится как произведение КПД отдельных звеньев кинематической цепи:

 

Значения КПД отдельных звеньев кинематической цепи можно принимать по табл. 4. КПД планетарных и волновых редукторов принимаются по рекомендациям специальной литературы [1 и др.].

 

 

Таблица 4.

Коэффициент полезного действия (КПД) отдельных звеньев кинематической цепи

 

Тип звена	Обозначение	КПД
Передача зубчатая: цилиндрическая закрытая цилиндрическая открытая коническая закрытая		0,97 - 0,99
0,90 - 0,95
0,95 - 0,97
Переда червячная при передаточном отношении: свыше 30 от 14 до 30 от 8 до 14		0,70 - 0,80 0,75 - 0,85 0,80 - 0,90
Передача ременная (все типы):		0,94 - 0,96
Передача цепная		0,93 - 0,95
Муфта соединительная		0,98
Подшипники качения (пара)		0,99

 

Зависимость (3) является не единственной для определения расчетной мощности двигателя. Так, для расчета РР можно исполь­зовать формулу

 

 

где F_tE - эквивалентное окружное усилие, кН. Оно определяется по зависимости, аналогичной (4), в которой Т заменяется на Ft, а

 

 

Кроме того, для этих же целей можно использовать зависи­мость, вытекающую из формулы (3) с учетом (9):

 

 

 

Для однозначного выбора электродвигателя одной расчетной мощности недостаточно. Необходимо также знать расчетную частоту вращения вала электродвигателя или возможный диапазон ее изменения:

 

(8)

 

где n_эmax, n_эmin – соответственно максимальная и минимальная (для заданной кинематической схемы привода) расчетная частота враще­ния вала электродвигателя, об/мин; n_им – частота вращения вала ИМ, об/мин; U_omax, U_omin – соответственно максимальное и мини­мальное общее передаточное отношение кинематической схемы привода.

(9)

 

где ω – угловая скорость вала ИМ, рассчитывается по формуле (6).

Общее передаточное отношение привода определяется как произве­дение пере-даточных отношений отдельных ступеней передач, входящих в кинематическую схему:

 

(10)

 

где U_imax.U_imin – соответственно максимальное и минимальное передаточное отношение i- й ступени передач (определяется по табл. 5). Из таблиц характеристик стандартных электродвигателей единой се­рии АИР (см. п. 6.) выбираем электродвигатель по условиям

 

(11)

 

где Р_таб n_таб – табличные значения соответственно мощности, кВт и частоты вращения вала, об/мин.

Если выбирается стандартный редуктор, то минимальное и максимальное передаточные отношения редуктора выбираются по соответствующим таблицам приложения.

 

 

 

Таблица 5