Выбор электродвигателя и стандартного редуктора

Как известно, любая транспортирующая машина включает рабочие органы (РО), передаточные механизмы (ПМ), передающие движение от двигателя (М) к рабочим органам.

Передаточные механизмы или просто передачи, установленные между электродвигателем и рабочими органами, могут выполнять ряд функций:

- понижать скорости на рабочих органах машины и тогда возрастает вращающий момент;

- повышать скорости на рабочих органах машины и тогда вращающий момент понижается;

- производить изменение направления движения, т.е. осуществлять реверсирование;

- осуществлять регулирование скоростных и силовых режимов рабочих органов при помощи вариаторов.

В большинстве случаев для машин и оборудования пищевой промышленности, рекомендуются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, с нормальным скольжением единой серии 4А. Последние, как стандартные изделия, выбирают по ГОСТ 1953-81 [4].

Предварительно определяют частоту вращения (мин^-1) приводного барабана ленточного конвейера по формуле:

.                              (29)

 

Мощность на валу приводного барабана ленточного конвейера, кВт

 

.                                       (30)

 

Для выбора электродвигателя необходимо знать два основных параметра: мощность двигателя (входной вал привода) и частоту вращения.

Привод конвейера может включать как один редуктор, так и разные типы передач в сочетании с редуктором. Применение цепной или клиноременной передачи в приводе конвейера позволяет реализовать необходимое передаточное отношение привода, то есть строго обеспечить заданную скорость транспортирования груза в сравнении со случаем использования в приводе только одного редуктора, когда в редких случаях, только за счет редуктора можно обеспечить необходимую скорость транспортирования груза. В качестве редукторов целесообразно использовать цилиндрические или коническо-цилиндрические редуктора, имеющие высокие КПД. Червячные редуктора имеют низкий КПД по сравнению с перечисленными выше редукторами. В приводах конвейера также можно использовать и мотор-редуктор.

Предварительно приняв тип редуктора, и зная его передаточное отношение () и КПД (), определяют расчетную мощность электродвигателя и частоту вращения по формулам (31) и (34):

 

,                                         (31)

 

где η_общ- коэффициент полезного действия привода:

- если привод включает помимо редуктора ряд открытых передач:

 

,                      (32)

 

- если привод включает только редуктор:

 

,                                     (33)

 

где η_о - КПД подшипников качения;

 - КПД отдельных передач, входящих в привод (значения КПД передач приведены в табл. 11);

 - КПД редуктора;- число пар подшипников качения, численно равно количеству валов входящих в привод.

 

Таблица 11 - Среднее значение КПД некоторых передач

Наименование
Редуктор: одноступенчатый	0,97
двухступенчатый	0,94
трехступенчатый	0,92
Зубчатая передача открытая:
с фрезерованными зубьями	0,95
с необработанными зубьями	0,9
Червячная передача:
с 3-х ходовым червяком	0,85
с 2-х ходовым червяком	0,75
с одноходовым червяком	0,65
Цепная передача	0,92
Ременная передача	0,96
Муфта	0,99
Вал на подшипниках качения	0,98…0,99

Частота вращения определяется

 

.                                    (34)

 

В случае наличия в приводе ряда открытых передач, синхронную частоту вращения двигателя определяют следующим образом.

Так как известно, что одну и ту же мощность могут иметь электродвигатели с разными синхронными частотами вращения (): 750, 1000, 1500, 3000 мин^-1, то при данной мощности привода возможны следующие передаточные отношения:

 

; ; ; . (35)

 

С другой стороны, общее передаточное отношение может быть представлено диапазоном рекомендуемых значений U_max и U_min, значения которых приведены в табл. 12.

 

,

.

 

Тогда

 

.                     (36)

 

Таблица 12 - Рекомендуемые значения передаточных чисел

Вид передачи	Передаточное отношение
	min	max
Зубчатая цилиндрическая открытая	2,5	5
Цилиндрический одноступенчатый редуктор	2	6,3
Цилиндрический двухступенчатый редуктор	8	40
Зубчатая коническая	2	4
Коническо-цилиндрический редуктор	6,29	27,5
Червячный редуктор	8	80
Цепная	1,5	4
Ременная	2	4

Сопоставляя рассчитанные ранее значения передаточных отношений по формуле (35) со средним значением передаточного отношения привода, полученным по формуле (36), принимаем синхронную частоту вращения двигателя.

По каталогу электродвигателей по ГОСТ 19523-81 выбираем двигатель серии 4А, ближайшей большей стандартной мощности с частотой вращения ротора  (см. табл. 6 Приложения или по [4]).

После чего определяем номинальную частоту вращения двигателя по формуле

 

×(1- ),                             (37)

 

где  - скольжение (%), принимаемое по ГОСТ 19523-81 [4].

Общее передаточное отношение привода после проведенных расчетов необходимо уточнить по формуле

 

.                                       (38)

После выбора стандартного электродвигателя уточняется типоразмер ранее выбранного редуктора. Редуктор выбирается по передаточному отношению U_Р и крутящему моменту на тихоходном валу редуктора (типы редукторов приведены в Приложении с. 39 - 48).

Крутящий момент на выходе привода Т_Т, а именно на приводном валу конвейера определяется по формуле

 

, кН×м,                         (39)

 

Если в приводе применяют только редуктор, то по величине крутящего момента на тихоходном валу редуктора () выбирается редуктор с необходимым передаточным отношением U_Р.

При выборе редуктора должно выполняться условие:

 

,                                               (40)

 

где  = Т_ТАБЛ × К_С - допускаемый крутящий момент;

К_С - коэффициент, учитывающий суточную продолжительность работы редуктора. При работе редуктора 8 часов в сутки и постоянной нагрузке К_С = 1; при работе редуктора 3 часа - К_С = 1,25; при работе редуктора 24 часа - К_С = 0,8.

Мощность, подводимая к редуктору, определяется по формуле

 

, кВт.                    (41)