Расчет статических нагрузок центрифуги периодического действия

 

Расчет мощности производится по пусковому режиму, причем общая требуемая мощность состоит из нескольких слагаемых: [2]

 

, (2.1)

 

где Р1 - мощность, затрачиваемая на преодоление момента инерции барабана:

 

; (2.2)

 

mб - масса пустого барабана, 500 кг; v - окружная скорость барабана, м/с; τп - длительность пуска, 60 с; Р2 - мощность, затрачиваемая на преодоление инерции массы материала:

 

; (2.3)

 

Vб - объем барабана, 1.7 м³;

ρс - плотность суспензии,1300 кг/м³;

Р3 - мощность, затрачиваемая на преодоление трения в подшипниках вала

 

, (2.3)

 

m∑ - суммарная масса барабана с загрузкой и других вращающихся деталей, связанных с валом, 900 кг;

f - коэффициент трения, находящиися в следующих пределах: f=0,07÷0,1;

vв - линейная скорость цапфы вала,15 м/с;

g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

 

, (2.4)

 

R - наружный радиус барабана, 1.2 м;

n - частота вращения барабана, об/мин.

Таким образом, полная потребляемая мощность с учетом потерь в передачах и подшипниках редуктора двигателя составляет:

 

 (2.5)

 

η_Р - КПД редуктра; η_ДВ - КПД двигателя;

Для расчета статических нагрузок принимаем следующий цикл работы

центрифуги:

Запуск механизма.

Работа с частотой вращения загрузки - 34 с.

Работа с частотой вращения отжима - 35с.

Работа с частотой вращения выгрузки - 18с.

Таким образом, в соответствии с циклограммой имеем три рабочих участка электропривода центрифуг

Для последующего расчета зададимся некоторыми характеристиками работы механизма:

 

№участка	nц об/мин	nДВ,об/мин	Wц, рад/с	wДВ,рад/с	МС,Н*м
1	180	180	18,84	18,84	1130
2	1240	1240	129,78	129,8	600
3	70	70	7,33	7,33	2870

 

Исходя из предложенного метода расчета, определим статические нагрузки механизма на каждом из рабочих участков.

Рассмотрим 1-ый участок работы:

 

P1= (P₁+ P₂+ P₃+ P₄) /0,84=21,3кВт

 

Рассмотрим 2-ой участок работы:

 

Р2= (P₁+ P₂+ P₃+ P₄) /0,84=77,92кВт

 

Рассмотрим 3-ий участок работы механизма:

 

Р3= (P₁+ P₂+ P₃+ P₄) /0,84=21,07кВт

 

Далее определим моменты, действующие на центрифугу в статических режимах:

 

 (2.6)

,

 

На основе рассчитанных значений построим нагрузочную и скоростную диаграмму работы механизма:

 

Рисунок.2.1 нагрузочную и скоростную диаграмму работы механизма

 

Для предварительного выбора электродвигателя рассчитаем средний эквивалентный момент на валу механизма за цикл работы:

 

, (2.7)

 

Мс. i. - статический момент на i-ом интервале нагрузочной диаграммы механизма;

ti - продолжительность i-го интервала;

tц - время цикла;

n - число интервалов в цикле;

 

Для предварительного выбора приводного электродвигателя определяющее значение играет режим работы двигателя в системе и соответствие выбранного двигателя данному режиму работы механизма.

Принимая во внимание специфику процесса, делаем вывод о том, что проектируемый электропривод будет работать в кратковременном режиме, то есть в режиме S2.

Мощность двигателя, работающего в длительном циклическом режиме с переменной нагрузкой можно рассчитать по среднеквадратичному статическому моменту М_СЭ:

 

, (2.8),  (2.9)

 

к - коэффициент запаса, учитывает динамические нагрузки, к=1,2

 Вт

 

С учетом всего вышесказанного останавливаем свой выбор на асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором серии 4А180M4Y3 со следующими рабочими характеристиками: