Расчет кинематических и силовых параметров привода

Для выполнения дальнейших расчетов передач, валов, подшипников, для выбора соединительных муфт необходимо знать кинематические и силовые характеристики на отдельных валах привода. К кинематическим характеристикам относятся частота вращения и угловая скорость, к силовым - мощность и вращающий момент.

Частоту вращения валов n, об/мин, определяют для каждого вала последовательно от вала электродвигателя до вала рабочего органа машины (барабана транспортера, звездочки транспортера, поворотной платформы). Частоту вращения вала рассчитывают по частоте вращения предыдущего по схеме вала:

.

Если валы соединены муфтой, то их частоты вращения совпадают:

.

Угловые скорости валов привода , сек^-1, определяются по формуле:

.

Мощности на валах привода P, кВт, также определяют для каждого вала последовательно от вала электродвигателя до вала рабочего органа машины. Мощность на валу рассчитывают по мощности на предыдущем валу с учетом потерь на трение в каждой ступени:

.

учитывает всех звеньев кинематической цепи, находящихся в данной ступени.

Вращающие моменты на валах привода T, Н∙м, определяются по формуле:

.

Результаты расчетов заносят в таблицу 1.6.

Таблица 1.6

Кинематические и силовые параметры привода

Пример выполнения расчетов

3.1.1 Исходные данные:

· скорость движения конвейера v, м/сек 0,65;

· тяговое усилие F, кН 12;

· диаметр барабана D, мм 210;

· Ширина ленты B, мм 500;

· Высота транспортера H, мм 900;

· срок службы L, лет 8.

Кинематическая схема привода:

1. Электродвигатель 2. Клиноременная передача 3. Двухступенчатый соосный редуктор вертикальной компоновки 4. Муфта 5. Барабан транспортера

Условия эксплуатации привода: Транспортер предназначен для перемещения штучных грузов на производстве. Режим работы спокойный, с незначительными рывками. Работа 2 смены, коэффициент загрузки за смену 0,99. Условия работы – в отапливаемом помещении. Выпуск крупносерийный.

Описание, анализ работы привода

Привод предназначен для приведения в движение ленточного транспортера, перемещающего штучные грузы на производстве (заготовки на конвейере).

Привод состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, двухступенчатого соосного редуктора и соединен муфтой с валом барабана транспортера. Для обеспечения компактности привода, редуктор имеет вертикальную компоновку, электродвигатель располагается под редуктором. Натяжение ремня клиноременной передачи осуществляется за счет перемещения электродвигателя. Клиноременная передача закрыта съемным кожухом.

Привод собирается на отдельной раме, что позволит собрать его на сборочном участке и установить собранным на место. Рама крепится к фундаменту с помощью фундаментных болтов. Регулировка взаимного положения выходного вала редуктора и вала барабана осуществляется с помощью набора П-образных прокладок между рамой и фундаментом, в районе фундаментных болтов.

Привод расположен в сухом, отапливаемом помещении. Режим работы спокойный, с незначительными рывками. Нагрузка постоянная, реверс отсутствует. Работа 2 смены, коэффициент загрузки за смену 0,99.

Выпуск крупносерийный.

Срок службы привода

= 8×250×1×2×8×0,99 = 31680 ч,

где = 8 лет – срок службы привода;

= 250 – количество рабочих дней в году;

= 1 – коэффициент годового использования;

= 2 – количество смен;

= 8 часов – продолжительность смены;

= 0,99 – коэффициент загрузки за смену.

Кинематический расчет

Определение требуемой мощности двигателя

= 12×0,65 = 7,8 кВт,

где F = 12 кН – тяговое усилие на конвейере;

v = 0,65 м/с – скорость движения конвейера.

Определение КПД привода

= 0,96×0,97²×0,98×0,99⁴ = 0,8503,

где = 0,96 – КПД клиноременной передачи;

= 0,97 – КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи;

= 0,98 – КПД муфты;

= 0,99 – КПД пары подшипников;

3.2.3 Требуемая мощность электродвигателя:

= 9,173 кВт.

По таблице 1 приложения подбираем подходящие по мощности электродвигатели и заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Параметры выбранных электродвигателей

3.2.4 Частота вращения вала барабана транспортера:

= 59,115 об/мин,

где = 0,65 м/сек – линейная скорость ленты транспортера;

D = 210 мм – диаметр барабана.

3.2.5 Передаточное число привода для каждого варианта электродвигателя:

,

для 1-го варианта:

= 49,06;

для 2-го варианта:

= 24,70;

для 3-го варианта:

= 16,49;

для 4-го варианта:

= 12,35.

Так как привод состоит из клиноременной передачи и двухступенчатого зубчатого цилиндрического соосного редуктора, то передаточное число привода:

Рекомендованный диапазон передаточных чисел для каждой ступени (по таблице 3 данного пособия):

· клиноременная передача = 2…4;

· цилиндрическая зубчатая, быстроходная ступень в соосном редукторе = 4…6,3;

· цилиндрическая зубчатая, тихоходная ступень = 2,5…5,6.

Передаточное число привода будет находиться в диапазоне:

, .

Из выбранных электродвигателей 3 и 4 варианты не попадают в указанный диапазон. Их исключаем из дальнейшего рассмотрения. Из оставшихся 2 вариант имеет значительно меньшее передаточное число привода и меньшую частоту вращения. Следовательно, привод с данным электродвигателем будет иметь меньшие габариты и массу, а также меньше изнашиваться, меньше будет шум, вибрация.

Таким образом, выбираем электродвигатель 4АМ132М4У3 ТУ 16-510.781-81, = 1460 об/мин. Требуемое передаточное число привода при использовании этого электродвигателя: =24,7.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров