Проектирование машины любого типа начинается с расчета кинематики привода, после определения скоростей и нагрузок на рабочем валу. На этом этапе составляется кинематическая схема привода, производится разбивка общего передаточного числа по ступеням передач и выбирается соответствующий двигатель. Так как кроме числа оборотов вала электродвигатель характеризуется еще одним важнейшим параметром – мощностью, то параллельно кинематическому расчету привода на этом этапе ведется также общий «мощностной» расчет, который заключается в определении мощности электродвигателя и КПД всего привода.
Составим расчетную схему привода конвейера. Допустим, у нас есть цилиндрический одноступенчатый зубчатый редуктор подходящих размеров, который желательно применить в проектируемом приводе. Добавляем клиноременную передачу между двигателем и редуктором и цепную передачу между редуктором и барабаном. Получившаяся кинематическая схема показана на рисунке ниже.
Обычно вал электродвигателя с быстроходным валом редуктора соединяют муфтой или ременной передачей. Тихоходный вал редуктора с валом рабочего органа соединяют муфтой или цепной передачей. Это обусловлено скоростными и силовыми возможностями указанных передач и элементов привода.
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Расчетную частоту (об/мин) вращения вала рабочего органа np находим по формуле:
np= 60 · v / (3,14 · D),
где,
v - линейная скорость,м/с;
D - диаметр приложения тягового усилия (барабан, звездочка), м.
Тогда вращательный момент (Н·м) на валу рабочего органа, на валу барабана конвейера, будет равен:
Тp= F · D/2,
где,
F - расчетное тяговое усилие, Н.
Вычисляем КПД всего привода η:
η = η1 · η2 ·η3 · ηn(m+1),
где,
η1, η2, η3 - КПД соответствующей передачи;
ηn - «коэффициент полезного действия» пары подшипников качения, а точнее потери на трение в подшипниковых опорах валов привода;
m - число промежуточных валов привода.
Коэффициенты полезного действия передач выбираем из представленной таблицы:
Общее КПД многоступенчатого редуктора можно взять из паспорта на редуктор.
Определяем расчетную мощность (кВт) электродвигателя:
Nдвр= Тр · 3,14 · nр / (30000 · η)
Для приводов различного назначения широкое применение находят асинхронные трехфазные электродвигатели из-за небольшой стоимости и высокой надежности. Широко распространены двигатели с синхронными частотами вращения вала 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. Электродвигатели с nдвс= 3000 об/мин легкие, малогабаритные, но передаточное число привода, как правило, получается очень большим и проблемно реализуемым. Электродвигатели с nдвс= 750 об/мин тяжелые, крупногабаритные, дорогие. Поэтому наиболее широко применяются электродвигатели с nдвс= 1000 и nдвс= 1500 об/мин.
По выбранному электродвигателю вычисляем асинхронную частоту (об/мин) вращения вала двигателя:
nдв= nдвc · (1 - s / 100),
где,
s - скольжение эл/двигателя, %.
Асинхронная частота вращения вала обычно указана в паспорте на двигатель или в каталоге на двигатели.
Определяем расчетное передаточное число всего привода:
uр= nдв / nр
Теперь в соответствии с рекомендациями таблицы (или по факту), разбиваем передаточное число по ступеням.
Вычисляем фактическое передаточное число привода:
u = u1 · u2 · u3
Отклонение передаточного числа (%) от расчетного вычисляем по формуле:
Δ = (u / uр - 1) · 100
Отклонение не должно превышать 3…4%.
Фактический момент (Н·м) на валу рабочего органа будет равен:
Т = 30000 · Nдв · η / (3,14 · n),
где,
n - фактическое передаточное число, n = nдв/ u.
Для упрощения расчета и возможности подбора параметров передачи, можно воспользоваться расчетом, выполненным в виде таблицы MS Excel, который можно найти в сети.
Подобный расчет в виде библиотеки существует и в КОМПАС-3D, с возможностью выбора электродвигателя в конце расчета из каталога соответствующей библиотеки:
Похожие документы:
расчет грузовых винтов
пример выполнения чертежа ходового винта
| 
