Выбор двигателя. Кинематический расчет привода

Определение мощности и частоты вращения двигателя

Определяем требуемую мощность рабочей машины:

 

Pрм= F×V = 3*1000*1,5=4500=4,5 кВт;

 

где Fт - тяговая сила, кН;

V - скорость тяговой цепи, м/с.

Определяем общий коэффициент полезного действия привода:

 

h= hзп×hоп×hм×hпк 2 ×h пс =0.97*0,97*0,98*0,992*0.98=0.895

 

где hзп - КПД закрытой передачи (редуктора) принимаем равным 0,97;

hоп - КПД открытой передачи принимаем равным 0,97;

hм - КПД муфты принимаем равным 0,98;

hпк - КПД подшипников качения принимаем равным 0,99;

hпс- КПД подшипников скольжения (по схеме на приводном валу рабочей машины одна пара подшипников) принимаем равным 0,98.

Определяем требуемую мощность двигателя:

 

Рдв= Ррм/h =4,5/0,895=5028 Вт

 

где Ррм - мощность рабочей машины, кВт;

h - общий КПД привода.

Определяем номинальную мощность двигателя:

Выбираем двигатель асинхронный короткозамкнутый серии 4А общепромышленного применения; закрытый, обдуваемый.

С номинальной мощностью Рном= 5,5 кВт и номинальной частотой вращения nном= 965 об/мин. Тип двигателя 4АМ132S6У3.

 

Определение передаточного отношения привода и его ступеней

 

Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины для цепных конвейеров:

 

nрм= 60×1000×V/ Z×P = 60*1000*1,5/10*160=56,25 об/мин.

 

где V - скорость конвейера, м/с;

Z- число зубьев ведущей звездочки тягового органа;

P - шаг тяговой цепи, мм.

Определяем передаточное отношение привода для принятого типа двигателя при заданной номинальной мощности:

 

Uном= nном/nрм =965/56,25=17,6≈17,2

 

где nном - номинальная частота вращения двигателя, об/мин;

nрм - частотa вращения приводного вала рабочей машины, об/мин.

Принимаем значение передаточного числа редуктора в соответствии со ст. СЭВ 221-75 равным Uзп= 4

Определяем значение передаточного отношения открытой передачи:

 

Uоп = Uном/Uзп = 17,2/4=4,3

 

где Uоп- общее передаточное число привода;

Uзп - передаточное число редуктора.

 

Определение силовых и кинематических параметров привода

 

Определение мощности валов привода:

а) Мощность вала двигателя:

 

Pдв=Рном=5,028 кВт;

 

б) Мощность быстроходного вала:

 

P1= Pдв×hм×hпк =5028*0,97*0,99=4,828 кВт;

 

где Pдв - мощность вала двигателя, кВт;

hм - КПД муфты;

hпк - КПД подшипников качения.

в) Мощность тихоходного вала:

 

P2= P1×hзп×hпк = 4,828*0,97*0,99=4,636 кВт;

 

где P1 - мощность быстроходного вала, кВт;

hзп - КПД закрытой передачи;

hпк - КПД подшипников качения.

г) Мощность вала рабочей машины:

 

Pрм= P2×hм×hпс=4,636*0,98*0,99=4,498 кВт;

 

где P2 - мощность тихоходного вала, кВт;

hоп - КПД открытой передачи;

hпс- КПД подшипников скольжения.

Определение частоты вращения валов привода:

а) Частота вращения вала двигателя:

 

nдв =nном =965 об/мин;

 

где nном - частота вращения вала двигателя, об/мин.

б) Частота вращения быстроходного вала:

 

n1= nном/Uоп =965/4,3=224 об/мин;

 

где nном - частота вращения вала двигателя, об/мин.

в) Частота вращения тихоходного вала:

 

n2= n1/Uзп = 224/4=56 об/мин;

 

где n1 - частота вращения быстроходного вала, об/мин;

Uзп - передаточное число редуктора.

г) Частота вращения вала рабочей машины:

 

nрм= n2=56 об/мин;

 

где n2 - частота вращения тихоходного вала, об/мин;

Uоп- общее передаточное число привода.

Определение угловой скорости валов привода:

а) Угловая скорость вала двигателя:

 

wном= p×nном/30 = 3,14*965/30= 101 (1/с);

 

где nном - частота вращения вала двигателя, об/мин.

б) Угловая скорость быстроходного вала:

 

w1= wном /Uоп =101/4,3=23,5 (1/с);

 

где wном - угловая скорость вала двигателя, сек-1.

Uоп- общее передаточное число привода.

в) Угловая скорость тихоходного вала:

 

w2= w1/Uзп =23,5/4=5,88 (1/с);

 

где w1 - угловая скорость быстроходного вала, сек-1;

Uзп - передаточное число редуктора.

г) Угловая скорость вала рабочей машины:

 

wрм= w2 =5,88 (1/с);

 

где w2 - угловая скорость тихоходного вала, сек-1;

Определение вращающего момента привода:

а) Вращающий момент вала двигателя:

 

Tдв= Pдв/wном = 5028/101=49,78 Н*м

 

где Pдв - мощность вала двигателя, кВт;

wном - угловая скорость вала двигателя, об/мин.

б) Вращающий момент быстроходного вала:

 

T1=Tдв × Uоп×hоп×hпк =49,78*4,3*0,97*0,99=205,5 Н*м

 

где Tдв - вращающий момент вала двигателя, Н×м;

 hоп- КПД открытой передачи;

 hпк - КПД подшипников качения.

в) Вращающий момент тихоходного вала:

 

T2= T1×Uзп×hзп×hпк =205,5*4*0,97*0,99=789,4 Н*м

 

где T1 - вращающий момент быстроходного вала, Н×м;

hзп - КПД закрытой передачи;

hпк - КПД подшипников качения;

Uзп - передаточное число редуктора.

г) Вращающий момент вала рабочей машины:

 

Tрм= T2 ×hоп×hпс =789,4*0,98*0,99=765,9 Н×м

 

где T2 - вращающий момент тихоходного вала, Н×м;

hм- КПД муфты;

hпс- КПД подшипников скольжения;

 

 

Табличный ответ расчёта

 

Таблица 2- Силовые и кинематические параметры привода

Тип двигателя4АМ132S6У3; Рном=5,5 кВт; nном=965 об/мин
Параметр	Передача		Параметр	Вал
	закрытая	открытая		Двигателя	Редуктора		Приводной рабочей машины
					быстроходный	тихоходный
Передаточное число U	4	4,3	Расчётная мощность Р,кВт	5,028	4,828	4,636	4,498
			Угловая скорость w,рад/сек	101	23,5	5,88	5,88
КПД h	0,97	0,97	Частота вращения n,об/мин	965	224	56	56
			Вращающий момент Т,Н×м	49,78	205,5	789,4	765,9