Привода
В техническом задании на проектирование, как правило, заданы окружное усилие на рабочем органе (барабане, звездочке конвейера с валом) Ft, Кн, и окружная скорость рабочего органа V, м/с. Мощность, потребляемая рабочим органом, PP, кВт, вычисляется по формуле
Pp = Ft · V.
Мощность, потребляемая электродвигателем,
,
где η – коэффициент полезного действия (КПД) привода
η = η 1 · η 2 · …· ηn,
где η 1, η 2, …, ηn – КПД кинематических пар (передач, подшипников, муфт) привода, значения которых выбирают как средние из
таблицы 1.
Таблица 1 – Средние значения КПД различных передач
| Тип передачи | Масляная ванна | Открытая передача |
| Зубчатая цилиндрическая Зубчатая коническая | 0,96–0,98 0,95–0,97 | 0,92–0,95 0,92–0,94 |
| Червячная при числе заходов червяка: z 1 = 1; z 1 = 2; z 1 = 4 | 0,7–0,8 0,75–0,85 0,85–0,93 | 0,6–0,7 |
| Цепная | 0,95–0,97 | 0,9–0,93 |
| Фрикционная передача | 0,9–0,97 | |
| Ременная: плоскоременная; клиноременная; зубчатоременная | 0,96–0,98 0,95–0,97 0,93–0,97 |
КПД одной пары подшипников качения η = 0,99–0,995.
Частота вращения рабочего органа
где D – диаметр барабана или делительный диаметр звездочки, мм, который вычисляют по формуле
,
где р – шаг звездочки (цепи), мм;
z – число зубьев звездочки.
Значения параметров р и z заданы в техническом задании.
Желаемая частота вращения вала электродвигателя nэж, мм, вычисляется по формуле
nэж = np· u 0,
где u 0– ориентировочное передаточное число привода
u 0 = u 10 · u 20 · un 0,
где u 10, u 20, … un 0 – ориентировочные передаточные числа отдельных передач привода, значения которых выбирают как средние из таблицы 2.
Таблица 2 – Передаточные числа различных передач
| Тип передачи | Наиболее часто применяемые значения | Наибольшее значение |
| Зубчатая цилиндрическая передача в закрытом корпусе: | ||
| прямозубая; | 3–4 | |
| косозубая; | 3–5 | |
| шевронная; | 4–6 | |
| коническая зубчатая | 2–3 | |
| Открытая зубчатая передача: | ||
| с цилиндрическими колесами; | 4–6 | |
| с коническими колесами; | 3–4 | |
| червячная передача; | 8–40 | |
| цепная передача; | 2–4 | |
| фрикционная передача с цилиндрическими катками | 2–4 | |
| Ременная передача: | ||
| плоским ремнем; клиновым ремнем; | 2–4 2–4 | |
| с натяжным роликом; | 3–5 | |
| зубчатым ремнем | 3–7 |
Исходя из вычисленных значений Рэп и nэж, по таблице 3 выбирается электродвигатель мощностью Рэ, ближайшей большей Рэп, и частотой вращения nэ, ближайшей nэж. Размеры электродвигателей приведены в таблице 4.
Таблица 3 – Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А
| Тип двигателя | Рэ, кВт | nэ , мин1 | Тип двигателя | Рэ, кВт | nэ , мин1 |
| n =750 мин1 | n =1500 мин1 | ||||
| 4А80А8У3 | 0,37 | 4А71А4У3 | 0,55 | ||
| 4А80В8У3 | 0,55 | 4А71В4У3 | 0,55 | ||
| 4А90LA8У3 | 0,75 | 4А80А4У3 | 1,1 | ||
| 4А90LВ8У3 | 1,1 | 4А80В4У3 | 1,5 | ||
| 4А100L8У3 | 1,5 | 4А90L4У3 | 2,2 | ||
| 4А112М8АУ3 | 2,2 | 4А100S4У3 | 3,0 | ||
| 4А112МВ8У3 | 3,0 | 4А100L4У3 | 4,0 | ||
| 4А132SВУЗ | 4,0 | 4А112М4У3 | 5,5 | ||
| 4А132М8У3 | 5,5 | 4А132S4У3 | 7,5 | ||
| 4А160S8У3 | 7,5 | 4А132М4У3 | 11,0 | ||
| 4А160М8У3 | 11,0 | 4А160S4У3 | 15,0 | ||
| 4А180М8У3 | 15,0 | 4А160М4У3 | 18,0 | ||
| n = 1000 мин1 | n = 3000 мин1 | ||||
| 4А71А6У3 | 0,37 | 4А71А2У3 | 0,75 | ||
| 4А71В6УЗ | 0,55 | 4А71В2У3 | 1,1 | ||
| 4А80LА6У3 | 0,75 | 4А80А2У3 | 1,5 | ||
| 4А80LВ6У3 | 1,1 | 4А80В2У3 | 2,2 | ||
| 4А90L6У3 | 1,5 | 4А90L2У3 | 3,0 | ||
| 4А100L6У3 | 2,2 | 4А100S2У3 | 4,0 | ||
| 4А112МА6У3 | 3,0 | 4А100L2У3 | 5,5 | ||
| 4А112МВ6У3 | 4,0 | 4А112M2У3 | 7,5 | ||
| 4А132S6У3 | 5,5 | 4А132M2У3 | 11,0 | ||
| 4А132M6У3 | 7,5 | 4А160M2У3 | 15,0 | ||
| 4А160S6У3 | 11,0 | 4А160S2У3 | 18,5 | ||
| 4А160M6У3 | 15,0 | 4А180S2У3 | 22,0 | ||
| 4А160M6У3 | 18,5 | 4А180V2У3 | 30,0 |
Таблица 4 – Электродвигатели асинхронные серии 4А. Геометрические размеры
Исполнение М100 – закрытое, обдуваемое, на лапах (ГОСТ 19523–81)
| Тип двигателя | Число полю-сов | Габаритный размер | Установочный и присоединительный размеры | ||||||||||||||
| l30 | h31 | d30 | l1 | l10 | l31 | d1 | d10 | B1 | B10 | h | h1 | h5 | h10 | ||||
| 4А71 | 2, 4, 6, 8 | 21,5 | |||||||||||||||
| 4А80А | 24,5 | ||||||||||||||||
| 4А80В | |||||||||||||||||
| 4А90L | |||||||||||||||||
| 4A100S | |||||||||||||||||
| 4А100L | |||||||||||||||||
| 4А112M | |||||||||||||||||
| 4А132S | |||||||||||||||||
| 4А132M | |||||||||||||||||
| 4А160S | |||||||||||||||||
| 4, 6, 8 | 51,5 | ||||||||||||||||
| 4А160M | |||||||||||||||||
| 4, 6, 8 | 51,5 | ||||||||||||||||
| 4А180S | 51,5 | ||||||||||||||||
| 4, 6, 8 | |||||||||||||||||
| 4А180M | 51,5 | ||||||||||||||||
| 4, 6, 8 | |||||||||||||||||
Окончание таблицы 4
Исполнение М300 – закрытое, обдуваемое, с фланцем (ГОСТ 19523–81)
| Тип двигателя | Число полюсов | Габаритный размер | Установочный и присоединительный размеры | |||||||||||
| l30 | h31 | d24 | l1 | l20 | l21 | d1 | d20 | d22 | d25 | B1 | h1 | h5 | ||
| 4А71 | 2, 4, 6, 8 | 3,5 | 21,5 | |||||||||||
| 4А80А | 24,5 | |||||||||||||
| 4А80В | ||||||||||||||
| 4A90L | ||||||||||||||
| 4A100S | ||||||||||||||
| 4F100L | ||||||||||||||
| 4F112M | ||||||||||||||
| 4A132S | ||||||||||||||
| 4A132M | ||||||||||||||
| 4A160M | ||||||||||||||
| 4, 6, 8 | 51,5 | |||||||||||||
| 4A160S | ||||||||||||||
| 4, 6, 8 | 51,5 | |||||||||||||
| 4A180S | 51,5 | |||||||||||||
| 4, 6, 8 | ||||||||||||||
| 4A180M | 51,5 | |||||||||||||
| 4, 6, 8 |
Пример условного обозначения трехфазного асинхронного короткозамкнутого закрытого обдуваемого двигателя четвертой серии со станиной и щитами из чугуна, с высотой оси вращения 112 мм, с установочным размером по длине станины М, четырехполюсного, климатического исполнения У, категории 3: двигатель исполнения М300 4А112М4У3 ГОСТ 19523–81.
Передаточное число привода
,
где u 1 , u 2, … un – передаточные числа отдельных передач привода.
Передаточные числа внешних передач (которые не входят в редуктор) принимают примерно равными ориентировочным. Для передач редукторов передаточные числа назначают следующим образом: для цилиндрического редуктора передаточное число более тихоходной передачи должно быть на 20–25 % меньше, чем предыдущей; для коническо-цилиндрического редуктора передаточное число конической передачи принимают на 20–25 % ниже, чем цилиндрической. После присвоения u 1, u 2, …un конкретных значений проверяют тождество u = u 1 ·u 2 · …un ,, которое должно выполняться с точностью до 0,01 · u (или другой точностью, обусловленной техническим заданием).
Частоты вращения валов привода, мин-1:
;
;
.
Угловые скорости валов привода, с-1:
;
;
.
В результате должна выполняться проверка nn+ 1 = np с точностью до 0,02 · np (или другой точностью, обусловленной техническим заданием).
Мощности, передаваемые валами привода, кВт:
P 1 = Pэп · η 1;
P 2 = P1 · η2;
Pn+ 1 = Pn · ηn.
Необходимо выполнение равенства Pn+ 1 = Pр с точностью 0,01· Рр (или другой точностью, если она указана в техническом задании).
Крутящие моменты на валах привода, Нм:
;
;
;
или по другим формулам:
;
;
.
Результатами энергетического и кинематического расчетов является установление значений передаточных чисел передач привода, частот вращения, угловых скоростей, мощностей и крутящих моментов на всех его валах. Эти значения заносят в таблицу 5, они служат исходными данными для расчета по известным методикам зубчатых и других передач, валов, для выбора подшипников и муфт.
Таблица 5 – Значения параметров элементов привода
| Номер вала | Частота вращения n, мин1 | Угловая скорость ω, с1 | Мощность Р, кВт | Крутящий момент Т, Н м | Переда- точное число u |
| … | |||||
| n | |||||
| n+1 |