Обоснование выбора электродвигателя

Полезная сила или максимальное тяговое усилие ленточного транспортера в соответствии с техническим заданием составляет 3,55 кн. Это максимальное тяговое усилие по отношению к барабану ленточного транспортера является окружным усилием передачи, которое определяется по формуле:

,

где N – мощность в Вт;

v – окружная скорость барабана ленточного транспортера или скорость перемещения ленты в м/сек.

Отсюда полезная мощность разрабатываемого механического привода составляет:

Требуемый крутящий момент на барабане должен составлять не ниже

М_треб=Р·D/2= 6660·600/2=1998·10³ н·мм.

В соответствии с принятыми к расчету кинематическими схемами механического привода, проведенного анализа передач привода примем следующие к.п.д.:

η_м=0,99 – к.п.д. муфты;

η_рп=0,95 – к.п.д. ременной передачи;

η_зп=0,97 – к.п.д. зубчатой передачи;

η_цп=0,95 – к.п.д. цепной передачи;

η_п=0,99 – к.п.д. подшипника.

Определим общий к.п.д. привода:

для первого варианта механического привода (см. схему 1 на чертеже 1):

η_общ= η_рп·η_зп·η_цп·η_п³ =0,95·0,97·0,95·0,99³=0,845;

Потребная мощность электродвигателя составит:

для первого варианта механического привода (см. схему 1 на чертеже 1):

;

По требуемой мощности, с учетом возможностей привода, выбираем асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый электродвигатель серии 4А /2/, закрытый, обдуваемый, с N_дв=15 квт ≥ N_треб (по ГОСТ 19523-81). Превышение мощности двигателя от требуемой составляет не более 9%.

Отечественной промышленностью выпускается двигатели серии 4А с различной синхронной частотой вращения вала: 730 об/мин; 975 об/мин, 1465 об/мин; 2940 об/мин.

Для этих синхронных частот вращения вала с мощностью 15 квт разработаны следующие типы двигателей серии 4А /2/:

180 М8 – асинхронная частота вращения 730 об/мин (77.35 1/сек);

160 M6 – асинхронная частота вращения 975 об/мин (102.05 1/сек);

160 S4 – асинхронная частота вращения 1465 об/мин (153.34 1/сек);

160 S2 – асинхронная частота вращения 2940 об/мин (307.72 1/сек).

В соответствии с ТЗ на курсовую работу угловая скорость вращения барабана ленточного транспортера равна:

.

Чем выше частота вращения вала электродвигателя, тем меньше его габаритные размеры, масса и стоимость. Но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение передач привода, а, следовательно, его размеры, масса и стоимость. Поэтому необходимо найти оптимальное сочетание между частотой вращения вала двигателя и передаточным отношением механической передачи.

Оценка оптимальности осуществляются при помощи коэффициента качества К привода. Рассчитав коэффициент качества К для 4-х возможных скоростей двигателя данной мощности, выбирают К_min позволяющий для заданных исходных данных найти электродвигатель и определить значение передаточного отношения механического привода, при котором привод будет разработан с наименьшими габаритными размерами и массой. Для четырех значений угловой скорости вала электродвигателя примерно равных 307, 153; 102 и 77 1/с, с помощью коэффициента относительной скорости электродвигателя у=300/ω_ДВ.

Общее передаточное число разрабатываемого механического привода для различных типов электродвигателей серии 4А составляет:

180 М8 – ;

160 М6 – ;

160 S4 – ;

160 S2 – .

В соответствии с рекомендациями по предельно возможным передаточным числам для принятых передач механического привода в разделе 1 настоящей ПЗ-1 принимаем:

для зубчатой передачи i_зп=4;

для цепной передачи i_цп=5.

Тогда для кинематической схемы механического привода выбираем электродвигатель 4А 160 S2, а общее передаточное число привода в этом случае, как было получено ранее, равно i _Общ =85.47. Тогда передаточное число ременной передачи будет равно

,

что в соответствии с рекомендациями для ременной передачи (см. раздел 1 настоящей ПЗ-1) приемлемо.

Основные размеры электродвигателей (см. чертеж 2) представлены в табл.2.

Таблица 2.

Размеры электродвигателей

Примечание: величины определяемые по формулам l₀=l₁₀+4d₁₀, b₀=b₁₀+5d₁₀.