Порядок выполнения курсового проекта

1. Внимательное ознакомление с заданием и подбор необходимой литературы (желательно с каталогами редукторов).

2. Расчёт требуемой мощности электродвигателя и выбор серийного

электродвигателя.

Мощность электродвигателя определяется по известным зависимостям школьного курса физики: (Вт), (15.1)

где Р – усилие рабочего органа привода, (Н), v – линейная скорость рабочего органа привода, (м/с), η – суммарный КПД привода.

Или (Вт), (15.2)

где Т– вращающий момент рабочего органа привода (Нм), n– частота вращения рабочего органа привода, (об/мин), ω– частота вращения рабочего органа привода, (рад/с).

Как правило, один из необходимых параметров указан в задании.

Суммарный КПД привода n = n₁∙n₂∙n₃∙…n_i, где n_i – КПД каждого составляющего элемента привода (передачи, подшипников и др.).

Таблица 15.1.

Значения КПД механических передач

Примечание. Потери на трение в опорах каждого вала учитываются множителем η₀ = 0,99–0,995 = КПД пары подшипников качения.

В задании на курсовое проектирование момент на выходном валу задан в виде графика нагрузки, который учитывает фактические условия работы привода.

Рис.15.1. График нагрузки

Рассмотрим в качестве примера, приведенный на рисунке график нагрузки привода по рис. 15.1.

График следует понимать так: в течение суток привод работает 50% времени, т. е. продолжительность его включения ПВ = 50%.

В течение года привод работает 65% времени и, значит, общее время работы привода за один год составит:

365дней∙24 часа∙0,65∙0,5=2847часов.

За это время в пусковом режиме двигатель работает 0,003% на моменте, который составляет 1,3 от номинала, т. е. требуется мощность, превышающая расчётную в 1,3 раза. На расчётном моменте (на номинальной мощности двигателя) привод работает 20% времени; на моменте 0,7– от номинала 30% времени и на моменте 0,5– от номинала 50% времени. Анализ графика показывает, если выбрать двигатель по номинальной мощности, то он явно будет недогружен более чем на 50% времени работы, но одновременно он будет и перегружен во время пусков в работу. Это учтено в конструкции серийно выпускаемых асинхронных электродвигателей и в каталоге даётся соотношение пускового момента к номинальному, которое в нашем случае должно быть не менее 1,3. Что касается номинальной мощности, то её на первом этапе следует подсчитать по формулам (15.1) и (15.2) через эквивалентный момент с учётом графика нагрузки:

Т_экв= . (15.3)

Для нашего конкретного случая

Т_экв.=

и требуемая эквивалентная мощность N_экв = Т₂∙ω∙0,875/η.

Номинальная требуемая мощность N = Т₂∙ω/η.

Подсчитав то и другое значение, можно приступать к выбору мощности электродвигателя.

Пусть, например, нам требуется выбрать мощность двигателя ленточного транспортёра со следующими параметрами: скорость транспортёра – 0,5м/с, усилие на ленте транспортёра – 4 000Н, общее КПД привода – 0,81. График нагрузки приведен выше.

Номинальная мощность N = 4000∙0,5 / 0,81 = 2470 вт =2,47 кВт.

Эквивалентная мощность N_экв = N∙0,875 = 2,47∙0,875 = 2,16 кВт.

По каталогу выпускаемых электродвигателей (см. стр. 147), исходя из номинальной мощности, необходимо выбрать двигатель мощностью 3 кВт. Исходя из эквивалентной мощности, можно выбрать двигатель мощностью 2,2 кВт.

Пусть нам требуется электродвигатель с частотой вращения 1 500 мин^–1 (самая оптимальная частота вращения с точки зрения экономичности и рекомендуемая в курсовом проектировании). Для данных двигателей по каталогу отношение пускового момента к номинальному Т_п / Т_н = 2.

Требуемая пусковая мощность по графику нагрузки N_п = 1,3*2,47 = 3,21 кВт.

Серийный электродвигатель мощностью 2,2 квт обеспечит на пуске мощность

2,2*2 = 4кВт. Таким образом, мы имеем право выбрать двигатель мощностью

2,2 квт, но он будет перегружен на 2,47/2,2 = 11,2% по номинальной мощности.

Продолжительность включения нашего двигателя по заданию ПВ = 50% и, значит, допустима перегруза по номинальной мощности в пределах, указанных в табл. 15.2.

Таблица 15.2.