126164 (690935), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Орієнтуючись на ці обмеження, компонуємо кінематичні схеми електроприводу з вибраним двигуном. В якості складових частин використовуємо якомога більше серійно випускаємих механічних редукторів, муфт, гнучких зв’язків і т.д., так як тільки в цьому разі ми можемо досягти найбільш економічного рішення, найбільшої довговічності та надійності приводу.

Таблиця 4. Перелік складових частин електроприводів та розбиття передаточного числа

Варіант	Двигун	Муфта	Редуктор	Ланцюгова передача	і = ір іц
1	АИР132М4У3 Р = 11,0 кВт n = 1450 об/хв	МУВП 250-38-38-1-1-У3 ГОСТ 21424-75 Т=250 Нм d=38 і 38 мм 1,1тип, =0,99	Черв’ячний редуктор Ч320-80-51-1-2Ц-У3 по ТУ2-056-1-32-75; =0,83 Т=6100Нм, а = 320 мм u=80 (передаточне число) 51-варіант складання, 1-2 - варіанти розташування Ц-циліндр. кінці валів	t=44,45 мм Z1 =27 Z2 = 29 іц = 1,06 =0,95	85,29
2	АИР160S6У3 Р = 11,0 кВт n = 970 об/хв	МУВП 710-48-48-1-1-У3 ГОСТ 21424-75 Т=710 Нм d=48 і 48 мм 1,1тип, =0,99	Ч250-50-51-1-2-Ц-У3 по ТУ2-056-1-32-75; =0,82 Т=4120 Нм, а = 250 мм u=50 (передаточне число) 51-варіант складання, 1-2 - варіанти розташування Ц-циліндр. кінці валів	t=44,45 мм Z1 = 27 Z2 = 31 іц = 1,14 =0,95	57

4. Вибір електродвигуна та аналіз кінематичних схем електроприводу

Уточнюємо коефіцієнти корисної дії кожного варіанта, основуючись на тому, що складові частини електропривода мають слідуючі значення ККД згідно [2].

Черв’ячний редуктор Ч320, і = 80 _чр = 0,83

Черв’ячний редуктор Ч250, і = 50 _чр = 0,82

Муфта пружна МУВП _м = 0,99

Ланцюгова передача _лп = 0,95

Тоді, відповідно до варіантів загальний ККД передаточного механізму буде рівний:

1 — ₁ = _{м чр лп} = 0,99 х 0,83 х 0,95 = 0,78

2 — ₂ = _{м чр лп} = 0,99 х 0,82 х 0,95 = 0,77

Тепер, маючи уточнене значення ККД та величину корисної потужності, визначаємо по відомій формулі (2) необхідну потужність електродвигуна для кожного варіанта

1 — Р_необх1 = к Р_кор/ ₁ = 1,1 х 6007,5 х /0,78 = 8472,1 Вт

2 — Р_необх2 = к Р_кор/ ₂ = 1,1 х 6007,5 х /0,77 = 8582,1 Вт

Основуючись на уточнених розрахунках необхідної потужності та виконуючи умову

Р_ном Р_необх,

для кожного варіанта приймаємо слідуючі асинхронні електродвигун змінного струму

1 варіант АИР132М4У3Р = 11,0 кВт,

n = 1450 об/хв;

2 варіант АИР160S6У3 Р = 11,0 кВт,

n = 970 об/хв

Таблиця 6. Результати розрахунків коефіцієнта якості електроприводів

Варіанти	Габ. розм. LxBxH мм	Маса кг	Усталена поту-жність,кВт	ККД	Дійсний оберт. момент Т на вих. валі Нм
1	950х500х300	881,5	11,0	0,78	3750
2	1312х648х760	600	11,0	0,77	3750

Результати приведених розрахунків свідчать про те, що найбільш прийнятним по коефіцієнтам якості є перший варіант,але через його велику масу і велику громіздкість компоновки перевагу віддаємо другому варіанту.

5. Теплова перевірка вибраного двигуна

Теплову перевірку двигуна проводимо за методом еквівалентних моментів [4], рахуючи, що між струмом та моментом вибраного двигуна існує прямопропорційна залежність.

Визначаємо величину еквівалентного моменту корисного опору на ведучому барабані стрічкового транспортера за формулою:

(5)

де Т₁ — момент корисного опору на ведучій зірочці на протязі часу

t₁ = 0,5t рівний діючому моменту Т, Нм,

Т₂ — момент корисного опору на ведучій зірочці на протязі часу

t₂ = 0,5t рівний 0,8 діючого момента Т, Нм,

Т — діючий момент корисного опору по завданню 3750 Нм.

Після підстановки значень в формулу (5) отримуємо

=0,82Т²=0,9Т=0,9х3750=3375 Нм.

Приводимо еквівалентний момент корисного опору до валу двигуна, використовуючи співвідношення

деТ_екв — приведений до валу двигуна еквівалентний момент корисного опору, Нм,

u — передаточне число передаточного механізму приводу рівне 57,

_м — ККД передаточного механізму 0,77.

Тоді Т_екв = /uм=3375/57х0,77=76,896 Нм.

Номінальний момент, що розвиває двигун, рівний

,

деР — номінальна потужність двигуна 11000 Вт,

— номінальна кутова швидкість усталеного руху якоря двигуна

ном=n/30=3,14х970/30=101,53 1/с.

Таким чином

Тном=Р/ном =11000/101,53=108,34 Нм.

Так як номінальний момент, розвиваємий двигуном Т_ном більше еквівалентного моменту навантаження Т_екв, тобто

Т_ном > Т_екв,

то двигун не буде перегріватися.

Вибраний двигун допускає короткочасне перевантаження при пуску Т_пуск/Т_ном = 2, що більше ніж по завданню Т_пуск = 1,8Т.

Виконання двигуна по способу монтажу М100, тобто на лапах, по ступеню захисту ІР44, тобто закритий з зовнішнім обдувом від власного вентилятора. Двигун може працювати при температурі навколишнього повітря від -40 до +40 ^оС.

6. Визначення динамічних показників

Для уточнення пускового моменту та розрахунку динамічної міцності обертаючихся деталей приводу, визначаємо момент сил інерції, який необхідно перебороти двигуну при пуску, за методикою, яка викладена в [5].

Т_і = І_пр , (6)

де І_пр — приведений до вала двигуна момент інерції складових частин виконавчого механізму і приводу, кг м²,

— кутове прискорення вала двигуна, с^-2.

Приведений до вала двигуна момент інерції визначаємо за формулою:

І_пр = І_дв + (7)

де І_дв — момент інерції якоря двигуна та муфти по даним [2] складає 0,12+ 0,32= 0,44 кгм²,

І_зір — момент інерції стальної зірочки ( = 7800 кг/м³), шириною а = 0,02 м.

Діаметр зірочки Z/t=10/125:

Ізір=mr²/2=(/2)a(D²/4)(D/2)= D² D²a/32=0,409 кгм²

Будемо вважати, що грузонесучий ланцюг та маса вантажу, яка на ньому знаходиться зосереджена на ободі зірочки, тоді момент інерції ланцюга з вантажем буде рівний

І_ланц = m_ланц r_зір² = m_ланц(D/2)²,

mланц=F/g; F=Т/( D/2)=2Т/ D; mланц =2Т/ g D=2х3750/9,81х0,405=1890 кг

D — зовнішній діаметр ведучої зірочки ланцюгового транспортера,

Таким чином І_ланц =1890х(0,405/2)²=77,5 кгм².

І_пр = 0,44 +(4х0,409+77,5)/50² = 0,472 кгм².

Для обчислення кутового прискорення визначаємо час пуску двигуна t_п за формулою:

(8)

де І_пр — приведений до вала двигуна момент інерції 0,472 кгм²,

_ном — номінальна кутова швидкість якоря двигуна

ном=n/30=3,14х970/30=101,53 1/с.

Т_п — пусковий момент двигуна, рівний двом номінальним моментам Т_ном по даним [2].

Т_п = 2Т_ном = 2Р/ном =22000/101,53=218,68 Нм.

Тоді

t_п = 0,472х101,53/216,68 = 0,22 с

Середнє кутове прискорення

=ном / t_п = 461,5 с^–2.

Підставляючи отримані значення в формулу (6), отримуємо що

Т_u = 0,472х461,5= 217,82 Нм,

менше пускового моменту, розвиваємого двигуном Т_п = 218, 68 Нм.

Враховуючи, що процес розгону якоря двигуна від _поч = 0 до _ном = 101,53 с^-1 можна вважати завершеним за час 2/3 t_п, так як на протязі цього часу кутова швидкість двигуна досягає 0,9 _ном, визначимо максимально можливий момент сил інерції на валу двигуна і порівняємо його з максимальним моментом, короткочасно розвиваємий двигуном

_мах = 0,9хном /(2/3 t_п)= 623 с^-2

Тоді

Т_{u макс} = 0,472х623= 139,68 Нм

По даним [2] двигун допускає короткочасне перевантаження

Т_макс = 2,2 Т_ном = 2,2х108,34= 238,34 Нм

Враховуючи отримані результати, коли Т_{u макс} <Т_макс, слід в інструкції по експлуатації на ланцюговий транспортер вказати обмеження на увімкнення електроприводу

“ Ланцюговий транспортер можна запускати з навантаженням ”, але щоб уникнути аварійної ситуації практично завжди його запускають без навантаження.

7. Розрахунки на довговічність

Аналізуючи проведені в розділах 5 і 6 розрахунки, необхідно відмітити наступне.

На протязі 0,5 часу циклу t ведуча зірочка ланцюгового транспортера повинна розвивати обертовий момент

Т_зір(0,5t) = 3750 Нм,

а на протязі часу 0,5t момент

Т_зір(0,5t) = 0,8х4250 = 3000 Нм.

Встановлений в приводі двигун АИР160S6У3 потужністю Р = 11000 Вт при номінальній кутовій швидкості _ном = 101,53 с^-1 розвиває номінальний момент Т_ном = 108,34 Нм, що на ведучій зірочці ланцюгового транспортера складе

Т_{зір(ном)} = Т_номu = 108,34х57х0,77= 4755 Нм

Таким чином на протязі 0,5t часу цикла перевантаження двигуна складе

n = 3750/4755=0,79,тобто перенавантаження не буде.

Перевірка двигуна за умови нагріву та перевантажувальній здатності дала позитивні результати, тому вважаємо, що момент корисного опору Т_зір(0,5t) = 3750 Нм, діючий на протязі 0,5 часу циклу t, не буде давати негативного впливу на працездатність двигуна на протязі необхідного строку служби стрічкового транспортера L_річ = 8 років по завданню, чого не можна стверджувати про черв’ячний редуктор моделі Ч250, встановлений у приводі.

Враховуючи викладене, необхідно виконати розрахунки на довговічність черв’ячної пари, а також валів редуктора.

7.1 Визначення довговічності черв’ячної пари

У відповідності з даними [2] черв’ячний редуктор Ч250 з передаточним числом u = 50 може передавати наступні обертові моменти Т_чр:

• при частоті обертання швидкохідного вала n_ш = 1000 об/хв Т_чр(1000) = 4120 Нм з ККД = 0,82;

• при частоті обертання швидкохідного вала n_ш = 750 об/хв Т_чр(750) = 4820 Нм з ККД =0,81.

Шляхом інтерполірування визначаємо, що при n_б = 970 об/хв, що відповідає номінальній частоті обертання вала привідного електродвигуна, черв’ячний редуктор здатний передавати момент Т_чр(970) = 4204 Нм з ККД 0,819.

Таким чином перевантаження черв’ячного редуктора на протязі 0,5 часу циклу t складе

n_чр =

де Т_зір(0,5 t) = 3750 Нм;

Характеристики

Список файлов курсовой работы