Определение КПД привода и выбор электродвигателя

Рис.1. Схема электромеханического привода

Мощность, которая должна быть передана исполнительному механизму, вычисляется по формуле

(1.1)

где ω_им – угловая скорость, рад/с.

Угловая скорость вычисляется по формуле

(1.2)

Подставляя полученную величину в формулу (1.1) получим

Мощность электродвигателя можно вычислить по формуле

(1.3)

где – мощность электродвигателя, Вт; η_пр – коэффициент полезного действия привода.

(1.4)

где – КПД ременной передачи; - КПД подшипников качения вала; – КПД зубчатой передачи быстроходного и тихоходного валов соответственно; – КПД муфты.

Выбираем: =0,94; =0,97; =0,98; =0,98.

Подставив выбранные значения КПД в формулу (1.4), получаем

Воспользовавшись формулой (1.3), находим мощность электродвигателя

Выбираем асинхронный трехфазный электродвигатель переменного тока так, что бы номинальная мощность была больше, чем мощность электродвигателя с синхронной частотой n_c=1500 об/мин.

Технические характеристики двигателя

По справочнику:

Выбран электродвигатель марки 100S4;

паспортная мощность Р_ЭД = 3 кВт;

частота двигателя n_эд= 1434 об/мин;

отношение пускового момента к номинальному моменту Т_П / Т_Н =2;

диаметр присоединительного участка вала ЭД d_ЭД =28 мм,

длина присоединительного участка вала ЭД l_ЭД =60 мм.

Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням

Общее передаточное отношение привода вычисляется по формуле

i_пр=n_эд/n_им, (1.5)

где n_эд = n_c(1-s) – номинальная частота вращения двигателя, об/мин;

i_пр – общее передаточное отношение привода.

Подставив численные значения, получим

Для нахождения передаточного отношения редуктора назначим i_рп =2 и воспользуемся формулой

(1.6)

где i_рд – передаточное отношение редуктора.

Преобразуя (1.6), получим

(1.7)

Передаточное отношение редуктора так же можно выразить через формулу

i_рд=i_б·i_т, (1.8)

где i_б и i_т – передаточные отношения быстроходного и тихоходного валов соответственно.

Значение передаточного отношения тихоходного вала вычисляем по формуле

(1.9)

Преобразуя формулу (1.8) и подставляя полученные ранее численные значения, получаем

(1.10)

Стандартизуем рассчитанные передаточные отношения: i_б=4, i_т=3.15 отношение

Уточняем передаточное отношение редуктора и ременной передачи по формуле

Определение частот вращения, мощности и крутящих моментов на валах

Угловая скорость входного вала редуктора

w_ВВх= w_им i_т i_б = 6.493* 3.15*4 = 81.80 1/с;

промежуточного вала

w_ПР= w_им i_т = 6.493* 4 =20.45 1/с;

Мощность Р_i, передаваемую каждым валом, зубчатыми колёсами и шестернями определяем согласно принятым значениям частных КПД, входящих в соотношение (1.4):

Р_i = Р_им/ h_i, (1.11)

где h_i – КПД, учитывающий потери при передаче мощности от данного вала (зубчатого колеса или шестерни) к выходному валу.

Крутящие моменты Т _i определяются по значению передаваемой мощности Р_i и частотой вращения n_i:

(1.12)

Найдем численные значения частот вращения для входного, промежуточного и выходного валов соответственно

об/мин

об/мин

об/мин

Используя формулу (1.11) вычислим значения мощности:

Вт

Вт

Вт

Подставляя значения в (1.12) вычислим значения моментов на каждом валу:

Н*м

Н*м
Н*м

Энерго-кинематические параметры элементов привода.

	Мощность, Вт	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, рад/с	Момент, Н*м	Передаточное число
Исполнительный механизм	1948	62	6.49	300
Муфта выходного вала	1988	62	6.49	306
Зубчатое колесо выходного вала	2049	62	6.49	316
Шестерня промежуточного вала	2091	195.3	20.45	102	3.15
Зубчатое колесо промежуточного вала	2155	195.3	20.45	105
Шестерня входного вала	2199	781.24	81.8	26.9	4
Входной вал редуктора	2268	781.24	81.8	27.7
Вал электродвигателя	2412	1440	150.8	16

1.4. Проектировочный расчёт валов,

Выбор подшипников и определение межосевых расстояний

С учётом габаритов подшипников

Выбор муфты

Наибольший расчётный момент на выходном валу не должен превышать допускаемого для данного номера муфты момента

М_кр

k T _ИМ £ М_кр, (1.13)

где k - коэффициент перегрузки привода; для транспортёров, компрессоров и воздуходувок, центробежных насосов k = 1,25... 2.

Принимаем к= 1,5. Как правило, k < Т_П / Т_Н. В данном случае

М_кр ≥ 1,5*300=450 Нм.

Выбираем ближайшее к данному значение М _кр

М _кр= 700 Нм.

Для этого значения также: n _max=6300 об/мин; d _M 40 мм; l_M 55мм; D _M 55 мм.

Значение диаметра выходного вала редуктора d_В можно принять, исходя из следующего. Прочностной расчёт вала выполняется с учётом напряжений от изгиба и кручения, которые зависят от значения диаметра в третьей степени. Если при выборе муфты значение kT_ИМ практически равно М_кр, то принимаем d_В = d_М, где d_М – наибольший присоединительный диаметр данного номера муфты.

Так как у нас k T_ИМ< М _кр, то предварительно значение диаметра d_В определяем по формуле

мм (1.14)

Окончательно принимается значение d_В = 35 из ряда нормальных линейных размеров R 40.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: