Техническое задание

Провести оценку качества технической системы при различных проектных параметрах элементов привода.

1 – Электродвигатель

2 – Ременная передача

3 – Редуктор

4 – Муфта

5 – Звездочка тяговая конвейера

Исходные данные:

Тяговая сила цепи F = 4,3 кН

Скорость тяговой цепи v = 0,55 м/с

Шаг тяговой цепи p = 80 мм

Число зубьев звездочки z = 10

Выбор двигателей для привода

Определим мощность, которая должна быть реализована исполнительным органом в соответствии с техническим заданием. Т.к. тяговая цепь движется поступательно, то потребная мощность определяется по формуле:

[кВт]

Для подбора двигателя необходимо помнить, что часть его мощности будет потеряна на преодоление трения в элементах самого привода, что учитывается коэффициентом полезного действия привода. Поскольку схема привода представляет собой последовательно соединенные передачи различных типов:

Плоскоременная передача:

Цилиндрическая передача редуктора:

Потери в соединительных муфтах:

Потери в подшипниках:

Используем следующую формулу:

где - коэффициенты полезного действия передач, входящих в состав привода (значения берем из таблицы Приложения 1);

- число передач в исследуемом приводе.

Определим мощность на ведущем валу привода:

[кВт]

При подборе двигателя по мощности должно быть обеспечено условие:

По таблице в Приложении 3 выбираем соответствующие двигатели с номинальной мощностью 3,0 кВт:

- двигатель типа 90L2 с номинальной частотой 2840 об/мин и массой 28,7 кг;

- двигатель типа 100S4 с номинальной частотой 1435 об/мин и массой 36 кг;

- двигатель типа 112МА с номинальной частотой 955 об/мин и массой 56 кг;

- двигатель типа 112МВ8 с номинальной частотой 700 об/мин и массой 56 кг.

Анализ привода и назначение параметров отдельных передач

Для окончательного выбора одного наиболее рационального из представленных четырех двигателей необходимо провести сравнительный технико-экономический анализ привода при использовании каждого из них. С этой целью определим требуемое передаточное отношение всего привода в случае использования каждого из двигателей:

,

где n_двi – частота вращения двигателя с учётом скольжения силового поля в асинхронных двигателях. Эти значения также приведены в таблице приложения 3 как номинальная частота двигателя;

n_ТЗ – частота вращения тягового звена. Так как задан цепной конвейер, то частоту вращения тяговой звездочки n_зв определим по формуле:

[об/мин],

где D_зв – диаметр делительной окружности тяговой звездочки [м], который по исходным данным может быть вычислен по формуле:

Для двигателя 90L2:

Для двигателя 100S4:

Для двигателя 112МА:

Для двигателя 112МВ8:

Передаточное отношение привода может быть реализовано через передаточные отношения отдельных передач, входящих в его состав. Учитывая известные ограничения на передаточные отношения отдельных передач, определим наибольшее значение для передаточного отношения привода:

Полученное значение показывает, что только для двигателя 112МА требуется передаточное отношение привода, превышающее максимальное значение. Но необходимо помнить, что использование больших значений передаточных отношений ведёт к техническому усложнению и повышению затрат. Таким образом для моего типа передач (ремень и редуктор) наиболее приемлемым является 112МВ8, так как при одинаковой массе с 112МА, номинальная частота меньше (700 об/мин, вместо 955 об/мин) и следовательно механизмы будут меньше, а двигатель стоить столько же.

Далее рассмотрим базовый вариант:

Двигатель 112МВ8.

Мощность двигателя 3,0 кВт.

Масса двигателя 56 кг.

Номинальная частота n = 700 об/мин.

Примем U_ред = 5, так как это наиболее дешевый вариант.