2. Обоснование выбора электродвигателя

Полезная сила или максимальное тяговое усилие ленточного транспортера в соответствии с техническим заданием составляет 1,5 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= 1500·400/2=300·10³ 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:

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

для второго варианта механического привода:

η_общ= η_м·η_зп·η_цп·η_п³ =0,99·0,97·0,95·0,99³=0,866.

Потребная мощность электродвигателя составит:

для первого варианта механического привода:

;

для второго варианта механического привода:

.

По требуемой мощности, с учетом возможностей привода, выбираем асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый электродвигатель серии 4А /2/, закрытый, обдуваемый, с N_дв=3 квт ≥ N_треб (по ГОСТ 19523-81). Превышение мощности двигателя от требуемой составляет не более 6% для первого варианта кинематической схемы механического привода и не более 8% для второго варианта, что допустимо.

Отечественной промышленностью выпускается двигатели серии 4А с различной синхронной частотой вращения вала: 750 об/мин; 1000 об/мин, .1500 об/мин; 3000 об/мин.

Для этих синхронных частот вращения вала с мощностью 3 квт разработаны следующие типы двигателей серии 4А /2/:

112 МB8 – асинхронная частота вращения 700 об/мин (73,2 1/сек);

112 MA6 – асинхронная частота вращения 955 об/мин (100,00 1/сек);

100 S4 – асинхронная частота вращения 1435 об/мин (150,2 1/сек);

90 L2 – асинхронная частота вращения 2840 об/мин (297,2 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 300, 150; 100 и 75 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:

112 МB8 – ;

112 MA6 – ;

100 S4 – ;

90 L2 – .

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=5;

для цепной передачи i_цп=3.

Тогда общее передаточное число механического привода для 1-го варианта кинематической схемы (с муфтой) будет равно i_Общ=i_зп·i_цп=5·3=15. Для этого передаточного числа выбираем электродвигатель 4А 112 MA6.

Для второго варианта кинематической схемы механического привода выбираем электродвигатель 4А 90 L2, а общее передаточное число привода в этом случае, как было получено ранее, равно i_Общ=45,7. 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 представлены в табл.2.

Таблица 2.

Размеры электродвигателей

Тип электродвигателя	d30	l30	l1	l10	l31	d1	b1	b10	d10	h1	h	h10	h31
4А 112 MA6	260	452	80	140	70	32	10	190	12	8	112	12	310
4А 90 L2	208	350	50	125	56	24	8	140	10	7	90	11	243

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