3 Пример расчета мощности двигателя барабана сборочного станка

На данном сборочном станке сборка каркаса покрышки производится с помощью гибкой диафрагмы, имеющей два направляющих диска и гибкую мембрану – диафрагму. Для придания требуемой формы внутрь диафрагмы при сборке каркаса подается сжатый воздух от цеховой пневмосистемы.

Произведём расчет приведённого момента инерции механизма.

Рисунок 4- Кинематическая схема привода барабана

Определим момент инерции направляющих дисков ,

, (3.1)

где – масса диска, кг;

– радиус диска, м.

При =210,6кг, = 0,325м

Определим момент инерции диафрагмы ,

, (3.2)

где - масса диафрагмы, кг;

- радиус диафрагмы, м.

При =20кг, =0,325м

Определим момент инерции каркаса ,

, (3.3)

где – масса каркаса, кг;

– радиус каркаса, м.

При =70кг, =0,35м

Определяем момент инерции сборочного барабана ,

(3.4)

При =29,66 , =2,113

Определяем момент инерции механизма ,

(3.5)

При =31,773кг·м², = 4,288

Найдём приведенный момент инерции механизма ,

, (3.6)

где u – передаточное число кинематической цепи барабана.

При =36,061 , u=13,3

Находим приведенный момент инерции ,

, (3.7)

где – момент инерции двигателя, принимаем равным 0,15 для предварительного расчёта;

– приведенный момент инерции механизма, .

При =0,15 , = 0,204

Определяем установившуюся угловую скорость ,

, (3.8)

где – угловая скорость барабана, ;

u – передаточное число.

При =7,853 , u=13,3

Находим пусковой момент электродвигателя ,

, (3.9)

где – принятое время пуска электродвигателя, с.

При =0,384 , =104,445рад•с^-1, =0,75 с

Определяем номинальную мощность электродвигателя , кВт

(3.10)

При = 53,48 , = 104,445

кВт

Исходя из расчёта мощности предварительно выбираем двухскоростной крановый электродвигатель напряжением 380 В, 50 Гц, серии 4МТКН160L6/16 и данные заносим в таблицу 2.

Таблица 2– Данные выбранного электродвигателя
Тип двигателя	Число полюсов	P, кВт	ПВ, %	n,	Iстат, А	Iпуск, A	Mпуск,	Mмакс,	J,
4МТКН160L	6	3,5	40	920	9,3	42	85	98	0,23
	16	1,1	15	305	9,0	14	67	69

Для проверки выбранного двигателя построим уточненную нагрузочную диаграмму для типового цикла работы.

На высокой скорости производится прикатка слоев корда каркаса.

Определим статический момент прикатки ,

, (3.11)

где – усилие прикатки, Н;

– радиус каркаса, м.

При =400Н, =0,35м

Определяем статический приведенный момент ,

, (3.12)

где u – передаточное число;

– коэффициент полезного действия станка.

При =140 , u=13,3, =0,96

Найдём средний пусковой момент ,

, (3.13)

где – максимальный момент двигателя, ;

- пусковой момент двигателя, .

При =98 , =85

Вычисляем момент тормозной ,

, (3.14)

При =73,2

Определяем действительный момент инерции электропривода ,

, (3.15)

где – момент инерции выбранного электродвигателя, ;

– приведенный момент инерции механизма, .

При =0,23 , =0,204

Определим время пуска электродвигателя , с

, (3.16)

где – угловая скорость в конце пуска, ;

– угловая скорость в начале пуска, .

При =0,48 , =96,34 , =0 , =73,2 , =10,97

c

Определяем время торможения электродвигателя , с

, (3.17)

где – угловая скорость в конце торможения, ;

– угловая скорость в начале торможения, .

При =0,48 , =0 , =96,34 , =73,2 , =10,97

c

По расчётным данным строим уточнённую нагрузочную диаграмму (рисунок 5).

Определяем номинальный момент ,

, (3.18)

где – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

– номинальная угловая скорость электродвигателя, .

При =3,5 кВт, =96,34

Рисунок 5 – Уточненная нагрузочная диаграмма на высокой скорости

По диаграмме на рисунке 5 находим момент эквивалентный ,

, (3.19)

где – время прикатки, с;

– фактическая продолжительность включения, %;

– номинальная продолжительность включения, %.

При =85 , =1,55с, =10,97 , =25c, =73,2Н·м, =1,14с, =60,2%, =40%

Проверяем выбранный двигатель, исходя из условия

≤ , (3.20)

При =34,92 , =36,33

34,92≤36,33

Производим аналогичную проверку выбранного электродвигателя для низкой скорости и результаты сводим в таблицу 3.

Таблица 3 – Результаты проверки электродвигателя для низкой скорости
,	,	,	, с	, с	, с	,	,
54,4	54,4	2,74	0,27	0,3	1,83	18,12	34,44

Проверяем выбранный двигатель, исходя из условия (3.20)

При =18,12 , =34,44

18,12≤34,44

Условия выполняются, значит, двигатель выбран правильно.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Машины и аппараты резинового производства./Под ред. Д.М. Барскова – М.: Химия, 1975.

2. В.Н. Карпов. Оборудование предприятий резиновой промышленности. – М.: Химия, 1987.

3. Н.Г. Бекин, Б.С. Порт, Г.Н. Шилов. Станки для сборки автомобильных покрышек.- М.: Машиностроение, 1974.

1