1.2. Требования, предъявляемые к курсовой работе

Все расчеты должны быть выполнены в Международной системе (СИ), пояснительная записка написана на листах формата А4.

В записке дается краткое обоснование методики расчета, расчетные формулы с подстановкой всех величин и результатов расчетов. Чертежи и пояснительная записка оформляются в соответствии с действующими стандартами. В конце пояснительной записки приводится список использованной литературы. Работа подписывается автором и проставляется дата ее выполнения.

Условные обозначения:

p – число пар полюсов двигателя

P – активная мощность

S – полная мощность

P_n – номинальная мощность

n_n – номинальные обороты двигателя

U_{1 –} номинальное напряжение

I_{1 –} номинальный ток.

P – активная мощность

Q – реактивная мощность

 - угол сдвига между векторами напряжения и тока;

U,I – действующие значения напряжения и тока

f – частота тока

 - угловая частота

I_m,U_m – амплитудные значения тока и напряжения

_i, _u - углы сдвига фаз тока и напряжения относительно начала координат.

2. Методические указания и примеры решения Задание 1. Описание технологической и кинематической схем установки

Т

ехнологические характеристики машин могут быть представлены в виде технологических схем, показывающих направление движения обрабатываемого продукта и последовательность совершения различных технологических и транспортных операций, а также в виде технологических карт и графиков выполнения операций. С технологическими схемами машин необходимо ознакомиться во время прохождения эксплуатационной практики или по литературным источникам.

Кинематические схемы показывают последовательность передачи движения от электродвигателя к рабочим органам. На этих схемах могут указываться моменты инерции или маховые моменты движущихся частей, коэффициенты полезного действия передач.

Пример 2.1. Внешний вид автоматического пассажирского лифта и кинематическая схема ЭП подъемной лебедки

Рис. 2.1. Кинематическая схема ЭП подъемной лебедки

Электродвигатель 1 вращательного движения с моментом инерции J_д через одноступенчатый редуктор 4 с парой шестерен 5 и 6 приводит во вращение с угловой скоростью ω_б бара­бан 8 подъемной лебедки, который с помощью троса 9 и крюка 10 поднимает (или опускает) с линейной скоростью V_ИО груз массой m. На схеме показаны также соединительные механические муф­ты 3 и 7, первая из которых служит шкивом для механического тор­моза.

Конструкция лифта. В верхней части подъемной установки лифта расположено машинное помещение, ниже него - полуэтаж с отводным шкивом 1' и центробежным ограничителем скорости 3. Вниз идет шахта, где перемещается кабина лифта 9. В современных лифтах тяговое усилие от двигателя 2 к кабине 9 подъемника передается обычно посредством двухконцевой лебедки с канатоведущим шкивом, на котором канаты 4 располагаются в клиновидных или полукруглых дорожках на поверхности шкива в несколько заходов. Связь между шкивом и главными канатами.

Рис. 2.2. Внешний вид автоматического пассажирского лифта

1 – компьютер, управляющий работой лифта; 2 – двигатель; 3 – исполнительная система управления лифтом; 4 – тросы подвески кабины; 5 – направляющие ролики; 6 – направляющие рельсы противовеса; 7 – противовес; 8 – направляющие рельсы кабины лифта; 9 – кабина;

10 – механизм открывания дверей кабины; 11 – банк памяти поэтажных данных.

Кинематическая схема скоростного пассажирского лифта осуществляется за счет трения. В нижней части шахты канаты проходят через направляющие шкивы 5'.

В процессе работы лифта кабина 9 перемещается в шахте вдоль направляющих 6, которые охватываются роликами 8'. Противовес 7, уравновешивающий определенную часть массы груженой кабины, также движется вдоль своих направляющих. На верхней части кабины установлен электропривод дверей 10, который с помощью системы рычагов раздвигает створки дверей. Питание к двигателю дверей подводится гибким кабелем 11'. Так же осуществляется связь аппаратов управления и сигнализации с оборудованием, находящимся выше кабины, например на щите управления.

Пример 2.2. Внешний вид и кинематическая схема консольного вертикально-фрезерного станка рис., где 1 — основание; 2 — станина; 3 — консоль; 4 — салазки; 5 — стол; 6 — шпиндель.

Шпиндель VIII получает вращение от асинхронного электродвигателя Ml (N=7,5 кВт, Л7 = 24,3 с-1) через коробку скоростей с тремя блоками зубчатых колес Б1, Б2, БЗ и передачи Z= 39—39, Z=42—41— 42 в шпиндельной головке. Механизм переключения блоков обеспечивает получение 18-и частот вращения и позволяет выбирать требуемую частоту вращения без прохождения промежуточных ступеней. Кинематическую цепь для минимальной частоты вращения шпинделя можно рассчитать следующим образом: nmin = 24,3 • 31/49 • 16/38 • 17/46 • 19/69 • 39/39 х 42/41 •41/42=0,66 с-1.

Вертикальная подача ползуна со смонтированным в нем шпинделем осуществляется от высокомоментного двигателя М2 (М = 13 Н • м, n = 16,6 с-1) через зубчатую пару Z= 44—44 и передачу «винт—гайка качения» с шагом р = 5 мм. Предусмотрено ручное перемещение ползуна. На валу установлен датчик Д обратной связи — вращающийся трансформатор типа ВТМ-1В.

Поперечная подача салазок осуществляется от высокомоментного двигателя М4 (М = 13 Н • м, п - 16,6 с-1) через беззазорный редуктор Z= 22—52—44 и «винт—гайку качения» с шагом р = 10 мм.

Рис. 2.3. Внешний вид консольного вертикально-фрезерного станка

Продольная подача стола происходит от высокомоментного электродвигателя МЗ через беззазорный редуктор Z=26—52 и «винт—гайку качения» XIII с шагом p=10 мм. В редукторах продольного и поперечного перемещений установлены датчики Д обратной связи и вращающиеся трансформаторы типа ВТМ-1В. Зазор направляющих стола и салазок выбирают клиньями. Зазор в передачах «винт—гайка качения» устраняют поворотом обеих гаек в одну сторону.

Рис. 2.4. Кинематическая схема консольного вертикально-фрезерного станка

Пример 2.3. Внешний вид и технологическая схема для получения смеси чаев.

Исходные материалы в мешках 20- 40 кг на поддонах, погрузчиком устанавливается на площадку (10). Каждый сорт чая засыпается в свой бункер (14) Питателями (12), материалы подаются на транспортер (11) и круто наклонный транспортер (6). Производительность питателей (12) и следовательно состав смеси регулируется в пределах от 5% до 70% от общей производительности технологической схемы. После круто наклонного транспортера (6) материал разгружается в смеситель (7) установленный на раму (8). В смесителе (7) материал перемешивается и разгружается на круто наклонный транспортер (9). Смеситель (7) непрерывного типа действия, обеспечивает полную сохранность чая, не измельчает и не дробит перемешиваемый материал.

Рис. 2.5. Внешний вид схемы для получения смеси чаев

Смеситель (7) имеет регулировки по скорости вращения и времени перемешивания. Круто наклонный транспортер (9) разгружает чай на вибрационный грохот (15) расположенный на раме (17). Вибрационный грохот(15) отделяет пылевидные частицы, не кондицию от смеси и подает материал на мульти головку установленную на площадку (16). На вибрационном грохоте (16) установлен магнитный сепаратор. Технологическая схема оборудована системой аспирации мест загрузки чая и смесителя. На бункера (14) установлены колокола (1) системы аспирации. Смеситель (7) находится в общем кожухе и вместе с колоколами (1), через воздуха провод (2) подсоединен к фильтру (4) и вентилятору(5).

Рис. 2.6. Технологическая схема для получения смеси чаев

Задание 2. Расчет механических нагрузок и построение

нагрузочной диаграммы электродвигателя

Методы определения усилий, возникающих при работе, и потребной мощности для привода изложены в литературных источниках:

• подъемно – транспортных машин [4, 9, 13, 14, 16];

• промышленных транспортеров [4, 5, 6, 8, 10, 19];

• машин подсобных предприятий [3, 4, 5, 6, 15];

• насосных и вентиляционных установок [3, 4, 5, 6, 13].

Определение мощностей привода технологических машин

Мощность электропривода вентилятора

Мощность электропривода вентилятора определяется из выражения:

, (2.1)

где Q – производительность м3/с; H – полный напор, η_п – к.п.д. передачи;

η_в – к.п.д. вентилятора (η_в =0,4–0,6 –для крупных, 0,1–0,2 – для мелких); K_З – 1,1–1,5 – коэффициент запаса при работе с трубопроводом (большие значения относятся к малым мощностям).

Производительность одного вентилятора оценивается после определения общего количества воздуха, необходимого для его подачи в помещение.

, (2.2)

где L – расчетное количество воздуха для технологического процесса; n – число выбранных вентиляторов.

Количество воздуха, L, подаваемое в помещение, где находятся люди или животные, определяется по известным методикам на основании расчетов, связанных с удалением избыточной влаги, углекислоты и тепла.

1) Если данные для выполнения этих расчетов отсутствуют, можно рассчитывать потребный расход воздуха на основании данных допустимой кратности обмена воздуха в помещении:

, (2.3)

где К =4 – 15 – кратность воздухообмена для животноводческих помещений в зависимости от температуры наружного воздуха, 1/ч; θ – объем помещения, м³.

2) Способ определения потребного количества воздуха, необходимого для подачи его в помещение, связанный с предельно допустимыми скоростями движения воздуха внутри помещения:

, (2.4)

где V – допустимое значение скорости воздуха (V =0,1–0,5 м/с – для животноводческих помещений; V =0,5–1,0 м/с – для хранилищ зерна, овощей, фруктов; V =0,15–0,3 м/с – для тепличных помещений); S – активное сечение помещения, м²

В последнем случае необходимо знать размеры помещения и размеры технологического оборудования, уменьшающего активные объем и сечение помещения.

Для животноводческих помещений расход воздуха может быть определен и на основании вентиляционной нормы на 1 голову:

, (2.5)

где q – вентиляционная норма, м/ч; N – количество животных.

Выбранный вентилятор должен обеспечивать полный напор:

. (2.6)

Динамическая составляющая напора вентилятора определяется:

, (2.7)

где ρ – плотность воздуха, кг/м³ (ρ=1,26 при температуре 20 С0);

V – скорость воздуха в воздуховоде вентилятора, м/с (V_доп≤ 20 м/с).

Статическая составляющая напора вентилятора оделяется по формуле:

, (2.8)

где l – длина воздуховода, м; R – сопротивление воздуховода, 1/м; Σξ – потери в местных сопротивлениях.

Таким образом, определение необходимого напора вентиляционной установки требует знания технологической схемы вентиляции помещения, размеров вентиляционных шахт, диаметров и длин воздуховодов.