2.2 Расчет мощности необходимой для привода пельменного автомата

П6-ФПВ.

Мощность Nпа в кВт, определяем суммой мощностей, затрачиваемых на продвижение продукта тестовым и фаршевым шнеками и ротационным насосом по формуле /10/

Nпа = N₁ + N₂ + N₃, (2.3)

где N₁, N₂, N₃ – мощности, затрачиваемые на продвижение продукта тестовым и фаршевым шнеками и ротационным насосом.

Мощность затрачиваемая на продвижение продукта шнеками определяется по формуле /10/

(2.4)

где n_С – частота вращения шнека, с ^–1;

Р_О – давление за последним витком шнека, Па;

Р_О = (0,7…0,9)·10⁵ Па;

f₁ – коэффициент трения продукта о шнек;

f₁ = 0,2…0,3;

z_В – число витков шнека, шт;

t – шаг витков шнека.

d_н, d_В – наружный и внутренний радиусы шнека.

, (2.5)

β – угол подъема винтовой линии, град.;

= 0,047 м

Из конструктивных соображений принимаем размеры тестового и фаршевого шнеков одинаковыми, d_н = 0,08 м; d_В = 0,03 м; z_В = 5.

Для тестового шнека принимаем Р_о = 0,7 ·10⁵ Па; f₁ = 0,2; n_ст = 4,9 с^-1;

Для фаршевого шнека принимаем Р_о = 0,9 ·10⁵ Па; f₁ = 0,3; n_{с ф} = 1,4 с^-1.

= 1464,03 Вт = 1,46 кВт;

=

= 806,71 Вт = 0,81 кВт.

Мощность необходимая для привода ротационного насоса N₃ в кВт вычисляем по формуле /24/

(2.6)

где Q_W – объемная производительность насоса, м ³/с;

Р – давление развиваемое насосом, кПа;

По каталогу [24] Р = 0,8 · 10⁵ Па;

η_мех – механический кпд, η_мех = 0,8…0,9;

Принимаем η_мех = 0,85;

η_пр – кпд привода, η_пр = 0,87.

Массовая доля (q_ф) фарша в пельменях составляет 53% т.е ротационный насос должен обеспечивать следующую производительность подачи фарша Q_W м ³/с /10/

, (2.7)

где p = 900 кг/м³ – плотность фарша.

М ³/с

Ширину ротора В_р в м вычисляем по формуле /10/

, (2.8)

где D_ст, D_рот – диаметр статора и ротора, м;

n_cф – частота вращения фаршевого шнека, с^-1;

λ = 0,6…0,7 – коэффициент подачи фарша;

Принимаем D_ст = 0,08 м; D_рот = 0,068 м; λ = 0,7; n_cф = 1,4 с^-1.

= 0,072 м

Принимаем В_р = 0,08 м.

Тогда, мощность необходимая для привода ротационного насоса:

кВт

Мощность необходимая для привода пельменного автомата:

Nпа = 1,46 + 0,81 + 0,01 = 2,28 кВт

Полученное значение мощности необходимой для привода автомата для производства пельменей использую в пункте 2.3 курсовой работы для выбора электродвигателей для привода фаршевого и тестового шнека.

2.3 Расчет мощности и выбор электродвигателей

Так как для фаршевого шнека необходим регулируемый привод выполняем привод автомата раздельным. Для привода тестового шнека и ленточного конвейера применяем трехфазный асинхронный электродвигатель, а для привода фаршевого шнека и ротационного насоса регулируемый электродвигатель постоянного тока.

Для расчета необходимой мощности электродвигателей, зная вид передачи каждой ступени, точно определяем значение общего КПД по формуле

η _{общ ф} = η_з · η_ц , (2.9)

где η_з = 0,98 /7/ – КПД зубчатой передачи;

η_ц = 0,95 /7/ – КПД цепной передачи.

η _{общ ф} = 0,98 · 0,95 = 0,93

Вычисляем необходимую мощность на валу электродвигателя при установившемся режиме работы Р_{эд уст} в кВт по формуле /11/

Р_{эд уст} = , (2.10)

где N_фш – мощность необходимая для привода фаршевого шнека.

Р_{эд уст} = кВт

Мощность электродвигателя Р_эд в кВт с учетом необходимости пуска и разгона определяем по формуле /11/

Р_эд = Р_{эд уст} · К_зм, (2.11)

где К_зм – коэффициент запаса мощности.

Выбираем К_зм =1,2 как у машины аналога.

Р_эд = 0,88 · 1,2 = 1,06 кВт

По литературе /28/ выбираем электродвигатель постоянного тока типа ДПУ240-1100-3-Д39. Все основные электрические и механические параметры электродвигателя приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.2.1 Основные параметры двигателя ДПУ240-1100-3-Д39.

Номинальная мощность электродвигателя Рн, кВт	1,1
Номинальная частота вращения ротора nн, мин-1	3000
Номинальное напряжение, В	220
Номинальный ток, А	12
Ток холостого хода, А	2,3
Момент, Н·м: номинальный максимальный	3,5 17,5
КПД, %	75
Сопротивление обмотки якоря при 20 0С, Ом	0,53
Индуктивность обмотки якоря, мГн	1,13
Момент инерции якоря, г·м2	1,884
Масса, кг	14,5

Подбор асинхронного трехфазного электродвигателя для привода тестового шнека и ленточного конвейера выполняем аналогично. По литературе /8/ выбираем электродвигатель основного исполнения типа 4А100L6У3. Все основные параметры электродвигателя приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.1.2 Основные параметры электродвигателя 4А100L6У3

Номинальная мощность электродвигателя Рн, кВт	2,2
Номинальная частота вращения nн, мин-1	960
Номинальный ток статора Iн, А	5,65
КПД, %	81
соs φ	0,73
Скольжение при номинальной нагрузке Sн, %	4,7
Критическое скольжение Sк ,%	37,0
Кратность пускового тока к номинальному Iп / Iн	5,0
Кратность минимального момента к номинальному Мmin / Мном	1,6
Кратность пускового момента к номинальному Мпуск / Мном	2,0
Кратность максимального момента к номинальному Мmax / Мном	2,2
Момент инерции ротора Јр, кгс·м2	0,0524