2 Специальная часть

2.1 Расчёт мощности и выбор электродвигателя м1

Основным требованием при выборе электродвигателя является его соответствие условиям технологического процесса рабочей машины. Задача выбора состоит в поиске такого двигателя, который будет обеспечивать заданный технологический цикл рабочей машины иметь конструкцию, соответствующую условиям эксплуатации и компоновки с рабочей машиной, а его нагрев при этом не должен превышать нормативный (допустимый) уровень.

Расчёт мощности электродвигателя М1

Произведем расчет мощности электродвигателя по следующей формуле:

(1)

где Р_мех. -механическая мощность, кВт;

η_пер. - КПД передачи.

Найдем Р_мех , используя паспортные данные по формуле

Р_мех = M_max ω_min (2)

Где М_тах - максимальный крутящий момент равный 25000 Н м_;

ω_min - минимальная частота вращения планшайбы равная 0,19 рад/с.

Определяем механическую мощность^:

Р_Мех = M_maxw_mm = 25000 0,19 т³ = 4,75 (кВт).

Найдем КПД механической передачи исходя из кинематической схемы (рисунок 2):

Рисунок 2 - Кинематическая схема шпинделя

η_пер= η_р* η_муфты (3)

где η_р -КПД редуктора (0,95);

η_муфты - КПД муфты (0,99).

η_nep = 0,95-0,99= 0,94

Определяем мощность электродвигателя:

Р_{эд.расч}. = Р_мех/ η_nep = 4,75/0,94 = 5,05 (кВт).

Выбор электродвигателя

Вместо асинхронного электродвигателя устанавливается электродвигатель постоянного тока. Благодаря этому в станке исключается коробка передач, упрощается редуктор и повышается его КПД, возрастает диапазон регулирования скоростей планшайбы, что обеспечивает более качественную намотку. Упрощается система смазки.

Для привода вращения планшайбы выбирается двигатель марки 4П0112М2УЗ.

Этот двигатель закрытого исполнения, с вентиляцией от постороннего вентилятора. Двигатель рассчитан на напряжение 220 В, что обеспечивает безопасность обслуживающего персонала (понижающий трансформатор Т1 служит гальванической развязкой).

Номинальные параметры электродвигателя 4П0112М2У3^:

Р_н.дв.=5,5 кВт

n_н = 3000 об/мин

η_н =83,0 %

I_н - 30 А

U_H = 220 В

2.2 Проверка двигателя м1 на работоспособность

1) Проверка двигателя на нагрев.

Электрический двигатель при работе может нагребаться лишь до определенной, допустимой температуры, определяемой в первую очередь нагревостойкостью применяемых изоляционных материалов. Соблюдение установленных заводом-изготовителем ограничений по допустимой температуре нагрева, заложенных в паспортные данные двигателя, обеспечивает нормативный срок его службы в пределах 15...20 лет. Превышение допустимой температуры ведет к преждевременному разрушению изоляции обмоток и сокращению срока службы электрических двигателей.

Чтобы избежать перегрева двигателя, необходимо соблюдать следующее условие:

Р_дв.> Р_{эд.расч.} (4)

где Р_дв - мощность выбранного двигателя

Р_{зд.расч} - расчетная мощность двигателя

5,5 кВт > 5,05кВт

Условие соблюдено.

2) Проверка двигателя по номинальному моменту. Для проверки двигателя по моменту необходимо соблюдать следующее условие:

М_н.дв М_{дв.расч.} (5)

где М_{дв.расч} - расчетный момент двигателя,

М_дв - номинальный момент двигателя.

Расчетный момент двигателя найдем по формуле:

М_{расч.дв} (6)

Номинальный момент двигателя найдем по формуле'

М_н.дв (7)

Находим по формуле (6) расчетный момент двигателя:

М_{расч.дв} =5050 9,55 / 3000 = 16,07 (Н м).

Находим по формуле (7) номинальный момент двигателя

М_н.дв=5500 9,55 / 3000 = 17,51 (Н м).

17,51 (Н м)

По формуле (5) проверяем отношение,'

17,51 Н м > 16,07 Н м

Условие соблюдается.

3. Проверка на пусковой момент

Двигатель имеет пуск на холостом ходу и работает по системе ТП-Д, что обеспечивает регулирование его пускового момента.

4) Проверка на защиту от влияния окружающей среды.

Двигатель имеет достаточную защиту для своих эксплуатационных условий: он находится в нише станка, станок в свою очередь находится в сухом чистом помещении.