2. Розрахунок електродвигуна механізмів підйому

В машинному приводі діють два основних моменти: момент двигуна (рушійний) та момент сил опору від технологічних навантажень і сил тертя. Статичні навантаження в механізмах залежать від призначення і режиму роботи: в механізмах підйому – сила тяжіння вантажу, в механізмах повороту і пересування – опір від сил тертя в опорах та інерційних сил.

На першому етапі розрахунку визначаємо необхідну потужність двигуна механізму підйому з умови піднімання номінального вантажу:

де – загальний ККД механізму підйому;

де , , – ККД відповідно поліспаста, редуктора, барабана.

Затим орієнтовано за каталогом вибирають потужність двигуна меншу, ніж розрахункова, оскільки не весь час кран працює з номінальним вантажем (найближчу меншу потужність).

На другому етапі розрахунку перевіряють двигун на перевантаження в період пуску, коли вал двигуна навантажується, крім статичного, ще динамічними моментами від поступального руху вантажу, а також обертального руху мас механізму (рис. 1.16).

Перевантаження двигуна оцінюють коефіцієнтом перевантаження

де і – відповідно пусковий і номінальний моменти на валу двигуна;

– допустиме значення коефіцієнта перевантаження.

Знайдемо пусковий момент, котрий сприймає двигун механізму підйому в період пуску (рис. 1.16).

а – кінематична схема; б – фізична модель

Рис. 1.16

,

(1.96)

де і – статичний і динамічний моменти на валу двигуна при підніманні вантажу

де – загальне передаточне число механізму підйому;

,

(1.97)

– передаточне число редуктора.

де – зведений до валу двигуна динамічний момент інерції всіх рухомих мас механізму;

– кутова швидкість двигуна;

– тривалість пуску: рекомендується приймати .

Зведений до валу двигуна динамічний момент інерції механізму можна визначити на основі рівності кінетичних енергій (відомо із курсу ТММ):

(1.98)

де – динамічні моменти інерції мас, що розміщуються на валу двигуна і першому валу редуктора (ротора, гальмівного шківа, муфти, шестерні);

, , – динамічні моменти інерції мас, що розміщуються на інших валах;

, , – кутові швидкості першого, другого та третього валів, .

Оскільки динамічні моменти інерції барабана та інших обертових мас редуктора зведені до валу двигуна складають лише 10...25% від динамічного моменту інерції ротора, то із формули (1.53) маємо:

де – коефіцієнт, що враховує моменти інерції мас інших деталей,

.

Враховуючи значення із (1.51), (1.52) та (1.54) формула (1.50) матиме вид:

.

(1.99)

,

(1.100)

Допустимий коефіцієнт перевантаження

де – максимальний момент двигуна.

3. Продуктивність ланцюгових конвеєрів

Продуктивністю конвеєра називають кількість вантажу, що переміщується в одиницю часу. Розрізняють продуктивність масову, т/год.; об’ємну, м³/год. і поштучну шт./год. При переміщенні конвеєрами штучних вантажів (автомобілів та їх агрегатів) продуктивність конвеєра в шт./год. буде: де – ритм роботи конвеєра – проміжок часу, на протязі якого з конвеєра сходить один виріб (автомобіль), сек./шт.

Ритм роботи конвеєра визначається:

де – крок робочих органів, на яких розміщується вантаж, м;

– швидкість конвеєра, м/с.

.

(2.101)

Враховуючи значення ритму роботи із (2.18) продуктивність конвеєра в шт./год. буде:

Якщо продуктивність конвеєра задана, то із (2.20) знаходять необхідну швидкість

Швидкість конвеєра може бути знайдена із (2.19)

В цьому випадку ритм роботи знаходять:

,

(2.102)

де – тривалість зміни, сек.; – продуктивність конвеєра, шт. за зміну.

Масова продуктивність конвеєра в кг/год. буде:

,

(2.103)

де – маса одного вантажу в кг.

Швидкість ланцюгових конвеєрів приймають в межах .

4. визначимо потрібний діаметр дроту для виготовлення пружини:

.

(3.104)

Значення заокруглюють до ближчого більшого значення згідно сортаменту на пружинний дріт.

Індекс пружини повинен бути , оскільки при менших значеннях навивання пружини має певні труднощі. В зовнішніх волокнах виникають надриви і тріщини. А тому рекомендується приймати . Такому значенню відповідав значення .

Допустимі напруження кручення для пружинних сталей вибираються згідно таблиць чи графіків і лежать в межах .

Білет 19

1. На другому етапі розрахунку перевіряють двигун на перевантаження в період пуску, коли вал двигуна навантажується, крім статичного, ще динамічними моментами від поступального руху вантажу, а також обертального руху мас механізму (рис. 1.16).

Перевантаження двигуна оцінюють коефіцієнтом перевантаження

,

(1.105)

де і – відповідно пусковий і номінальний моменти на валу двигуна;

– допустиме значення коефіцієнта перевантаження.

Механізм підйому а – кінематична схема; б – фізична модель Рис. 1.16

Знайдемо пусковий момент, котрий сприймає двигун механізму підйому в період пуску (рис. 1.16).

,

(1.106)

де і – статичний і динамічний моменти на валу двигуна при підніманні вантажу

,

(1.107)

де – загальне передаточне число механізму підйому;

– передаточне число редуктора.

,

(1.108)

де – зведений до валу двигуна динамічний момент інерції всіх рухомих мас механізму;

– кутова швидкість двигуна;

– тривалість пуску: рекомендується приймати .

Зведений до валу двигуна динамічний момент інерції механізму можна визначити на основі рівності кінетичних енергій (відомо із курсу ТММ):

(1.109)

де – динамічні моменти інерції мас, що розміщуються на валу двигуна і першому валу редуктора (ротора, гальмівного шківа, муфти, шестерні);

, , – динамічні моменти інерції мас, що розміщуються на інших валах;

, , – кутові швидкості першого, другого та третього валів, .

Оскільки динамічні моменти інерції барабана та інших обертових мас редуктора зведені до валу двигуна складають лише 10...25% від динамічного моменту інерції ротора, то із формули (1.53) маємо:

,

(1.110)

де – коефіцієнт, що враховує моменти інерції мас інших деталей,

.

Враховуючи значення із (1.51), (1.52) та (1.54) формула (1.50) матиме вид:

.

(1.111)

Допустимий коефіцієнт перевантаження

,

(1.112)

де – максимальний момент двигуна.