1. Кинематический и силовой расчет привода.

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Проектирование привода начинается с расчетного определения кинематических и силовых параметров на всех валах привода.

1. Определение мощности на валу исполнительного механизма

Мощность P_к, кВт, на валу исполнительного механизма определяется (если она не задана) в зависимости от исходных данных по одной из формул:

(1)

где к – порядковый номер вала исполнительного механизма согласно схемы привода;

F_к –окружная сила F_t или осевое F_a усилие на исполнительном механизме, Н;

V_к– линейная скорость вращательного или поступательного движения исполнительного механизма, м/с;

Т_к – вращающийся момент на валу исполнительного механизма, Н м;

_к – угловая скорость вала исполнительного механизма, рад/с;

n_к – частота вращения вала исполнительного механизма, мин^-1.

Рис. 1. Кинематическая схема привода ленточного конвейера

1.2. Определение расчетной мощности электродвигателя

Зная мощность на валу исполнительного механизма и величину потерь в приводе, определяют расчетную мощность Р₁, кВт, на валу электродвигателя:

(2)

где  - общий КПД привода.

Общий КПД привода вычисляют как произведение КПД отдельных передач, учитывающих потери во всех элементах привода:

(3)

где к-1 – число передач привода;

_j – КПД, учитывающий потери в j-й передаче, включая потери в опорах валов.

Средние значения КПД некоторых передач приведены в табл. 1.

Таблица 1

КПД передач с учетом потерь в опорах валов на подшипниках качения

1.3. Определение частоты вращения вала исполнительного механизма

Частота n_к, мин^-1, вращения вала исполнительного механизма, если она не задана, вычисляется по одной из следующих формул:

(4)

где D – диаметр барабана ленточного конвейера или лебедки, мм;

Z – число зубьев ведущей звездочки цепного конвейера;

р– шаг цепи, мм.

1.4. Определение частоты вращения вала электродвигателя

Частота n₁, мин^-1, вала электродвигателя определяется по формуле:

(5)

где i – передаточное отношение привода.

(6)

где i_j – передаточное отношение j – й передачи согласно схеме привода.

Принимая решение о выборе электродвигателя необходимо помнить, что двигатели с меньшей частотой вращения (тихоходные) имеют большие габариты. массу и стоимость, низкий КПД. Их следует применять в технически обоснованных случаях. Высокооборотные двигатели имеют меньшие габариты, массу и стоимость. Однако с увеличением частоты вращения электродвигателя возрастает общее передаточное отношение привода. Поэтому, эту проектную задачу всегда решает разработчик самостоятельно на основе расчетного или технико-экономического обоснования.

Передаточные отношения некоторых передач приведены в табл.2.

Таблица 2

П

ередаточные отношения передач

1.5. Выбор электродвигателя

В приводах общего назначения применяют в основном трехфазные электродвигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором, которые отличаются простотой конструкции и низкой стоимостью. Технические данные этих двигателей, а также и габариты, установочные и присоединительные размеры приведены в табл.3. (при определении частоты вращения по формуле 5) и табл.4. (при определении частоты вращения по формуле 7)

Промышленностью выпускаются двигатели с синхронной частотой вращения n_с = 3000, 1500, 1000, 750 мин^-1.

Типоразмер двигателя выбирают по расчетной мощности Р₁ и по намеченной частоте n₁ вращения вала. Паспортная мощность Р_дв двигателя должна быть близкой к расчетной мощности Р₁. Перегрузка двигателя не должна превышать 5%.

Для асинхронных двигателей переменного тока по выбранной синхронной частоте n_с вращения магнитного поля уточняется номинальная асинхронная частота вращения вала:

(7)

где S – относительное скольжение вала.

Примечание. Структура обозначения электродвигателей:

порядковый номер серии;

вид электродвигателя;

исполнение электродвигателя по способу защиты (Н – защищенные; при отсутствии данной буквы – закрытые обдуваемые);

высота оси вращения в миллиметрах;

условное обозначение длины станины (М, L, S);

условное обозначение длины сердечника статора (А, В);

число полюсов;

условное обозначение климатического исполнения.

Например: 4А112МВ8УЗ – электродвигатель четвертой серии, асинхронный; исполнение закрытое обдуваемое (после буквы А отсутствует буква Н), с высотой оси вращения 112 мм, в длиной станины, соответствующей условному обозначению М; с длиной сердечника статора, соответствующей условному обозначению В; с числом полюсов 8 (синхронная частота вращения электромагнитного поля статора 750 мин^-1); климатическое исполнение УЗ – двигатель предназначен для работы в условиях умеренного климата.

Таблица 3

Закрытые обдуваемые двигатели серии 4А (по ГОСТ 19523-81)

Таблица 4

Закрытые обдуваемые двигатели серии 4А (по ГОСТ 19523-81)

Мощность Р, кВт	Синхронная частота вращения, мин-1
	3000		1500		1000		750
	Типоразмер двигателя	s, %	Типоразмер двигателя	s, %	Типоразмер двигателя	s, %	Типоразмер двигателя	s, %
0,55	4АА63В2У3	8,5	4А71А4У3	7,3	4А71В6У3	10,0	А80В8У3	9.0
0.75	4А71А2У3	5,9	4А71В4У3	7,5	4А80А6У3	8,4	4А90LА8У3	6,0
1,1	4А71В2У3	6,3	4А80А4У3	5,4	4А80В6У3	8,0	4А90LВ8У3	7,0
1,5	4А80А2У3	4.2	4А80В4У3	5.8	4А90L6У3	6,4	4А100L8У3	7,0
2,2	4А80В2У3	4.3	4А90L4У3	5,1	4А100L6У3	5,1	А112МА8У3	6,0
3,0	4А90L2У3	4.3	4А100S4У3	4.4	А112МА6У3	4,7	А112МВ8У3	5,8
4,0	4А100S2У3	3,3	4А100L4У3	4,7	А112МВ6У3	5,1	4А132 S8У3	4,1
5,5	4А100L2У3	3,4	4А112М4У3	3.7	4А132 S6У3	3,3	4А132М8У3	4,1
7,5	4А112М2У3	2,5	4А132 S4У3	3.0	4А132М6У3	3,2	4А160 S8У3	2,5
11,0	4А132М2У3	2,3	4А132М4У3	2,8	4А160 S6У3	2,7	4А160М8У3	2,5
15,0	4А160 S2У3	2.1	4А160 S4У3	2,3	4А160М6У3	2,6	4А180М8У3	2,5
18,5	4А160М2У3	2.1	4А160М4У3	2,2	4А180М6У3	2,7	4А200М8У3	2,3
22	4А180 S2У3	2,0	4А180 S4У3	2,0	4А200М6У3	2,8	4А200 L8У3	2,7
30	4А180М2У3	1,9	4А180М4У3	1,9	4А200 L6У3	2,1	4А225М8У3	1,8
37	4А200М2У3	1,9	4А200М4У3	1,7	4А225М6У3	1,8	4А250S8У3	1,6
45	4А200 L2У3	1,8	4А200 L4У3	1,6	4А250S6У3	1,4	4А250М8У3	1,4
55	4А225М2У3	1,8	4А225М4У3	1,4	4А250М6У3	1,3	4А280S8У3	2,2
75	4А250S2У3	1,4	4А250S4У3	1,2	4А280S6У3	2,0	4А280М8У3	2,2
90	4А250М2У3	1,4	4А250М4У3	1,3	4А280М6У3	2,0	4А315S8У3	2,0
110	4А280S2У3	2,0	4А280S4У3	2,3	4А315S6У3	2,0	4А315М8У3	2,0