Нория НПК-50

Таблица 1 - Исходные данные

Показатели	Вариант-13
Производительность, т/ч	50
Мощность рабочей машины, кВт	5
Частота вращения, об/мин	71
h подъема, м	10
U ленты, м/с	1,9
m поднятого зерна за цикл, т	35

1. Технологические характеристики рабочей машины 1.1 Назначение

Предназначена для вертикальной транспортировки исходного и обработанного зерна в составе технологических линий, зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов, а также для подачи зерна в склады.

1.2 Описание конструкции рабочей машины

Основными узлами нории являются: головки (верхняя и нижняя), трубы (обслуживания и промежуточные), лента с ковшами, мотор-редуктор, бункер, автомат закрытия заслонки.

Нория имеет одну основную регулировку: подачи зернового материала к нижней головке (подача регулируется ориентировочно).

1.3 Описание рабочих органов и их параметров

Зерновой материал поступает в нижнею головку зерновой нории (30) через приемный бункер (28) в котором установлена заслонка, откуда зачерпывается ковшами (16) смонтированные на 5-6 обкладочную ленту. Механизм протяжки ленты нории приводится в движение мотор-редуктором либо двигателем с контрприводом (3). Зерно подымается по трубе (26) в верхнею головку зерновой нории (1) в которой и происходит разгрузка ковшей на верхнем приводном барабане, далее зерновой материал поступает в переходник головки нории (2).

Основные технические данные Нория НПК-50 согласно задания:

Производительность, т/ч 50

Скорость движения ленты, м/с 1,9

Число электродвигателей 1

Установленная мощность, кВт 5

Вместимость ковша, л 2,2

Ширина ленты, мм 250

Вылет ковша, мм 145

Шаг ковша, мм 160

Габаритные размеры, мм 1100*1070*18000

Масса, кг 893

Рис.1. – Нория НПК-50

1 – головка верхняя; 2 – переходник; 3 – контр привод; 4 – двигатель; 5,18,19,33,36 – болт; 6,14,20 – гайка; 7,8,21,22,35,37 – шайба; 9,23,27,42 – хомут; 10 – ограждение; 11 – шкив; 12 – плитка; 13 – болт анкерный; 15 – тяга; 16 – лента с ковшами; 17 – устройство для открытия и закрытия заслонок; 24 – площадка; 25 – стяжка; 26 – труба; 28 – бункер; 29 – патрубок; 30 – нижняя головка; 31 –лоток; 32 – крышка; 34 – секция обслуживания; 38 – скоба; 40 – косынка; 41 – винт;

1.4 Технологическая схема использования рабочей машины

При включении элеватора зерно поступает в нижнюю голову нории через загрузочный насос. Привод вращает приводной барабан и приводит в движение ленту с закрепленными на ней ковшами. Проходя вокруг барабана (нижней головы нории), ковши загружаются и поднимаются к верхней голове нории, где под действием центробежной силы разгружаются в патрубок выгрузки.

1.5 Требования к управлению рабочей машины

К управлению машиной предъявляются следующие требования: дистанционное ручное управление; световая сигнализация; защита цепей от токов короткого замыкания, защита электродвигателя в аварийных режима.

1.6 Характеристика условий окружающей среды и требований к электрооборудованию

Электродвигатель должен быть защищен от проникновения внутрь твердых тел размером 1мм, а также должна быть защита от влаги, которая не должна оказывать вредного воздействия на работу двигателя. Согласно ПУЭ – выбираем степень защиты IP44, климатическое исполнение – У1.

2 Выбор электродвигателя для привода рабочей машины

2.1 Расчет и построение механических характеристик рабочей машины под нагрузкой и на холостом ходу

Номинальная угловая скорость ω_сн и номинальный момент М_сн определяются по формулам: ω_сн= 0,1045n_м, рад/с; (1)

где n_м - частота вращения рабочей машины, об/мин.

ω_сн =0,1045·71=7,4 рад/с; (2)

H·м

Механическая характеристика рабочей машины строится на основании уравнения:

где М_со - момент сопротивления механизма при любой частоте вращения,

Н·м;

М_с - момент сопротивления механизма при скорости ω, H·м

ω - текущая угловая скорость, рад/с;

а - показатель степени, характеризующий изменение момента сопротивления от скорости.

Для построения графика необходимо определить µ_со, α и µ_трог.

Показатель степени принимается α =-1, µ_со =1,4, µ_трог =1,5.

Для перевода в именованные единицы пользуемся формулами:

М_со=М_сн·µ_о(H·м), (4)

М_трог= М_сн·µ_трог (Н·м), (5)

М_со = ·1,4=945,9(Н·м),

М_трог= ·1,5=1013,6(Н·м).

Для построения механической характеристики рабочей машины на холстом ходу опредилим М_{сн хх}:

М_{сн хх}=P_{с хх}/ω_н (6)

М_{сн хх}=(0,2∙5000)/7,4=135,1 H·м;

Находим их истинные значения:

М_{со хх}=µ_{со хх}·М_{сн хх}, (7)

М_{с трог}=µ_{трог хх}·М_{сн хх}, (8)

α_хх=1;

µ_{со хх}=1,05;

µ_{трог хх}=1,3.

М_{со хх}=1,05·135,1=141,9 H·м,

М_{с трог}=1,3·135,1=175,6 H·м.

По данным расчета строим график механической характеристики, (лист 1 гр. части).

2.2 Расчет и построение нагрузочной диаграммы рабочей машины

Для построения нагрузочной диаграммы произведем анализ работы зернового элеватора. За цикл установка должна поднять 35 тонн зерна. Производительность установки Q=50т/ч. Время работы установки при заданной производительности и объему разовой погрузки рассчитываем по формуле:

Исходя из полученного времени загрузки и разгрузки видно, что оно несоизмеримо мало по сравнению с временем работы. Следовательно, этим временем мы пренебрегаем и в дальнейших расчетах не учитываем.

Зная момент сопротивления рабочей машины и время ее работы, строим нагрузочную диаграмму рабочей машины под нагрузкой.

Нагрузочная диаграмма представлена на листе 1 графической части.

2.3 Выбор предполагаемого электродвигателя по роду тока, напряжению, числу фаз, типу, модификации, частоте вращения

Животноводческие и птицеводческие комплексы РБ в основном подключены к общей энергосистеме на переменное напряжение трехфазного синусоидального тока; поэтому выбираем двигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором с U_н=380/220 В.

Критерием выбора частоты вращения электродвигателя может быть удобство в эксплуатации. С точки зрения эксплуатации выгодно иметь электродвигатели на синхронную частоту вращения 1500 мин^-1 , поскольку из всего парка электродвигателей они составляют наибольшую долю, и в случае выхода из строя не возникает проблемы с заменой. Кроме того, такие электродвигатели имеют хороший коэффициент добротности, поскольку с уменьшением числа пар полюсов добротность увеличивается.

На основании вышеизложенного предварительно выбираем нерегулируемый электропривод переменного тока с асинхронным электродвигателем со следующими параметрами: напряжение питания - 380 В; схема соединения обмоток - Y; число фаз - 3; модификация - обычный КЗ ротор; синхронная частота вращения поля - n₀=1500 об/мин; климатическое исполнение - У; категория размещения - 1; степень защиты - IP44, сельскохозяйственного химостойкого исполнения, со встроенными в обмотки статора датчиками температуры.

2.4 Выбор кинематической принципиальной схемы электропривода

_{Определим общее передаточное число:}

₍₉₎

где п_н.дв - номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

п_сн - номинальная частота вращения вала рабочей машины, об/мин;

Для определения п_ндв необходимо знать мощность электродвигателя.

Ориентировочная мощность электродвигателя Р'_{н дв} и приведенная к валу электродвигателя мощность Р'_сн определяется по формуле:

(10)

где, Р_сн – мощность на валу рабочей машины при номинальной нагрузке,

кВт;

Р'_сн – приведенная к валу электродвигателя мощность рабочей машины,

кВт;

η_{общ пер} – общее КПД передачи, о.е.;

Используем двухступенчатый цилиндрический мотор-редуктор. При этом КПД одной ступени η_1­=0,97. Тогда для двухступенчатого мотора-редуктора имеем η_{общ пер} = = =0,94

Ориентировочная принимаем электродвигатель мощностью P_н=5,5 кВт.

Номинальную частоту вращения вала электродвигателя определим по формуле:

₍₁₁₎

где S_н – номинальное скольжение электродвигателя, о.е.

.

_{Принимаем исходя из полученного передаточного числа и конструктивных особенностей рабочей машины наиболее рациональным будет использование мотор-редуктора 7МЦ2-120 с ближайшим к расчетному передаточным числом i=20.}