3 Выбор электродвигателя

Необходимую мощность электродвигателя определяем по формуле:

Вт,

где S_к- тяговое усилие на барабане, S_к= 18660 Н;

V_к - скорость навивки каната на барабан, м/сек;

η_леб - к.п.д. механизма лебедки.

Определяем величину скорости V_к по формуле:

V_к = а·V_г,

где а - кратность полиспаста, а =3;

V_г - скорость подъема груза, V_г = 0,5 м/с.

С учетом этих значений, получим

V_к = 3 · 0,5 = 1,5 м/с.

К.п.д. механизма лебедки определяем следующим образом:

η_леб = η_мкх = η_б · η_ред = 0,96 · 0,94 = 0,9,

где η_б - к.п.д. барабана, равен 0,96, η_б = 0,98·0,98 = 0,96;

η_ред - к.п.д. редуктора, равный 0,94.

Подставив известные значения в формулу расчета мощности электродвигателя, получим

= 31100 Вт = 31,1 кВт

По каталогам электродвигателей [3] или по табл.4 [1], подбираем необходимый электродвигатель. Перегрузки электродвигателя допускается в пределах 5 %. Для среднего режима работы (ПВ=25%) выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель 4А225М8У3-30х750 мощностью N_дв = 30кВт, с синхронной скоростью вращения 750 об/мин, с учетом скольжения фактическая скорость равна ω = 730 об/мин. Радиус корпуса электродви-гателя Вз = 247 мм. Габаритна длина электродвигателя L_дв = 840 мм.

4А225М4УЗ 30х750 - электродвигатель серии 4А, асинхронный защищеного исполнения, станина и щиты из чугуна, с высотой оси вращения 225 мм, с установочным размером М по длине корпуса, восьмиполюсный, для районов умеренного климата, третьей категории размещения.

4 Выбор редуктора

Определяем частоту вращения барабана по среднему диаметру навивки каната:

об/мин,

где D_ср - средний диаметр навивки каната (см. рис. 3).

D_ср =D_б + 3·d_к = 280 + 3 · 14,0 = 322 мм = 0,322 м

тогда

89,01 ≈ 89 об/мин.

Определяем требуемое передаточное число редуктора по формуле:

По [4], табл. 6 и 7 [1] выбираем редуктор по передаточному числу, син-хронной частоте вращения элеутродвигателя, режиму работы, мощности и межосевому расстоянию входного и выходного вала, моменту на выходном валу. В табл. 6 [1] значение мощности, подводимой к редуктору, соответ-ствуют среднему режиму работы (ПВ - 25%). Для получения значений мощности при легком режиме работы табличные величины следует увели-чить, а при тяжелом - уменьшить на 15 ... 18 %. Вариантом задания на кур-совую работу определен средний режим работы лебедки, следовательно табличные значения принимаем без корректировки.

Выбираем редуктор типа Ц2-300–8–21–Ц-УЗ, схема которого приведена на рис. 4, с передаточным числом: ì_ред = 8,32, максимальной мощностью, которая может быть передана редуктором при 750 об/мин синхронных оборотах вала двигателя, - 40,3 кВт.

По [4], потабл.7 [1] находим все другие размеры редуктора :

Габаритные размеры редуктора: L = 620 мм, В = 300 мм, Н = 362 мм,

межосевое расстояние: А = А_Б + А_Т, А_Б – межосевое расстояние быстроходной ступени, А_Б = 125 мм, А_Т - межосевое расстояние тихоходной ступени, А_Т = 175 мм. Число зубьев передачи: Z1= 28, Z2 = 59, Z3 = 20, Z4 = 79.

Тогда межосевое расстояние (рис. 4)А = 125 + 175 = 300 мм.

Рисунок 4 - Схема двухступенчатого редуктора

Проверка возможности размещения электродвигателя и барабана лебедки с одной стороны редуктора (11 схема редуктора). Проверим выпол-нение следующего условия:

,

где В₃ - радиус корпуса электродвигателя;

S - промежуток между ребордой барабана и корпусом электродвигателя

обычно принимают S = 40 - 50 мм.

Если

,

то возможны три варианта изменения компоновки механизма лебедки:

а) выбрать другой редуктор с большими значениями АБ и АО;

б) разместить двигатель и барабан по разные стороны от редуктора;

в) ввести отдельную открытую зубчатую передачу (если по условию распо-ложения механизмов лебедки невозможно разместить двигатель и барабан по разные стороны от редуктора).

В нашем случае

,

507 > 300,

что недопустимо, следовательно электродвигатель и барабан необходимо разместить по разные стороны редуктора.

Определим действительную скорость подъема груза. Поскольку фактическая частотавращения барабана равна

об/мин,

то фактическая линейная скорость каната, навиваемого на барабан, будет равна

V_к.ф = π·D_ср·n_б.ф= 3,14 · 0,322 · 87,7 = 88,67 м/мин. = 1,478 м/с.

Следовательно, действительная скорость подъема груза равна

м/с

Отклонение действительной скорости подъема груза от заданной составляет

ΔV =

что не превышаетядопустимых .