3 Выбор электродвигателя, определение передаточного числа редуктора и его ступеней
3.1 Выбор электродвигателя
Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата.
От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.
Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применить эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т. п.
Двигатели серии 4А применяют для приводов механизмов, имеющих постоянную или мало меняющуюся нагрузку при длительном режиме работы и большую пусковую нагрузку, вследствие повышенной силы трения и больших инерционных масс, например конвейеров, шнеков, смесителей, грузоподъемников и т.п. Эти двигатели работают при любом направлении вращения, обеспечивая при необходимости реверсивность машинного агрегата.
При курсовом проектировании предусмотрено применение двигателей серии 4А с диапазоном мощностей от 0,25 до 7,5 кВт (таблица 2). Технические данные этих двигателей приводятся в таблице 3.
Таблица 2 – Диапазон мощностей трехфазных асинхронных двигателей серии 4А, кВт
Синхронная частота вращения, об/мин. |
Тип двигателя |
||||
56В |
63А, В |
71А, В |
80А, В |
90L |
|
3000 |
0,25 |
0.37; 0,55 |
0,75; 1,1 |
1,5; 2,2 |
3,0 |
1500 |
- |
0,25; 0,37 |
0,55; 0,75 |
1,1; 1,5 |
2,2 |
1000 |
- |
0,25 |
0,37; 0,55 |
0,75; 1,1 |
1,5 |
750 |
- |
- |
0,25 |
0,37; 0,55 |
0,75; 1,1 |
Синхронная частота вращения, об/мин. |
Тип двигателя |
||||
100S, L |
112M, MA, MB |
132S |
132M |
160S |
|
3000 |
4,0; 5,5 |
7,5 |
- |
- |
- |
1500 |
3,0; 4,0 |
5,5 |
7,5 |
- |
- |
1000 |
2,2 |
3,0; 4,0 |
5,5 |
7,5 |
- |
750 |
1,5 |
2,2; 3,0 |
4,0 |
5,5 |
7,5 |
Таблица 3 – Двигатели асинхронные короткозамкнутые трехфазные серии 4А общепромышленного применения: закрытые, обдуваемые. Технические данные
Номин. мощность РНОМ, кВт |
Синхронная частота вращения, об/мин. |
|||||||
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
|||||
Тип двига-теля |
Номин. частота враще-ния nНОМ, об/мин |
Тип двига-теля |
Номин. частота враще-ния nНОМ, об/мин |
Тип двига-теля |
Номин. частота враще-ния nНОМ, об/мин |
Тип двига-теля |
Номин. частота враще-ния nНОМ, об/мин |
|
0,25 |
4ААМ56В2У3 |
2760 |
4ААМ63А4УЗ |
1370 |
4ААМ63В6УЗ |
890 |
4АМ71ВSУЗ |
680 |
0,37 |
4ААМ63А2УЗ |
2740 |
4АА1У163В4УЗ |
1365 |
4АМ71А6УЗ |
910 |
4АМ80АSУЗ |
675 |
0,55 |
4ААМ63В2УЗ |
2710 |
4АМ71А4УЗ |
1390 |
4АМ71В6УЗ |
900 |
4АМ80ВSУЗ |
700 |
0,75 |
4АМ71А2УЗ |
2840 |
4АМ71В4УЗ |
1390 |
4АМ80А6УЗ |
915 |
4АМ90LА8УЗ |
700 |
1,1 |
4АМ71В2УЗ |
2810 |
4АМ80А4УЗ |
1420 |
4АМ80В6УЗ |
920 |
4АМ90LВ8УЗ |
700 |
1,5 |
4АМ80А2УЗ |
2850 |
4АМ80В4УЗ |
1415 |
4АМ90L6УЗ |
935 |
4АМ100L8УЗ |
700 |
2,2 |
4АМ80В2УЗ |
2850 |
4АМ90L4УЗ |
1425 |
4АМ100L6УЗ |
950 |
4АМ112МА8УЗ |
700 |
3,0 |
4АМ90L2УЗ |
2840 |
4АМ100S4УЗ |
1435 |
4АМ112МА6УЗ |
955 |
4АМ112МВ8УЗ |
700 |
4,0 |
4А1У1100S2УЗ |
2880 |
4АМ100L4УЗ |
1430 |
4АМ112МВ6УЗ |
950 |
4АМ132S8УЗ |
720 |
5,5 |
4АМ100L2УЗ |
2880 |
4АМ112М4УЗ |
1445 |
4АМ132S6УЗ |
965 |
4АМ132М8УЗ |
720 |
7,5 |
4АМ112М2УЗ |
2900 |
4АМ132S4УЗ |
1455 |
4АМ132М6УЗ |
870 |
4АМ160S8УЗ |
730 |
Примечания: Структура обозначения типоразмера двигателя: 4 – порядковый номер серии: А – вид двигателя – асинхронный; А – станина и щиты двигателя алюминиевые (отсутствие знака означает, что станина и щиты чугунные или стальные); М – модернизированный; двух- или трехзначное число – высота оси вращения двигателя; А, В – длина сердечника статора; L, S, M – установочный размер по длине; 2,4,6,8 – число полюсов; У3 – климатическое исполнение и категория размещения. |
||||||||
Мощность электродвигателя зависит от требуемой мощности на выходном валу редуктора, а его частота вращения – от частоты вращения выходного вала:
,
где РДВ – потребная мощность электродвигателя, кВт;
РВых – мощность на выходном (тихоходном) валу редуктора, кВт;
– к.п.д.
редуктора.
где
- КПД
быстроходной ступени
-
КПД тихоходной ступени
.
– КПД подшипников качения.
-
КПД
муфты
Количество пар подшипников уточнить по кинематической схеме заданного редуктора. Значения КПД зубчатых передач, муфт и подшипников выбрать из таблицы 4.
Таблица 4 – Значения КПД механических передач без учета потерь в подшипниках
Тип передачи |
Исполнение: закрытая |
Зубчатая: цилиндрическая |
0,96…0,97 |
коническая |
0,95…0,97 |
Червячная при передаточном числе и: |
|
свыше 30 |
0,70…0,75 |
От 14 до 30 |
0,80…0,85 |
От 8 до 14 |
0,85…0,95 |
Примечания:
1 Ориентировочные значения КПД закрытых
передач в масляной ванне приведены
для колес, выполненных по 8-й степени
точности, при более точном выполнении
колес КПД может быть повышен на
1...1,5%; при меньшей точности —
соответственно понижен. 2 Для червячной
передачи предварительное значение
КПД принимают
|
|
.
После установления основных параметров
передачи значение КПД следует уточнить
(см. раздел 4). 3 Потери в подшипниках
на трение оцениваются следующими
коэффициентами: для одной пары
подшипников качения
;
4 Потери в муфте принимаются
Подобрать двигатель с номинальной мощностью РНОМ по величине большей, но ближайшей к требуемой мощности РДВ, и номинальной частотой вращения nНОМ.
Каждому значению номинальной мощности РНОМ соответствует в большинстве не одно, а несколько типов двигателей с различными частотами вращения, синхронными 3000, 1500, 1000, 750 об/мин.
Выбор оптимального типа двигателя зависит от типов передач, входящих
в привод, кинематических характеристик рабочей машины (см. исходные данные), и производится после определения передаточного числа редуктора и его ступеней. При этом надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 об/мин) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.