Определение мощности и частоты вращения двигателя

а) Определяем требуемую мощность рабочей машины:

• Р_рм = F*V, если в исходных данных указаны значения тяговой силы F, кН, и линейной скорости F, м/с.

• Ррм = T*W, если в исходных данных указаны значения вращающего момента Г, кНм и угловой скорости W, рад/с.

б) Определяем к.п.д. всего привода:

i = i_зп* i_оп* i_м* i_пк* i_пс,

где

i_зп - КПД передач редуктора, (см. табл.6.2.1).

Значения КПД механических передач (без учета потерь в подшипниках)

Таблица 2.1

ТИП ПЕРЕДАЧИ	ЗНАЧЕНИЯ К.П.Д. ПЕРЕДАЧ
	ЗАКРЫТАЯ	ОТКРЫТАЯ
Зубчатая цилиндрическая коническая	0,96...0,97 0,95...0,97	0,93...0,95 0,92...0,94
Червячная при передаточном числе U свыше 30 14 до 30 8 до 14	0,70...0,75 0,80...0,85 0,85...0,95
Цепная	0,95...0,97	0,90...0,93
Ременная плоским ремнем клиновым (поликлиновым) ремнем	- -	0,96...0,98 0,95...0,97

i_on - КПД открытых передач привода.

I_м - КПД муфты. Для стандартных муфт i_M = 0,98

i_nк - КПД подшипников качения.

Для одной пары подшипников качения. i_nк = 0,99... 0,995.

i_nc - КПД подшипников скольжения.

Для одной пары подшипников скольжения. i_nc =0,98...0,99.

в) Определяем требуемую мощность двигателя:

Р_дв = Р_рм / i

(в заданиях ТЗ1 Р_дв = Р_рт / 2 i, а в заданиях Т18 Р_дв =2 Р_рм / i).

г) Выбираем двигатель с номинальной мощностью

Рном  Рдв

Каждому значению Р_ном соответствует в большинстве случаев не одно, а несколько типов двигателей с различными частотами вращения. При этом нужно учесть, что двигатели с большой частотой вращения имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкой частотой вращения - более металлоемкие.

Диапазон мощностей трехфазных асинхронных двигателей серии 4А, кВт.

Таблица 2.2

Синхронная частота враще­ния, об/мин.	Тип двигателя
	56В	63А, В	71А, В	80А, В	90L	100S, L	112М, МА,МВ	132SM	160S
3000	0,25	0,37; 0,55	0,75; 1,1	1,5;2,2	3,0	4,0; 5,5	7,5	-	-
1500	-	0,25; 0,37	0,55; 0,75	1,1; 1,5	2,2	3,0; 4,0	5,5	7,5	-
1000	-	0,25	0,37; 0,55	0,75; 1,1	1,5	2,2	3,0; 4,0	5,5; 7,5	-
750	-	-	0,25	0,37; 0,55	0,75; 1,1	1,5	2,2; 3,0	4,0; 5,5	7,5

Двигатели асинхронные трехфазные серии 4А. Технические данные

Таблица 2.3

Номин. мощн. Рном кВт	Синхронная частота вращения, об/мин
	3000		1500		1000		75Г
	Тип двигателя	Номин. частота вращ., nном об/мин	Тип двигателя	Номин. частота вращ., nном об/мин	Тип двигателя	Номин. частота вращ., nном об/мин	Тип двигателя	Номин. частота вращ., nном об/мин
0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 4,0 5,5 7,5	4ААМ56В2УЗ 4ААМ63А2УЗ 4ААМ63В2УЗ 4АМ71А2УЗ 4АМ71В2УЗ 4АМ80А2УЗ 4АМ80В2УЗ 4АМ90L2УЗ 4AM100S2У3 4АМ100L2УЗ 4АМ112М2УЗ	2760 2740 2710 2840 2810 2850 2850 2840 2880 2880 2900	4ААМ63А4УЗ 4ААМ63В4УЗ 4АМ71А4УЗ 4АМ71В4УЗ 4АМ80А4УЗ 4АМ80В4УЗ 4AM90L4У3 4АМ100S4УЗ 4АМ100L4УЗ 4АМ112М4УЗ 4АМ132S4УЗ	1370 1365 1390 1390 1420 1415 1425 1435 1430 1445 1455	4ААМ63В6УЗ 4АМ71А6УЗ 4АМ71В6УЗ 4АМ80А6УЗ 4АМ80В6УЗ 4АМ90L6УЗ 4АМ100L6УЗ 4АМ112МА6УЗ 4АМ112МВ6УЗ 4АМ132S6УЗ 4АМ132М6УЗ	890 910 900 915 920 935 950 955 950 965 870	4АМ71В8УЗ 4АМ80А8УЗ 4АМ80В8УЗ 4АМ90LА8УЗ 4АМ90LВ8УЗ 4АМ100L8УЗ 4АМ112МА8УЗ 4АМ112МВ8УЗ 4АМ132S8УЗ 4АМ132М8УЗ 4АМ160S8УЗ	680 675 700 700 700 700 700 700 720 720 730

Примечания:

Структура обозначения типоразмера двигателя:

4 - порядковый номер серии;

А - вид двигателя - асинхронный;

А - станина и щиты двигателя алюминиевые (отсутствие знака - чугунные или стальные);

М - модернизированный; двух -, или трехзначное число - высота оси вращения ротора;

А, В - длина сердечника статора;

L; S; М - установочный размер по длине станины;

2, 4, 6, 8 - число полюсов;

УЗ - климатическое исполнение.

Двигатели асинхронные трехфазные серии 4А. Основные размеры

Таблица 2.4

Тип двигателя	Число полюсов	Размеры, мм, для двигателей исполнений
		1Ml 081	1М1081,1М2081,1М3081					1M1081, 1M2081							1M2081, 1M3081
		d30	l1	l30	d1	b1	h1	l10	l31	d10	b10	h	h10	h31	l20	l31	d20	d22	d24	d25
71А, В	2, 4, 6, 8	170	40	285	19	6	6	90	45	1	112	71	9	201	3,5	10	165	12	200	130
80А		186	50	300	22			100	50	10	125	80	10	218
80В				320
90L		208		350	24	8	7	125	56		140	90	11	243	4	12	215	15	250	180
100S		235	60	362	28			112	63	12	160	100	12	263		14
100L				392				140
112 М		260	80	452	32	10	8		70		190	112		310		16	265		300
132S		302		480	38				89		216	132	13	350	5	18	300	19	350	230
132 М				530				178

Определение передаточного числа привода и его ступеней

Передаточное число привода определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя к частоте вращения приводного вала рабочей машины при номинальной нагрузке.

А. Определяем общее передаточное число:

U = n_ном / n_рм,

где

n_ном – частота вращения двигателя номинальная,

n_рм – частота вращения приводного вала рабочей машины

n_рм = 60*1000V / z*р – для цепных конвейеров,

где

V – скорость конвейера, м/с,

z – число зубьев ведущей звездочки тягового органа,

р – шаг тяговой цепи, мм.

В. Определяем передаточное число привода для всех типов двигателей:

U₁ = n_ном1/n_рм; U₂ = n_ном2/n_рм; U₃ = n_ном3/n_рм; U₄ = n_ном4/n_рм…

С. Оставляем передаточное число редуктора U_зп с учетом рекомендуемых значений согласно табл. 2.5.

Рекомендуемые значения передаточных чисел

Таблица 2.5

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические и конические (ст СЭВ 221-75)
1-й ряд	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0	6,3
2-й ряд	2,24	2,8	3,55	4,5	5,6	7,1
Значения первого ряда следует предпочитать значениям второго ряда
Закрытые червячные передачи (редукторы) одноступенчатые для червяка с числом витков Z = 1; 2; 4 (ГОСТ 2144-75)
1-й ряд	10,0	12,5	16,0	20,0	25,0	31,5
2-й ряд	11,2	14,0	18,0	22,4	28,0	35,5
Значения первого ряда следует предпочитать значениям второго ряда
Открытые зубчатые передачи 3…7
Цепные передачи 2…5
Ременные передачи (все типы) 2…4

U_зп принимаем стабильно постоянным, тогда:

U_on=U/U_зп;

Для того, чтобы габариты передач не были чрезмерно большими, нужно придерживаться некоторых средних значений U_зп и U_on.

D. Определяем максимально допустимые отклонения частоты вращения приводного вала рабочей машины.

 п_рм - n_рм*б/100,

где

б, % - допускаемое отклонение скорости (см. исходные данные).

Е. Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала рабочей машины с учетом отклонений  п_рм

[п_рм] ⁼ п_рм +  п_рм

F. Определяем фактическое передаточное отношение.

U_ф = n_ном / [п_рм]

G. Уточняем передаточное отношение передач.

U_оп = U_ф / U_зп

Окончательный выбор типа двигателя

Выбираем двигатель исходя из значений синхронной частоты вращения двигателя и его мощности.

2.1.3. Определение силовых и кинематических параметров привода

Силовые (мощность и крутящий момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах из требуемой (расчетной) мощности двигателя P_дв и его номинальной частоты вращения п_ном при установившемся режиме (табл. 2.6).

Определение силовых и кинематических параметров привода

Таблица 2.6

Параметр		Вал	Последовательность соединения элементов привода по кинематической схеме
			дв  оп  зп  м  рм		дв  м  зп  оп  рм
Мощность Р кВт		дв Б Т рм	Рдв Р1 = Рдв iоп iпк Р2 = Р1 iзп iпк Ррм = Р2 iм iпс		Рдв Р1 = Рдв iм iпк Р2 = Р1 iзп iпк Ррм = Р2 iоп iпс
Частота вращения, п об/мин	Угловая скорость w 1/с	дв	nном	wном = Пnном/30	nном	wном = Пnном/30
		Б	n1=nном /uоп	w1=wном /uоп	n1=nном	w1=wном
		Т	n2=n1 /uзп	w2=w1 /uзп	n2=n1 /uзп	w2=w1 /uзп
		рм	nрм=n2	wрм=w2	nрм=n2/uоп	wрм=w2/uоп
Вращающий момент, Т Нм		дв Б Т рм	Тдв = Рдв / wном Т1 = Тдв uоп iоп iпк Т2 = Т1 uоп iзп iпк Трм = Т2 iм iпс		Тдв = Рдв / wном Т1 = Тдв iм iпк Т2 = Т1 uоп iзп iпк Трм = Т2 uоп iоп iпс

По результатам расчетов составляем таблицу «Силовые и кинематические параметры привода».

Силовые и кинематические параметры привода

Таблица 2.7

Вал
Параметр	Передача		Параметр	Вал
	Закрытая (редуктор)	Открытая		двигателя	редуктора		приводной рабочей машины
					быстроходный	тихоходный
Передаточное число U			Расчетная мощность Р, кВт
			Угловая скорость w ,1/с
КПД i			Частота вращения n, об/мин
			Вращающий момент Т, Нм