1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода

1.2.1 КПД привода

Общий КПД привода [1, c.7] в соответствии с рисунком 1 (ТЗ):

h₀ = h₁h₂h₃h₄h₅,

где согласно [1, c.7] h_i (i = 1...5) представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – КПД кинематических пар привода

Зубчатая закрытая передача		Цепная передача	Муфта	Подшипники качения вала тяговых звездочек
цилиндрическая	цилиндрическая
h2 = 0,97	h3 = 0,97	h2 = 0,93	h4 = 0,98	h5 = 0,99

Так приводится в движение цепной конвейер, то учитываем ещё и кпд цепной передачи

h₀ = 0,93×0,93×0,97×0,97×0,98×0,99 = 0,79.

1.2.2 Подбор электродвигателя

При заданной циклограмме нагружения режим технологического процесса фиксирован, двигатель работает в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения под нагрузкой [1, c.7] 10 мин £ t £ 60 мин.

Потребная мощность двигателя, кВт,

Р_дв¢ = Т_En_зв / 9550h₀ , (1.1)

где Т_E = K_EТ_nom – эквивалентный вращающий момент, Н×м;

Т_nom = F d_¶ / 2000 = 5000×384,6 / 2000 = 961,5 Н×м,

d_¶ - диаметр делительной окружности звездочек;

d_¶ = P / sin(180⁰/z) = 80 / sin(180⁰/15) = 384,6 мм. (1.2)

K_E – коэффициент приведения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному [1, c.8] :

K_E = [ S(Т_i / Т_nom)²(L_hi / L_h) ]^1/2 = [1²×0,3 + 0,8²×0,4 + 0,6²×0,2+0,4²*0,1]^1/2 = 0,8;

Т_E = 0,8×961,5 = 769,2 Н×м;

n¢_зв частота вращения звезды, мин^-1:

n¢_зв = 6×10⁴v / (pd_¶) = 6×10⁴×0,25 / (p×384,6) = 12,42 мин^-1; (1.3)

Тогда Р_дв¢ = 769,2×12,42/ 9550×0,79 = 1,3кВт.

Возможные к применению двигатели [1, c.23, 24] приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Характеристика двигателей

Вариант	Марка двигателя	РДВ, кВт	nДВ,мин-1	Тпуск/Т	Тmax/Т	Масса, кг
1	АИР80A2У3	1,5	2850	2,2	2,6	12,4
2	АИР80B4У3	1,5	1395	2,2	2,4	13,5
3	АИР90L6У3	1,5	925	2,0	2,2	19
4	АИР100L8У3	1,5	705	1,6	2,0	23,5
Форма исполнения двигателей – IM 1081 (на лапах). Все двигатели удовлетворяют условиям пуска: Тпуск/Т > 1,6

1.2.3 Общее передаточное число и его разбивка по ступеням передач

Общее передаточное число привода u₀¢ = n_ДВ / n_зв и его разбивка по ступеням передач для 4-х вариантов двигателей приведены в таблице 1.3, где отдельные передаточные числа обозначены :

U_ц – цепной передачи;

u_ред = u₀¢ / u_р – редуктора : u_ред = u_Б / u_Т ;

u_Б – быстроходной (конической) ступени редуктора;

u_Т – тихоходной (цилиндрической) ступени редуктора.

При разбивке u₀¢ были использованы рекомендации [1, c.11] :

U_ц до 1,5...3-х и для редукторов Ц2С [1, c.13] u_ред = 7,1...50 (рекомендуемые 12,5...31,5); u_Т¢ = 0,9 (u_ред)^1/2. Округление u_Б¢ проводилось по

ГОСТ 12289-76, u_Т¢ - по ГОСТ 2185-66. Отклонение общего передаточного числа при округлении [1, c.14]:

Du₀ = 100(u₀¢ – u₀) / u₀¢ % £ [Du₀ = ± 4%] (1.4)

Таблица 1.3 – Разбивка u₀¢ по ступеням передач

Вариант	Двига-тель	u0	Uц	uред	uБ	uТ	uБ	uТ	uред	Uц	u0	u0%
1	80A2	229,5	4,59	50	7,86	6,36	8	6,3	50,4	4,59	231,3	-0,8
2	80B4	112,3	2,49	45	7,45	6,04	7,1	6,3	44,73	2,49	111,4	0,8
3	90L6	74,5	2,37	31,5	6,23	5,05	6,3	5	31,5	2,37	74,5	0
4	100L8	56,8	2,03	28	5,88	4,76	6,3	4,5	28,35	2,03	57,6	-1,4

Исходя из указанных рекомендаций по передаточным числам, а также с учетом меньшей массы необходимого двигателя для заданного привода выбираем

ДВИГАТЕЛЬ АИР90L6У3 ТУ16-525.564-84.

Размеры выбранного двигателя [1, c.25, 26] представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1- Размеры двигателя

Габариты, мм : l30 = 327 ; h31 = 225 ; d30 = 210 . Установочные и присоединительные размеры, мм : d1 = 24 ; l1 = 50 ; b1 = 8 ; h1 = 7 ; l10 = 125; l31 = 56 ; d10 = 10 ; b10 = 140 ; h = 90 ; h10 = 11. Исполнение IM 1081.

1.2.4 Частоты вращения и моменты на валах

Рисунок 1.2 – Кинематическая схема привода

Частота вращения i- го (i = 1,2...5) вала [1, c.14] : ni = n1 / u1-i , (1.5) где u1-i – передаточное число между валом двигателя (i = 1) и i- м валом привода (рисунок 1.2). Направления вращения валов на рисунке 2 показаны стрелками. Вращающий момент на j –м валу (j = 5, 4...1) : Tj = T5 / u5-j 5-j, (1.6)

где u_5-j,_5-j – соответственно передаточное число и КПД между валом барабана (j = 5) и j – м валом привода.

Результаты расчета по формулам (1.5) и (1.6) для выбранного варианта двигателя представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Частоты вращения и моменты на валах

Вал	П а р а м е т р ы
	u1-i	ni , мин-1	u5-j	5-j	Tj_, Нм
I	1	925	74,5	0,79	16,3
II	1	925	74,5	0,81	15,9
III	6,3	146,8	11,8	0,83	98,2
IV	31,5	29,4	2,36	0,86	473,7
V	74,5	12,42	1	1	961,5