2.2 Методичні рекомендації щодо вибору електродвигуна та загального розрахунку проектованого привода

Загальний розрахунок привода полягає у тому, що за його кінематичною схемою і відомими параметрами на ведучому (приводному) валу робочої машини — діаметром D_в барабана конвеєра (лебідки), швидкістю V_в стрічки конвеєра (каната лебідки) і силою F_в на стрічці конвеєра (канаті лебідки) визначають потрібну потужність електродвигуна, підбирають стандартний двигун і визначають на всіх валах привода нижчевказані параметри: потужність (P_i); частоту обертання (n_i); крутний момент (T_i). Вихідні дані для розрахунку наведені в індивідуальному технічному завданні (див. дод. 1).

Розрахунки потрібно виконувати в такому порядку.

1. Зобразити кінематичну схему привода машини згідно з вимогами ГОСТ 2.770-68 (див. рис. 2.2).

2. Позначити на схемі номери валів привода, починаючи з номера вала двигуна — I. Параметри на ведучому (приводному) валу машини позначити з індексом «в». Слід зауважити, що цей вал, як правило, жорстко з’єднаний за допомогою муфти з вихідним валом привода, але одночасно може бути і вихідним валом привода (див. рис. 2.2, в).

3. Знайти потужність на ведучому валу машини, кВт:

P_в = F_в·ν_в,

де розмірності F_в — кН; ν_в — м/с (див. дод. 1).

4. Визначити загальний коефіцієнт корисної дії (ККД) привода:

η = η₁, η₂…η_n,

де η_i — ККД окремих елементів механічних передач, значення яких наведено у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1.

Орієнтовні значення ккд механічних передач

Елементи механічних передач	η
Ступінь зубчастого редуктора: – циліндрична – конічна	0,96…0,98 0,95…0,97
Зубчаста передача відкрита: – циліндрична – конічна	0,92…0,94 0,91…0,93
Ступінь черв’ячного редуктора: – при однозахідному черв’яку – при двозахідному черв’яку	0,70…0,75 0,75…0,82
Ланцюгова передача: – відкрита – закрита	0,91…0,93 0,95…0,97
Пасова передача: – плоскопасова – клинопасова	0,95…0,97 0,94…0,96
Підшипники кочення (одна пара)	0,990…0,995
Муфти	0,965…0,995

5. Визначити потрібну потужність на валу електродвигуна:

P₁ = P_в/η.

6. Обчислити частоту обертання ведучого вала машини, яку можна також вважати частотою обертання вихідного вала привода, оскільки ці вали жорстко з’єднані між собою, хв^-1:

n_в = (60000 V_в)/(πD_в),

де розмірності V_в — м/с; D_в — мм (див. дод. 1).

7. Визначити можливі значення мінімального і максимального загального передаточного числа привода з урахуванням рекомендацій, наведених у таблиці 2.2:

u_min = u_min1·u_min2…u_minn;

u_max = u_max1·u_max2...u_maxn;

де n — загальне число передач у приводі.

Таблиця 2.2.

Рекомендовані діапазони і стандартні значення передаточних чисел окремих механічних передач

Тип передачі	umin…umax	Стандартні значення «u»
Зубчаста циліндрична або конічна в редукторі	3…6	1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3
Відкрита зубчаста: – циліндрична – конічна	4…6 3…4	1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3
Черв’ячна в редукторі: – з однозахідним черв’яком – з двозахідним черв’яком – з чотиризахідним черв’яком	30…80 15...30 8…15	8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20; 22,4; 25; 28; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80
Пасова	2…4	–
Ланцюгова	2…6	–

8. Визначити діапазон умовно можливих значень частоти обертання вала електродвигуна, хв^-1:

n_1min = n_в·u_min; n_1max = n_в·u_max.

9. За знайденими вище розрахунковими значеннями P₁, n_1min та n_1max з табл. 3 вибираємо асинхронний електродвигун серії 4А за ГОСТ 1953-81 та виписуємо його типорозмір і основні параметри [3, с. 249]. При цьому доцільно керуватись наступними рекомендаціями.

Паспортна потужність стандартного двигуна повинна бути якомога ближче до розрахункового значення P₁. Допускається перевантаження двигуна в межах 10%, або недовантаження в межах 20%. Але в подальших розрахунках слід приймати саме розрахункову потужність P₁, оскільки двигуни серії 4А можуть витримувати вказане перевантаження і бути рентабельними при вказаному недовантаженні. У процесі добору двигуна можна скористатися залежністю:

ΔР_п = (100 Р₁) / Р_п = (80...110)%, (2.15)

де ΔР_п — рекомендований діапазон раціональних значень паспортної потужності вибраного двигуна у відсотках; Р₁ — розрахункова (потрібна) потужність двигуна; Р_п — паспортна потужність двигуна.

Стосовно частоти обертання, вигідніше приймати порівняно тихохідні двигуни, які забезпечують менші масу, габарити та вартість привода. Для приводів без черв’ячної передачі краще застосовувати двигуни із синхронною (паспортною) частотою обертання вихідного вала 1500; 1000; 750 хв^-1, а для приводів з черв’ячною передачею — 3000, 1500 хв^-1. Слід пам’ятати, що для подальших розрахунків потрібно приймати асинхронну (реальну) частоту обертання n₁, яка буде дещо меншою за синхронну (табл. 2.3).

Таблиця 2.3.