1.3 Срок службы привода

Срок службы (ресурс) , ч, определяется по формуле:

,

где – срок службы привода, лет;

–количество рабочих дней в году (= 250 или 365 дней при пятидневной или семидневной рабочей неделе соответственно, в зависимости от характера производства);

–коэффициент годового использования (если не указан в задании, то = 1);

–количество смен (= 1, 2 или 3 смены);

–продолжительность смены (= 8 часов);

–коэффициент загрузки за смену.

Так как в задании не сказано о характере изменения тягового усилия F за время эксплуатации, считаем как самый неблагоприятный вариант, что режим нагрузки – постоянный, т.е. за все время работы привода рабочая нагрузка не меняется, и равна тяговому усилию F.

2 Кинематические и силовые расчеты привода

2.1 Выбор электродвигателя

2.1.1 Требуемая мощность привода:

для транспортеров:

,

для поворотных платформ:

,

где – требуемая мощность привода, кВт;

F – тяговое усилие на конвейере, кН;

v – скорость движения конвейера, м/с;

T – вращающий момент, кНм;

 – угловая скорость вращения платформы, сек ^–1;

–скорость вращения платформы, об/мин.

2.1.2 Требуемая мощность электродвигателя:

,

где – требуемая мощность электродвигателя, кВт;

–КПД привода;

–КПД отдельных звеньев кинематической цепи, примерные значения которых приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Значения КПД элементов привода

Тип элемента привода
Зубчатая передача (закрытая): цилиндрическая коническая	0,97…0,99 0,96…0,98
Зубчатая передача (открытая): цилиндрическая коническая	0,93…0,95 0,92…0,94
Червячная передача (закрытая):
Ременная передача: с плоским ремнем с клиновыми (поликлиновым) ремнями	0,96…0,98 0,95…0,97
Цепная передача: открытая закрытая	0,92…0,95 0,94…0,96
Муфта соединительная	0,98
Подшипники качения (одна пара)	0,99

Примечание: КПД червячных передач сильно зависит от передаточного числа, которое на данном этапе проектирования неизвестно, поэтому предварительно рекомендуется принять . После окончательного определения передаточного числа следует уточнить КПД червячного редуктора и всего привода.

2.1.3 Подбор электродвигателей

Двигатель подбирается по передаваемой мощности. Условие выбора:

,

где – мощность двигателя по каталогу.

Для асинхронных двигателей допускается перегрузка 8% – при постоянной нагрузке, и 12% – при переменной нагрузке.

В большинстве случаев можно подобрать несколько электродвигателей требуемой мощности, с разными скоростями вращения. Данные о выбранных электродвигателях необходимо свести в таблицу 1.2.

Если мощность двигателя по каталогу больше требуемой мощности, то расчетная мощность двигателя. Если двигатель работает с перегрузкой (), то.

Таблица 1.2

Параметры выбранных электродвигателей

	Обозначение электродвигателя	Мощность P , кВт	nэд. ном., об/мин	uпривода
1
2
3
4

2.1.4 Передаточное число привода

Передаточное число привода для каждого варианта электродвигателя:

,

где – частота вращения приводного вала рабочей машины:

для ленточных транспортеров, грузоподъемных и прочих машин:

,

для цепных транспортеров:

,

где – линейная скорость тягового органа, м/сек;

D – диаметр барабана, мм;

t – шаг тяговой цепи для цепных транспортеров, мм;

z – число зубьев тяговой звездочки.

Для поворотных платформ указано в задании.

2.1.5 Определение диапазона передаточных чисел привода

Передаточное число привода равняется произведению передаточных чисел составляющих его ступеней:

.

Количество ступеней в приводе и виды передач определены в задании. Если в кинематической схеме передачи какого-либо одного вида встречается более одного раза (например, в двухступенчатом зубчатом редукторе), то обычно их различают как быстроходная и тихоходная ступени.

Рекомендованные и предельные значения передаточных чисел различных передач приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Рекомендуемые и предельные значения передаточных чисел

механических передач

Вид передачи	Твердость зубьев	Передаточное число
Закрытая цилиндрическая зубчатая:
тихоходная ступень во всех редукторах ()	 350 HB	2,5…5,6	до 6,3
	40…56 HRC	2,5…5,6	до 6,3
	56…63 HRC	2…4	до 5,6
быстроходная ступень в редукторах по развернутой схеме ()	 350 HB	3,15…5,6	до 8
	40…56 HRC	3,15…5,6	до 7,1
	56…63 HRC	2,5…4	до 6,3
быстроходная ступень в соосном редукторе ()	 350 HB	4…6,3	до 8
	40…56 HRC	4…6,3	до 7,1
	56…63 HRC	3,15…5	до 6,3
Открытая цилиндрическая зубчатая	 350 HB	3…7	до 16
Коробка передач	любая	1…2,5	до 3,1
Закрытая коническая зубчатая	 350 HB	1…4	до 6,3
	 40 HRC	1…4	до 5
Открытая коническая зубчатая	 350 HB	2…4	до 8
Червячная	–	16…50	8…80
Ременная с клиновыми и поликлиновыми ремнями	–	2…4	1,5…8
Цепная	–	1,5…5	до 10

По табличным данным можно определить диапазон, в котором будет находится передаточное число привода.

, .

В исключительных случаях в качестве минимальной или максимальной величины можно принимать предельные значения передаточного числа.

Передаточное число привода должно находится внутри этого диапазона:

Варианты приводов, передаточное число которых не попадает в указанный диапазон можно исключить из рассмотрения. Из оставшихся вариантов необходимо выбрать один, обеспечивающий минимальные габариты и массу (следовательно, и стоимость) привода.

Обычно из оставшихся вариантов выбирают электродвигатель с меньшей частотой вращения, так как этот вариант имеет меньшее передаточное число привода, и, следовательно, меньшую массу и габариты. Кроме того, следует помнить, что чем меньше скорости вращения в приводе, тем меньше износ, шум, вибрация. Поэтому при всех одинаковых параметрах следует отдавать предпочтение вариантам с электродвигателями с меньшими скоростями вращения, хотя они больше по габаритам, массе и стоимости. Но проигрыш в массе электродвигателя, как правило, гораздо меньше, чем выигрыш в массе механических передач всего привода.