2. Обоснование выбора электродвигателя

Полезная сила или максимальное тяговое усилие ленточного транспортера в соответствии с техническим заданием составляет 4000 н. Это максимальное тяговое усилие по отношению к барабану ленточного транспортера является окружным усилием передачи, которое определяется по формуле:

,

где N – мощность в Вт;

v – окружная скорость барабана ленточного транспортера или скорость перемещения ленты в м/сек.

Отсюда полезная мощность разрабатываемого механического привода составляет:

Требуемый крутящий момент на барабане должен составлять не ниже

М_треб=Р·D/2= 4000·400/2=800·10³ н·мм.

В соответствии с принятыми к расчету кинематическими схемами механического привода, проведенного анализа передач привода примем следующие к.п.д.:

η_м=0,99 – к.п.д. муфты;

η_рп=0,95 – к.п.д. ременной передачи;

η_зп=0,97 – к.п.д. зубчатой передачи;

η_цп=0,95 – к.п.д. цепной передачи;

η_п=0,99 – к.п.д. подшипника.

Определим общий к.п.д. привода ( на чертеже 1):

η_общ= η_рп·η_зп·η_цп·η_п³ =0,95·0,97·0,95·0,99³=0,845;

Потребная мощность электродвигателя составит:

для выбранного варианта механического привода (на чертеже 1):

;

По требуемой мощности, с учетом возможностей привода, выбираем асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый электродвигатель серии 4А , закрытый, обдуваемый, с P_дв=3 КВт ≥ Р_треб (по ГОСТ 19523-81). Превышение мощности двигателя от требуемой составляет не более 6%, что допустимо.

Отечественной промышленностью выпускается двигатели серии 4А с различной синхронной частотой вращения вала: 750 об/мин; 1000 об/мин, .1500 об/мин; 3000 об/мин.

Для этих синхронных частот вращения вала с мощностью 3 КВт разработаны следующие типы двигателей серии 4А /2/:

112 МВ8 – асинхронная частота вращения 700 об/мин (73,3 1/сек);

112 МА6 – асинхронная частота вращения 955 об/мин (100 1/сек);

100 S4 – асинхронная частота вращения 1435 об/мин (150,3 1/сек);

90 L2 – асинхронная частота вращения 2840 об/мин (297,4 1/сек).

В соответствии с ТЗ на курсовую работу угловая скорость вращения барабана ленточного транспортера равна:

.

Чем выше частота вращения вала электродвигателя, тем меньше его габаритные размеры, масса и стоимость. Но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение передач привода, а, следовательно, его размеры, масса и стоимость. Поэтому необходимо найти оптимальное сочетание между частотой вращения вала двигателя и передаточным отношением механической передачи.

Оценка оптимальности осуществляются при помощи коэффициента качества К привода. Рассчитав коэффициент качества К для 4-х возможных скоростей двигателя данной мощности, выбирают К_min позволяющий для заданных исходных данных найти электродвигатель и определить значение передаточного отношения механического привода, при котором привод будет разработан с наименьшими габаритными размерами и массой. Для четырех значений угловой скорости вала электродвигателя примерно равных 300, 150; 100 и 75 1/с, с помощью коэффициента относительной скорости электродвигателя у=300/ω_ДВ.

Общее передаточное число разрабатываемого механического привода для различных типов электродвигателей серии 4А составляет:

112 МВ8 – ;

112 МА6 – ;

100 S4 – ;

90 L2 – .

В соответствии с рекомендациями по предельно возможным передаточным числам для принятых передач механического привода в разделе 1 настоящей ПЗ-1 принимаем:

для зубчатой передачи i_зп=4;

для цепной передачи i_цп=5.

Для кинематической схемы механического привода выбираем электродвигатель 100 S4, а общее передаточное число привода в этом случае, как было получено ранее, равно i_Общ=60,12, как самый недорогостоящий двигатель из всех перечисленных выше. Тогда передаточное число ременной передачи будет равно

,

что в соответствии с рекомендациями для ременной передачи (см. раздел 1 настоящей ПЗ-1) приемлемо.

Основные размеры электродвигателей (см. чертеж 2) представлены в табл.2.

Таблица 2.

Размеры электродвигателя

Тип электродвигателя	l1	l10	l30	l31	d1	d10	d30	b1	b10	h	h1	h10	h31
4А 100 S4	60	112	362	63	28	12	235	8	160	100	7	12	263

Примечание: величины, определяемые по формулам l₀=l₁₀+4d₁₀, b₀=b₁₀+5d₁₀.