3.2 Подбор электродвигателя и редуктора
Определим мощность электродвигателя по формуле:
(4.1)
где F-сила тяги на приводном ролике; F=T1.
V-окружная скорость приводного ролика;
η-КПД привода, равный произведению частных КПД передач, входящих в кинематическую схему:
(4.2)
η=0.75*0.75*0.995=0.53; F=11600 (Н); V=0,1256 (м/с);
P=2,748 (кВт)
Мощность электродвигателя, подбираемого для проектируемого привода, должна быть не ниже той, которая определена по формуле (4.1). Из существующих типов двигателей выбираем электродвигатель АИР180М4 У2, мощность которого N=30 (кВт) и частота вращения n=1500 (об/мин).
Определим частоту вращения ролика по формуле:
(4.3)
где d=522 (мм)-диаметр ролика;
D=4660 (мм) –диаметр оси роликов зацепления вращающих колец
nк=0,5 об/мин – частота вращения стенда
V-окружная скорость приводного ролика.
nр=4,46 (об/мин)
Зная номинальную частоту вращения электродвигателя и частоту вращения ролика определим передаточное отношение привода:
(4.4)
i=750/0,5=1500;
Разобьем общее передаточное отношение на: i1=150 и i2=10.
Учитывая передаточные отношения, выбираем редуктор (2-х ступенчатый червячный) 2РЧ-25/40.
3.3 Подбор подшипника
Из-за малых угловых скоростей и высокой нагрузки, в том числе и осевой, подшипник качения не подходят. Поэтому на оси роликов применим подшипник скольжения, который при правильной конструкции и смазке может нести большие нагрузки. К тому же подшипник скольжения имеет малые радиальные размеры и массу. Несущая способность подшипника пропорциональна квадрату отношения l/d, где l – длина рабочей поверхности подшипника; d – диаметр рабочей поверхности подшипника. Несущая способность подшипников с малым отношением l/d понижена вследствие облегченного вытекания масла с торцов, но в тоже время они менее чувствительны к перекосам.
Чаще всего применяется l/d=0,8...1,2.
Малые отношения l/d применяются для подшипников больших диаметров (d100 мм), отличающихся высокой несущей способностью.
Определим длину необходимого нам подшипника, учитывая, что d=80 мм:
l=d0,8=800,8=64 мм.
Валы в подшипниках устанавливаются по пасадкам: ходовой Х, легкоходовой Л, широкоходовой Ш и тепловой ходовой ТХ. В нашем случае можно применить посадку с наибольшим зазором, то есть тепловую ходовую.
В диапазоне d=20...250 мм значение зазора аппроксимируется формулой:
=m
=23
=205,7
мкм, /7/
где для тепловой ходовой посадки m=23.
При больших нагрузках и малых частотах вращения рекомендуется брать бронзовые подшипники. Алюминиево-железные бронзы типа БрАЖ, имеющие повышенную твердость (НВ 70-100), применяют для изготовления втулок, работающих при высоких нагрузках и малых скоростях в условиях полужидкого и полусухого трения. Выбираем алюминиево-железную бронзу БрАЖ7-1,5-1,5 (1...2% Pb, 6...8% Al, 1...2% Fe, HB 70). Валы, работающие в бронзовых подшипниках высокой твердости, должны иметь твердость HRC 55.
Поверхность оси следует обрабатывать с малой, экономически приемлемой шероховатостью. Целесообразно подвергать поверхность оси сульфидированию или силицированию. В качестве смазочного масла подойдет любое масло с повышенными вязкостью, маслянистостью и высокой адсорбцией к металлическим поверхностям. Для улучшения смачиваемости металла маслом (адсорбции) можно вводить в масло активизирующие присадки (олеиновая и пальмитиновая кислоты). Благоприятно действуют противозадирные присадки (силиконовые жидкости, трифенилфосфат), вводимые в масло. Масло в подшипник вводится в ненагруженную область подшипника, через отверстие на валу. Для этого необходимо снять крышку с вала, и ввести масло масленкой.