Выбор электродвигателя, кинематический и энергетический расчет
2.1 Определение требуемой мощности электродвигателя
Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:
[2,c.4]
где Рвых – мощность на выходном валу привода, кВт;
ηобщ – общий КПД привода.
При последовательном соединении механизмов общий КПД привода определяется как произведение значений КПД входящих в него передач:
ηобщ= ηз.п.· ηр.п.· η.п.
где ηр.п – КПД ременной передачи, ηр.п=0,95; ηз.п– КПД зубчатой передачи в закрытом корпусе, ηз.п=0,98; η.п –КПД подшипников; η.п =0,99 [1,табл. 1.1];
ηобщ=
Мощность на выходном валу привода Ртр= 16 кВт, тогда
Ртр= 16 /0,912=17,54кВт.
2.2. Определение требуемой частоты вращения и выбор электродвигателя.
n дв.тр = nвых·iобщ, мин-1;
где nвых·- частота вращения выходного вала привода, мин-1, nвых·=115 мин-1;
iобщ- общее передаточное отношения привода
iобщ= iз.п.· iр.п.
где iз.п.- передаточное отношение зубчатой передачи. Принимаем предварительно iз.п.=4; iр.п.- передаточное отношение ременной передачи, iр.п.=3, [2,c.7], тогда
iобщ= 4.3=12
n дв.тр = 115 .12= 1380 об/мин.
По полученным значениям Ртр и nдв.тр подбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии 4А закрытый обдуваемый по ГОСТ 19528-81 типа 4А160М4 мощностью Рдв=18,5 кВт, с частотой вращения nдв.= 1465 мин-1 (рис.2) [3,табл. 18.36].
Рис.2. Эскиз электродвигателя 4А160М4
Основные размеры электродвигателя Таблица 1.
Типоразмер | l1, мм | l2, мм | l3, мм | L1, мм | d1, мм | h, мм | b, мм | H, мм | D, мм |
4А160М4У3 |
По принятой частоте вращения вала электродвигателя при номинальной нагрузке nдв и частоте вращения выходного вала nвых определяется фактическое передаточное отношение привода по формуле:
Передаточное отношение ременной передачи:
iобщ/ iз.п.=12,73 /4=3,18
2.3 Определение частот вращения и угловых скоростей валов привода
а) угловая скорость вращения вала электродвигателя:
wДВ =pnДВ/30= рад/с
б) частота вращения ведущего вала редуктора:
n1= nдв/ iр.п.= 1465/3,18 =460,6 мин-1
угловая скорость вращения ведущего вала редуктора:
w1 =pn1/30= рад/с
в) частота вращения ведомого вала редуктора:
n2=n1/iзп= 460,6/4=115,1 мин-1
угловая скорость вращения ведомого вала редуктора:
w2=w1/iзп= 48,18/4=12,04 рад/с
2.4. Определение вращающих моментов на валах привода.
а) Вращающий момент на валу электродвигателя:
ТДВ=РТР ДВ/wДВ= Нм
б) Вращающий момент на ведущем валу редуктора из условия постоянства мощности с учетом потерь:
T1=TДВ . iР. . hрем =114,5.3,18.0,95.0,99=324,4 Нм
в) Вращающий момент на ведомом валу редуктора :
Т2= Т1.iзп.hзп =324,4.4.0,98.0,99= 1328,8 H.м
2.5 Мощность на валах привода:
Мощность на валу электродвигателя:
РТР ДВ =17,54кВт
Мощность на ведущем валу редуктора:
Р1= РТР ДВ. hрем ηподш.=17,5.0,95.0,99=16,45кВт.
Мощность на ведомом валу редуктора:
Р2= P1. hзп ηподш.=16,45.0,98.0,99=15,96Вт.
Проверка:
Рвых=Т2. 1328,8.12,04=16кВт.
Величина ошибки: ΔР=(16 -15,96)/16.100%=0,25 % .
В качестве аналога может быть использован редуктор цилиндрический одноступенчатый типа 1ЦУ-200 с крутящим моментом на выходном валу
Твых= 2000Нм (рис.3) [5, Т.3, с.485].
Рис.3. Редуктор цилиндрический одноступенчатый типа 1ЦУ-200
Таблица 2 Основные размеры редуктора, мм
Типоразмер редуктора | Аw | В | В1 | L | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 | H | H0 |
1ЦУ-200 |