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:

 

ТДВТР 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:

Рвых2. 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