Расчет мощности и выбор приводного электродвигателя
3.2.1. Расчет мощности двигателя по данным Ft и v.
Мощность двигателя приводов ленточных и цепных конвейеров (задание 1 – 18), элеваторов (задания 27 – 28), шпилей (задания 34 – 35) и лебедок (задания 29 - 33) определяется по формуле, кВт.
Р Р. ДВ = 
, (3.1)
Где Р Р. ДВ - расчетная мощность двигателя, кВт;
Ft - окружное или тяговое усилие на рабочем органе (барабане или звездочке), кН;
v - скорость рабочего органа (ленты, тяговой цепи, грузового каната), м/с;
ηМ - к.п.д. механизма, состоящего из одного редуктора или из редуктора и открытой зубчатой передачи.
Общий к.п.д. механизма с последовательным соединением передач как известно, равен
ηМ = η1 η2 η3, (3.2)
где η1 η2 η3 - коэффициенты полезного действия ступеней передачи, значения которых приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1.
Коэффициент полезного действия механических передач [4; 8; 14]
| Тип передачи | К.п.д. передачи с учетом подшипников | Примечание | |
| Зубчатая передача цилиндрическими колесами | 0,96-0,98 | 0,92-0,94 | |
| Зубчатая передача коническими колесами | 0,94-0,96 | 0,91-0,93 | |
| Зубчатая планетарная передача одноступенчатая | 0,96-0,99 | - | Задания 11-12 |
| Зубчатая планетарная передача двухступенчатая | 0,93-0,97 | - | Задания 13-14 |
| Волновая зубчатая передача одноступенчатая | 0,80-0,90 | - | Задания 15-18 |
| Червячная передача при числе заходов червяка z1 z1 = 1 z1 = 2 z1 = 3 z1 = 4 | 0,70-0,75 0,75-0,80 0,80-0,85 0,85-0,90 | 0,50-0,60 0,60-0,70 - - | Задания 9, 10, 27, 33, 34, 36, 37 |
| Цепная передача роликовой и зубчатой цепью | 0,95-0,97 | 0,90-0,93 | |
| Фрикционная передача цилиндрическими и коническими колесами | 0,90-0,96 | 0,70-0,80 | |
| Ременная передача плоским и клиновым ремнями | - | 0,95-0,96 | |
| Цилиндрический одноступенчатый редуктор | 0,96-0,98 | Задание 37 | |
| Цилиндрический двухступенчатый редуктор | 0,92-0,96 | Задания 1-6; 19, 20, 22-25; 29-31 | |
| Коническо – цилиндрический двухступенчатый редуктор | 0,90-0,94 | Задания 7, 8, 21, 26, 32 | |
| Коническо – цилиндрический трехступенчатый редуктор | 0,87-0,92 | Задание 35 | |
| Червячно – цилиндрический редуктор | 0,72-0,78 | Задания 34, 36, z1 = 2 | |
| Червячный редуктор и открытая зубчатая передача | 0,70-0,75 | Задание 27, z1 = 2 | |
| Червячно – цилиндрический редуктор и открытая зубчатая передача | 0,66-0,74 | Задание 36, z1 = 2 | |
| Цилиндрический двухступенчатый редуктор и открытая зубчатая передача | 0,85-0,90 | Задание 28 | |
| Одноступенчатый цилиндрический редуктор, червячный редуктор и открытая зубчатая передача | 0,66-0,74 | Задание 37, z1 = 2 |
При выборе стандартного двигателя Р р дв необходимо учитывать схему передаточного механизма и частоту вращения двигателя, которая при одной и той же мощности двигателя может быть равной 3000, 1500, 1000 и 750 мин-1 в зависимости от числа пар полюсов. Поэтому прежде чем принять электродвигатель ближайший по мощности к расчетной (Р р дв), необходимо оценить кинематические возможности заданного механизма, то есть выяснить ориентировочное значение передаточного числа uМ, которое он может обеспечить. Значения передаточных чисел различных передач приводятся в литературе [4, 8, 14], а также представлены в табл. 3.2.
Ориентировочно оценивая возможную величину передаточного числа механизма заданной кинематической схемы (uМ) и определяя частоту вращения рабочего органа nр (барабана звездочки) по формуле (3.5) данного пособия, находят произведение uМ · nр мин-1. Эта величина приблизительно равна частоте вращения приводного двигателя nДВ, так как
uМ = 
.
Таблица 3.2.
Передаточные числа механических передач [4, 8, 14]
| Тип передачи | Значения передаточных чисел |
| Цилиндрические зубчатые одноступенчатые, uСТ | 1,00; 1,12; 1,25; 1,40; 1,60; 1,80; 2,00; 2,24; 2,5; 2,80; 3,15; 3,55; 4,00; 4,50; 5,00; 5,60; 6,30; 7,10; 8,00; 9,00; 10,00; 11,20; 12,50. |
| Конические зубчатые одноступенчатые, uСТ | 1,00; 1,12; 1,40; 1,60; 1,80; 2,00; 2,24; 2,50; 2,80; 3,15; 3,55; 4,00; 4,50; 5,00; 5,60; 6,30. |
| Цилиндрические одноступенчатый редуктор, uР | 1,60 – 8,00 |
| Цилиндрический двухступенчатый редуктор, uР | 8,00 - 40,00 |
| Цилиндрический трехступенчатый редуктор, uР | 31,50 - 180 |
| Коническо – цилиндрический двухступенчатый редуктор, uР | 8,00 - 31,00 |
| Коническо – цилиндрический трехступенчатый редуктор, uР | 31,50 - 120 |
| Червячный одноступенчатый редуктор, uР.ч | 8,00; 10,00; 12,50; 16,00; 20,00; 23,00; 31,50; 40,00; 50,00; 63,00; 80,00 |
| Планетарный простой одноступенчатый редуктор, uР (см. рис. 3.2, а) | 3,20 - 12,50, максимум 15,00 |
| Планетарный простой двухступенчатый редуктор, uР (см рис. 3.2., б) | 16 - 63, максимум 80 - 125 |
| Волновой одноступенчатый редуктор, uР (рис. 3.3) | 80 - 300, минимум 60 |
| Червячно – цилиндрический редуктор, uР = uРч · uЗП | uРч (4-5) |
Используя величину расчетной мощности Р Р. ДВ и ожидаемую частоту вращения двигателя nДВ, принимают двигатель 4А из табл. 3.3 табл. 3.4 с данными:
Типоразмер двигателя (обозначение);
РДВ - номинальная мощность двигателя, кВт;
nДВ - частота вращения, мин-1.
Выполняют эскиз двигателя (рис. 3.1) с габаритными и присоединительными размерами (табл. 3.4).
Отметим, что для волновых зубчатых передач принимают двигатели с большой частотой вращения (nДВ = 1500 - 3000 мин-1).
Таблица 3.3
Электродвигатели асинхронные трехфазные единой серии 4А мощностью 1,5 – 30 кВт закрытые обдуваемые (ГОСТ 19523 – 81)
| Типоразмер двигателя | Мощность, кВт | Частота вращения, мин-1 | 
| GD2p, кг · м2 |
| Синхронная частота вращения 3000 мин-1 | ||||
| 4А80А2У3 | 1,5 | 2,1 | 0,73 · 10-2 | |
| 4А80В2У3 | 2,2 | 2,1 | 0,85 · 10-2 | |
| 4А90L2У3 | 3,0 | 2,1 | 1,41 · 10-2 | |
| 4А100S2У3 | 4,00 | 2,0 | 2,37 · 10-2 | |
| 4А100L2У3 | 5,5 | 2,00 | 0,03 | |
| 4А112М2У3 | 7,5 | 2,00 | 0,04 | |
| 4А132М2У3 | 11,00 | 1,7 | 0,09 | |
| 4А160S2У3 | 15,00 | 1,4 | 0,19 | |
| 4А160М2У3 | 18,5 | 1,4 | 0,21 | |
| 4А180S2У3 | 22,0 | 1,4 | 0,28 | |
| 4А180М2У3 | 1,4 | 0,34 | ||
| Синхронная частота вращения 1500 мин –1 | ||||
| 4А80В4У3 | 1,5 | 2,0 | 1,33 · 10-2 | |
| 4А90L4У3 | 2,2 | 2,1 | 2,24 · 10-2 | |
| 4А100S4У3 | 3,0 | 2,0 | 3,47 · 10-2 | |
| 4А100L4У3 | 4,0 | 2,0 | 4,5 · 10-2 | |
| 4А112М4У3 | 5,5 | 2,0 | 7,0 · 10-2 | |
| 4А132S4У3 | 7,5 | 2,2 | 0,11 | |
| 4А132М4У3 | 11,0 | 2,2 | 0,16 | |
| 4А160S4У3 | 15,0 | 1,4 | 0,41 | |
| 4А160М4У3 | 18,5 | 1,4 | 0,51 | |
| 4А180S4У3 | 22,0 | 1,4 | 0,76 | |
| 4А180М4У3 | 30,0 | 1,4 | 0,93 | |
| Синхронная частота вращения 1000 мин-1 | ||||
| 4А90L6У3 | 1,5 | 2,0 | 2,94 · 10-2 | |
| 4А100L6У3 | 2,2 | 2,0 | 5,24 · 10-2 | |
| 4А112МА6У3 | 3,0 | 2,0 | 7 · 10-2 | |
| 4А112МВ6У3 | 4,0 | 2,0 | 8 · 10-2 | |
| 4А132S6У3 | 5,5 | 2,0 | 16 · 10-2 | |
| 4А132М6У3 | 7,5 | 2,0 | 23 · 10-2 | |
| 4А160S6У3 | 11,6 | 1,2 | 55 · 10-2 | |
| 4А160М6У3 | 15,0 | 1,2 | 73 · 10-2 | |
| 4А180М6У3 | 18,5 | 1,2 | 88 · 10-2 | |
| 4А200М6У3 | 22,0 | 1,3 | 1,6 | |
| 4А200L6У3 | 30,0 | 1,3 | 1,81 | |
| Синхронная частота вращения 750 мин-1 | ||||
| 4А100L8У3 | 1,5 | 1,6 | 5,2 · 10-2 | |
| 4А112МА8У3 | 2,2 | 1,9 | 7,0 · 10-2 | |
| 4А112МВ8У3 | 3,0 | 1,9 | 10 · 10-2 | |
| 4А132S8У3 | 4,0 | 1,9 | 17 · 10-2 | |
| 4А132М8У3 | 5,5 | 1,9 | 23 · 10-2 | |
| 4А160S8У3 | 7,5 | 1,4 | 55 · 10-2 | |
| 4А160М8У3 | 11,0 | 1,4 | 72 · 10-2 | |
| 4А180М8У3 | 15,0 | 1,2 | 1,0 | |
| 4А200М8У3 | 18,5 | 1,2 | 1,6 | |
| 4А200L8У3 | 22,0 | 1,2 | 1,81 | |
| 4А225М8У3 | 30,0 | 1,3 | 2,95 |
Таблица 3.4.