Електромеханічний привід виконуючого механізму (стр. 2 из 6)

Враховуючи викладене, для розробки компоновочних схем електропривода, зупинимося на електродвигунах АИР132М4У3 та АИР160S6У3

Розробляючи кінематичні схеми передаточних механізмів, враховуємо також вимоги найменших габаритних розмірів і можливість вписатися в габаритні розміри ланцюгового транспортера. Звісно, найбільш зручним буде електропривід, який буде розташований під ланцюговим транспортером. Така умова потребує застосування в якості останнього ланцюга електропривода механічної передачі з гнучким зв’язком. Для тихохідних механізмів (транспортерів і конвейєрів), що має місце в нашому випадку, рекомендують ланцюгові передачі, на якій ми й зупинимося [3].

Орієнтуючись на ці обмеження, компонуємо кінематичні схеми електроприводу з вибраним двигуном. В якості складових частин використовуємо якомога більше серійно випускаємих механічних редукторів, муфт, гнучких зв’язків і т.д., так як тільки в цьому разі ми можемо досягти найбільш економічного рішення, найбільшої довговічності та надійності приводу.

Таблиця 4. Перелік складових частин електроприводів та розбиття передаточного числа

Варіант	Двигун	Муфта	Редуктор	Ланцюгова передача	і = і_рі_ц
1	АИР132М4У3Р = 11,0 кВтn = 1450 об/хв	МУВП250-38-38-1-1-У3ГОСТ 21424-75Т=250 Нмd=38 і38 мм1,1тип, =0,99	Черв’ячний редукторЧ320-80-51-1-2Ц-У3 по ТУ2-056-1-32-75; =0,83 Т=6100Нм, а = 320 мм u=80 (передаточне число)51-варіант складання,1-2 - варіанти розташуванняЦ-циліндр. кінці валів	t=44,45 ммZ₁=27Z₂ = 29і_ц = 1,06 =0,95	85,29
2	АИР160S6У3Р = 11,0 кВтn = 970 об/хв	МУВП710-48-48-1-1-У3ГОСТ 21424-75Т=710 Нмd=48 і48 мм1,1тип, =0,99	Ч250-50-51-1-2-Ц-У3 по ТУ2-056-1-32-75; =0,82 Т=4120 Нм, а = 250 ммu=50 (передаточне число)51-варіант складання,1-2 - варіанти розташуванняЦ-циліндр. кінці валів	t=44,45 ммZ₁=27Z₂ = 31і_ц = 1,14 =0,95	57

4. Вибір електродвигуна та аналіз кінематичних схем електроприводу

Уточнюємо коефіцієнти корисної дії кожного варіанта, основуючись на тому, що складові частини електропривода мають слідуючі значення ККД згідно [2].

Черв’ячний редуктор Ч320, і = 80

_чр = 0,83

Черв’ячний редуктор Ч250, і = 50

_чр = 0,82

Муфта пружна МУВП

_м = 0,99

Ланцюгова передача

_лп = 0,95

Тоді, відповідно до варіантів загальний ККД передаточного механізму буде рівний:

1 —

₁ =

_м

_чр

_лп = 0,99 х 0,83 х 0,95 = 0,78

2 —

₂ =

_м

_чр

_лп = 0,99 х 0,82 х 0,95 = 0,77

Тепер, маючи уточнене значення ККД та величину корисної потужності, визначаємо по відомій формулі (2) необхідну потужність електродвигуна для кожного варіанта

1 — Р_необх1 = к Р_кор/

₁ = 1,1 х 6007,5 х /0,78= 8472,1 Вт

2 — Р_необх2 = к Р_кор/

₂ = 1,1 х 6007,5 х /0,77= 8582,1 Вт

Основуючись на уточнених розрахунках необхідної потужності та виконуючи умову

Р_ном

Р_необх,

для кожного варіанта приймаємо слідуючі асинхронні електродвигун змінного струму

1 варіант АИР132М4У3Р = 11,0 кВт,

n = 1450 об/хв;

2 варіант АИР160S6У3 Р = 11,0 кВт,

n = 970 об/хв

Таблиця 6. Результати розрахунків коефіцієнта якості електроприводів

Варіанти	Габ. розм.LxBxHмм	Маса кг	Усталена поту-жність,кВт	ККД	Дійсний оберт. момент Т на вих. валі Нм
1	950х500х300	881,5	11,0	0,78	3750
2	1312х648х760	600	11,0	0,77	3750

Результати приведених розрахунків свідчать про те, що найбільш прийнятним по коефіцієнтам якості є перший варіант,але через його велику масу і велику громіздкість компоновки перевагу віддаємо другому варіанту.

5. Теплова перевірка вибраного двигуна

Теплову перевірку двигуна проводимо за методом еквівалентних моментів [4], рахуючи, що між струмом та моментом вибраного двигуна існує прямопропорційна залежність.

Визначаємо величину еквівалентного моменту корисного опору на ведучому барабані стрічкового транспортера за формулою:

(5)

де Т₁ — момент корисного опору на ведучій зірочці на протязі часу

t₁ = 0,5t рівний діючому моменту Т, Нм,

Т₂ — момент корисного опору на ведучій зірочці на протязі часу

t₂ = 0,5t рівний 0,8 діючого момента Т, Нм,

Т — діючий момент корисного опору по завданню 3750 Нм.

Після підстановки значень в формулу (5) отримуємо

=Ö0,82Т²=0,9Т=0,9х3750=3375 Нм.

Приводимо еквівалентний момент корисного опору

до валу двигуна, використовуючи співвідношення

деТ_екв — приведений до валу двигуна еквівалентний момент корисного опору, Нм,

u — передаточне число передаточного механізму приводу рівне 57,

_м — ККД передаточного механізму 0,77.

Тоді Т_екв =

/uhм=3375/57х0,77=76,896 Нм.

Номінальний момент, що розвиває двигун, рівний

деР — номінальна потужність двигуна 11000 Вт,

— номінальна кутова швидкість усталеного руху якоря двигуна

wном=pn/30=3,14х970/30=101,53 1/с.

Таким чином

Тном=Р/wном =11000/101,53=108,34 Нм.

Так як номінальний момент, розвиваємий двигуном Т_ном більше еквівалентного моменту навантаження Т_екв, тобто

Т_ном > Т_екв,

то двигун не буде перегріватися.

Вибраний двигун допускає короткочасне перевантаження при пуску Т_пуск/Т_ном = 2, що більше ніж по завданню Т_пуск = 1,8Т.

Виконання двигуна по способу монтажу М100, тобто на лапах, по ступеню захисту ІР44, тобто закритий з зовнішнім обдувом від власного вентилятора. Двигун може працювати при температурі навколишнього повітря від -40 до +40 ^оС.

6. Визначення динамічних показників

Для уточнення пускового моменту та розрахунку динамічної міцності обертаючихся деталей приводу, визначаємо момент сил інерції, який необхідно перебороти двигуну при пуску, за методикою, яка викладена в [5].

Т_і = І_пр

e, (6)

де І_пр — приведений до вала двигуна момент інерції складових частин виконавчого механізму і приводу, кг

м²,

e — кутове прискорення вала двигуна, с^-2.

Приведений до вала двигуна момент інерції визначаємо за формулою:

І_пр = І_дв +

(7)

де І_дв — момент інерції якоря двигуна та муфти по даним [2] складає 0,12+ 0,32= 0,44 кгм²,

І_зір — момент інерції стальної зірочки (

= 7800 кг/м³), шириною а = 0,02 м.

Діаметр зірочки Z/t=10/125:

Ізір=mr²/2=(r/2)a(pD²/4)(D/2)= pD² D²ra/32=0,409 кгм²

Будемо вважати, що грузонесучий ланцюг та маса вантажу, яка на ньому знаходиться зосереджена на ободі зірочки, тоді момент інерції ланцюга з вантажем буде рівний

І_ланц = m_ланц

r_зір² = m_ланц(D/2)²,