Определение мощности сил движущих и подбор электродвигателя

Мощность сил движущих отличается от мощности сил производственных сопротивлений на величину потерь на трение в кинематических парах и сопротивление окружающей среды и может быть определена по формуле:

(6.1)

где общий КПД привода без учёта потерь в электродвигателе;

(6.2)

= (0,96÷0,98) - КПД подшипников;

= 0,97 - КПД зубчатой передачи;

= (0,95÷0,98) - КПД ременной передачи

= (0,94÷0,96) - КПД соединительных муфт.

Величина коэффициента полезного действия говорит о том, что 16% потери на трение в кинематических парах:

Согласно расчетам подбираем электродвигатель мощностью 30 кВт (табл. 6.1).

Таблица 6.1 – Характеристики ЭД мощностью 30 кВт.

Общее передаточное отношение привода компрессора определяется по формуле:

, (6.3)

где - передаточное отношение редуктора, принимается 2 ¸ 4; - передаточное отношение ремённой передачи, принимается 2 ¸ 4.

Следовательно, общее передаточное отношение:

Выбираем ЭД исходя из общего передаточного числа: так как передаточное отношение редуктора равно 4, то,

для 4А180М2У3

для 4А180М4У3

для 4А200L6У3

для 4А225М8У3

Так как то модели 4А200L6У3 и 4А225М8У3 не подходят по передаточному отношению ремённой передачи, а модели 4А180М4У3 и 4А180М2У3 можно использовать при данных условиях. Выбираем электродвигатель с меньшей частотой вращения:

Разрешается перегруз ЭД на 10% и недогруз 20%, так как фактически рассчитанная мощность составила 27,6 кВт, то величина недогруза составляет:

Недогруз двигателя составил 8% , что свидетельствует о правильности выбранного двигателя.

Определение момента инерции маховика и его размеров

Момент инерции маховика:

(7.1)

где m_А - масштабный коэффициент работ, m_А = m_м ×m_j , (Н×м)/мм²; m_м - масштабный коэффициент моментов сил, Н×м/мм; m_j - масштабный коэффициент угловых перемещений, рад/мм; DS - избыточная площадь, мм²; угловая скорость вращения вала на котором устанавливается маховое колесо, рад/с; коэффициент неравномерности; J_пр - приведенный к звену приведения момент инерции, учитывающий передаточный и кривошипно-ползунный механизмы, рекомендуется принять равным маховому моменту ротора электродвигателя, .

Следовательно:

Масса маховика:

(7.2)

Ширина обода (рис. 5.2):

(7.3)

Толщина обода:

(7.4)

Энерго-кинематический расчет привода

Определяем моменты, обороты и мощности на всех валах. Индекс 1 относится к валу двигателя, индекс 2 – быстроходному валу, 3 – тихоходному валу редуктора.

(8.1)

где - мощность электродвигателя, Вт; - угловая скорость двигателя, определяется по формуле:

(8.2)

(8.3)

(8.4)

Расчет ременной передачи

По номограмме в зависимости от передаваемой мощности и частоты вращения ведущего шкива выбираем сечение клинового ремня А.

Зададимся расчетным диаметром d₁ ведущего шкива, выбрав из стандартных диаметров:

Тогда диаметр ведомого шкива будет:

(9.1)

где ε – коэффициент скольжения, ε = 0,015, [6]

Принимаем из стандартного ряда = 400мм.

Определяем фактическое передаточное отношение u_ф и проверяем его отклонение Δu от заданного u:

(9.2)

(9.3)

Определяем окружную скорость ремня:

(9.4)

Определяем предварительное межосевого расстояние a, мм:

(9.5)

где h – высота сечения ремня, для типа А h = 8 мм

343,5 < а < 1200

Принимаем а = 500 мм.

Определяем расчетную длину ремня при выбранном межосевом расстоянии:

(9.6)

Значение принимаем из стандартного ряда: =2000 мм.

Уточним значение межосевого расстояния по стандартной длине L:

(9.7)

Определяем угол обхвата ремня ведущего шкива α₁:

≥120° (9.8)

Определяем мощность, передаваемую одним ремнем.

(9.9)

где - номинальная мощность, передаваемая одним ремнем, = 5,8 кВт;

С – коэффициент угла обхвата, определяется в зависимости от угла обхвата: .

- коэффициент длины ремня, в зависит от отношения принятой длины ремня L к исходной ; L/ = 1,875

- коэффициент динамичности и режима работы; для односменного режима работы и умеренных колебаниях =1,2 [6]

Определяем число ремней.

(9.10)

где - коэффициент, учитывающий число ремней, = 0,85.

Определяем нагрузку на вал.

, (9.11)

где - натяжение ветви одного ремня, определяется по формуле:

(9.12)

где - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил,

Произведем проверочный расчет ремней по максимальным напряжениям в сечении ветви σ_max, H/мм²:

(9.13)

где - напряжение растяжения, Н/мм²;

(9.14)

где - натяжение ветви ремня, Н; - окружная сила, передаваемая комплектом ремней, Н:

(9.15)

А – площадь поперечного сечения ремня, мм², для ремня типа А площадь равна 230 мм²;

Н/мм²;

- напряжение изгиба, Н/мм²;

(9.16)

где - модуль продольной упругости, = 90 Н/мм²;

Н/мм²;

- напряжение от центробежных сил, Н/мм²;

(9.17)

где r - плотность материала ремня, r = 1325 кг/м³;

Н/мм²;

= 10 Н/мм²;

Н/мм² < 10 Н/мм².

Условие прочности выполнено.

Расчет долговечности ремней:

, (9.18)

где - допускаемая частота пробега, =30

<30

Соотношение u ≤ [u] условно выражает долговечность ремня и его соблюдение гарантирует срок службы 1000~5000 часов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: