РАСЧЁТНАЯ СХЕМА ПРИВОДА

В задании на курсовой проект предусматривается проектирование и расчёт электромеханического привода ленточного конвейера, включающего электродвигатель, клиноременную передачу, двухступенчатый цилиндрический редуктор и соединительную муфту. Приводной (рабочий) вал конвейера смонтирован на двух опорах, симметричных относительно приводного барабана. Блок-схема для расчёта электромеханического привода конвейера с обозначениями рассчитываемых параметров приведена на рис. 1.

F_t υ

Рис. 1. Блок-схема электромеханического привода

Обозначения на блок-схеме: 1 — электродвигатель, 2 — клиноременная передача, 3 — редуктор, 4 — муфта, 5 — приводной барабан ленточного конвейера;

n, ω — кинематические параметры валов: частота вращения и угловая скорость соответственно;

Р, Т — энергетические и силовые параметры валов: мощность и вращающий момент соответственно;

эл — вал электродвигателя;

клр — вал клиноременной передачи;

вх — входной вал редуктора;

вых — выходной вал редуктора;

б — приводной вал барабана;

F_t — тяговое усилие на барабане;

υ — скорость ленты конвейера.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Мощность на валу приводного барабана, затрачиваемая при работе конвейера, кВт

P_б = F_t · υ =

где F_t — тяговое усилие на барабане, кН; υ — скорость ленты конвейера, м/с.

Определим значение общего коэффициента полезного действия (КПД) привода конвейера

η_общ= η_клр∙ η_ред ∙ η_муф ∙ η_б= 0,95 · 0,93 · 0,97 · 0,98 = 0,84

КПД клиноремённой передачи принимаем η_клр = 0,95;

КПД редуктора принимаем η_ред = 0,93;

КПД цепной муфты принимаем η_муф = 0,97;

КПД барабана принимаем η_б = 0,98.

Определим значение расчётной мощности электродвигателя, кВт

Р_тр.эл = P_б / η_общ =

Определим значение синхронной частоты вращения вала электродвигателя, об/мин

где f — частота переменного тока, равная 50 Гц; p — число пар полюсов. По условию задания р = _____.

Выбор электродвигателя из каталога осуществляется по значениям синхронной частоты вращения вала электродвигателя п_с и расчетной мощности электродвигателя Р_тр.элна основании выполнения условия Р_эл ≥ Р_тр.эл. При выборе электродвигателя по условию Р_эл ≤ Р_тр.эл перегрузка по мощности не должна превышать 5 %.

Исходя из вышеприведённых расчётов принимаем по табл. П1, П2 [3] следующие параметры двигателя серии АИР:

тип двигателя АИР________;

мощность P_эл = _____ кВт;

число оборотов n_эл = ________об/мин;

диаметр посадочного участка вала электродвигателя d₁ = ____ мм;

длина посадочного участка вала электродвигателя l₁ = ____ мм;

расстояние между осями болтов для крепления двигателя к натяжному устройству b₁₀ = _________мм;

ширина опорной поверхности лапок двигателя при креплении к раме b₀ = b₁₀ + 5d₁₀ = ___________ = ________мм.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ,
СИЛОВЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
МЕХАНИЗМОВ ПРИВОДА

Частота вращения приводного барабана, м/с

где υ — скорость ленты конвейера из задания, м/с; D_б — диаметр приводного барабана конвейера из задания, м.

Определим общее передаточное отношение привода конвейера и произведем его разбивку по ступеням механических передач.

i_пр = n_эл / n_б =

i_пр = и_пр

Привод включает два передаточных механизма: клиноременную передачу и зубчатый редуктор. Предварительно примем передаточное число клиноременной передачи и_клр = 2, тогда передаточное число редуктора будет равно

и_ред= и_пр/ и_клр =

Стандартное передаточное число двухступенчатого редукторапринимаем из номинального ряда передаточных чисел по табл. П5 [3]:

и_ред.ст =

Приняв и_ред = и_{ред ст}, уточним значение передаточного числа клиноременной передачи.

и_клр = и_пр / и _{ред. ст} =

Определим значения мощности на валах привода конвейера.

Мощность на валу двигателя, кВт

Р₁= Р_тр.эл=

Мощность на входном валу редуктора, кВт

Р_вх= Р_тр.эл· η_клр =

Мощность на выходном валу редуктора, кВт

Р_вых = Р_вх · η_ред

Мощность на валу приводного барабана, кВт

Р_б = Р_вых· η_муф · η_б =

Определим значения частоты вращения валов привода конвейера.

Частота вращения вала электродвигателя, об/мин

n₁ = n_эл =

Частота вращения входного вала редуктора, об/мин

n_вх = n_эл / и_клр =

Частота вращения выходного вала редуктора, об/мин

n_вых= п_б= n_вх / и_ред.ст =

Определим значения вращающих моментов на валах привода.

Вращающий момент на валу электродвигателя, Н·м

Т₁= Т_эл = 9550 · Р_тр.эл / п_эл =

Вращающий момент на входном валу редуктора, Н·м

Т_вх = Т₁ · и_клр · η_клр =

Вращающий момент на выходном валу редуктора, Н·м

Т_вых = Т_вх · и_ред · η_ред =

Вращающий момент на валу приводного барабана, Н·м

Т_б = Т_вых · и_муф · η_б =

4. ВЫБОР РЕДУКТОРА

Выбор редуктора осуществляется последовательно, начиная с наименьшего типа размера редуктора. Редуктор выбирается из каталога по величине номинального вращающего момента на выходном валу Т_ном и номинального передаточного числа и_ред.ст (табл. П5 [3]) при выполнении условия Т_вых≤ Т_ном.

Согласно кинематическим расчётам (см. выше), принятое номинальное передаточное число редуктора и_ред.ст = _____. Вращающий момент на выходном валу редуктора Т_вых = ______ Н·м.

Согласно техническим характеристикам цилиндрических двухступенчатых горизонтальных редукторов типа Ц2У, выбираем редуктор Ц2У-___ с номинальным вращающим моментом на выходном валу T_ном = _____ Н·м, что больше Т_вых= ______ Н·м (табл. П5 [3]).

Для выбранного редуктора из табл. П6 [3] выписываем габаритные и присоединительные размеры, мм:

§ межосевое расстояние быстроходной ступени..... а_wБ = _______ ;

§ межосевое расстояние тихоходной ступени.......... а_wТ = _______ ;

§ длина корпуса редуктора ..................................... L₃ = ________ ;

§ ширина корпуса редуктора .................................. В₁= ________ ;

§ ширина редуктора с выступающими концами валов

быстроходного (входного) ............................... L₁ = ________ ;

тихоходного (выходного) ................................. L₂ = ________ ;

§ расстояние по длине редуктора от края корпуса

до оси выходного вала ......................................... L₄ =________ ;

§ расстояние по длине редуктора между осями болтов

крепления редуктора к раме ................................ А = ________ ;

§ расстояние по ширине редуктора между осями болтов

крепления редуктора к раме ................................ А₁= ________ ;

§ диаметр входного вала редуктора ....................... d₁ =________ ;

§ диаметр выходного вала редуктора .................... d₂=________ ;

§ высота корпуса редуктора ................................... H₁ = _______ .

5. РАСЧЁТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Рис. 2. Схема клиноременной передачи

Исходные данные для расчёта клиноременной передачи (рис. 2):

Т_{1 клр} = Т_эл = ________Н·м, n_{1 клр} = n_эл = ______об/мин, и_клр = ____.

Расчёт клиноременной передачи проводим для клиновых ремней нормального сечения.