ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА К БАРАБАНУ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА. проектирование привода к барабану механизма подъема груза
 Скачать 0.56 Mb.
|
Срок службы приводного устройстваСрок службы (ресурс) Lh, ч, определить по формуле: Lh = 365 Lt tс Lс, Lh=365*11*8*2=64240 ч. Вычитаем из этого количества 15% часов на профилактику, текущий ремонт и нерабочие дни. 64240*0.85=54606 ч. где Lt — срок службы привода, лет (см. таблицы в Техническом задании); tс — продолжительность смены, ч; Lс — число смен. Из полученного значения Lh следует вычесть примерно 10…20 % часов (в зависимости от характера производства) на профилактику, текущий ремонт, нерабочие дни. Данные внести в таблицу 1.3. Таблица 1.3. Эксплуатационные характеристики машинного агрегата Эксплуатационные характеристики машинного агрегата
2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА Цель: 1. Определить номинальную мощность и номинальную частоту вращения двигателя. Определить передаточное число привода и его ступеней. Рассчитать силовые и кинематические параметры привода. Двигатель является одним из основных элементов привода. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода. Выбор электродвигателя предусматривает определение его мощности, типа, частоты вращения вала и основных размеров. Привод общего назначения состоит из электродвигателя и трансмиссии (передачи). Передача, расположенная между двумя соседними валами, называется одной ступенью привода. В зависимости от потребляемой мощности, а также от ограничений по массе и размерам выбирается тот или иной тип электродвигателя. Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям: обеспечивать момент, достаточный для разгона механизма с заданным ускорением, а при торможении двигателем - замедление механизма; при работе в заданном режиме не должен испытывать длительных перегрузок, ведущих к перегреву электродвигателя. Задачи кинематического расчета привода. Подобрать электродвигатель. Определить общее передаточное число. Разбить передаточное число привода между ступенями. Определить мощность, частоту вращения и вращающий момент на каждом валу. 1. Определяем требуемую мощность рабочей машины (конвейера): Pрм = Fвых·Vвых =3,5 ∙ 0,6 = 2,1 кВт 2. Общий коэффициент полезного действия привода: о=оп ·зп ·м·пк2·пс оп = 0,96 - КПД плоскоременной передачи зп = 0,96 - КПД цилиндрической передачи пк = 0,99 - КПД подшипников качения пс = 0,99 - КПД подшипников скольжения м = 0,98 - КПД соединительной муфты о = оп · зп · м · пк2 · пс = 0,96*0,96*0,98*0,992*0,99=0,88 3. Находим требуемую мощность двигателя: Рдвр =Ррм/ηо. Рдвр =2,1/0,88=2,39 кВт 4. Определяем частоту вращения выходного вала nрм =60·10³ Vвых / (π * Dвых)=60*103*0,6/(3,14*300)= 38,22 мин-1 nрм= nвых 5. На основе рекомендуемых минимальных (min) и максимальных (max) величин передаточных чисел u для различных видов механических передач определяют рекомендуемое min и max передаточное число привода: У наших приводов только 2 ступени: открытая ременная и закрытая цилиндрическая, поэтому у Вас min и max передаточное число привода будет определяться: uо'min =uрп'min ·uзп'min =2*2,5=5 ; uо'mах =uрп'mах ·uзп'mах=6*8=48 6. Расчитываем минимальная (min) и максимальная (max) частота вращения вала электродвигателя, минˉ1: nдв р min = nрм uо' min=38,22*5=191,1 мин-1; nдв р mах = nрм uо'mах=38,22*48=1834,56 мин-1 7. Рдв ≥ Рдв р; nдв р min< nдв < nдв р mах Итак, мы выбираем двигатель: 4АМ112МВ8У3 Рдв = 3,0 кВт , nдв =710 об/мин , Тmах/Тnоm =1,8 , dвал =32 мм. 8. Максимальное допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины ∆ nрм, минˉ1: ∆ nрм = nрм δ/100 = 38,22 *3/100=1,146 мин-1 Параметр Вал Последовательность соединения элементов привода по кинематической схеме дв -> оп -> зп -> м -> рм Мощность Р, кВт дв Б Т рм Рдв Р1 = Рдв ·ηоп·ηпк Р2 = Р1 ·ηзп·ηпк Ррм = Р2 ·ηм·ηпс Рдв >Р1 >Р2 >Ррм Частота вращения n, об/мин Угловая скорость ω, 1/с дв Б Т рм nдв n1 =nдв /uоп n2 =n1 /uзп nрм = n2 ωдв = π nдв/30 ω1 =ωдв /uоп ω2 =ω1 /uзп ωрм = ω2 nдв >n1 >n2; ωдв >ω1 >ω2 Вращающий момент Т, Н∙м дв Б Т рм Тдв= 9550·Рдв / nдв Т1 = 9550 ·Р1 / n1 Т2 = 9550 ·Р2 / n2 Трм = Т2 ·ηм·ηпс Тдв <Т1 <Т2 9. Допускаемая частота вращения приводного вала с учетом отклонения [nрм], минˉ1: [nрм ]=nрм +∆nрм=38,22+1,146 =39,366 мин-1 10. Действительное общее передаточное число привода: uо = nдв/[nрм]=710/39,366 =18 11. uзп =6,3 12. Уточняем передаточное число открытой передачи в соответсвии с выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода: uоп = uо/ uзп=18/ 6,3 = 2,86 13. Определение силовых и кинематических параметров привода Определение мощности на валах привода: Рдв = 3,0 кВт (вал двигателя) Р1 = Рдв ∙ηоп∙ηпк = 3,0×0,96×0,99 = 2,85 кВт (быстроходный вал редуктора) Р2 = Р1 ∙ηзп∙ηпк = 2,85 ×0,96×0,99 = 2,7 кВт (тихоходный вал редуктора) Ррм = Р2 ∙ηм∙ηпс = 2,7×0,98×0,99= 2,6 кВт (вал рабочей машины) Определение чисел оборотов валов: 𝑛дв = 710 об/мин (вал двигателя) 𝑛1 = 𝑛вх /𝑢от = 710/2,86=248 об/мин (быстроходный вал редуктора) 𝑛2 = 𝑛1/uзп =248/ 6,3 =39,4 об/мин (тихоходный вал редуктора) 𝑛рм = 𝑛2 = 39,4 об/мин (вал рабочей машины) Определение угловых скоростей: 𝜔дв =  = 3,14*710/30 = 74 c-1(вал двигателя) ω1 = ωдв / uоп = 74/2,86 = 26 с-1 (быстроходный вал редуктора) ω2 = ω1 / uзп = 26/6,3 = 4 с-1 (тихоходный вал редуктора) ωрм = ω2 = 4 с-1 (вал рабочей машины) Определение вращающих моментов на валах привода: Тдв= 9550∙Рдв / nдв = 9550×3,0/710 = 40 Н/м (вал двигателя) Т1 = 9550 ∙Р1 / n1 = 9550×2,85/248 = 109 Н/м (быстроходный вал редуктора) Т2 = 9550 ∙Р2 / n2 = 9550×2,7/39,56 = 654 Н/м (тихоходный вал редуктора) Трм = Т2 ∙ηм∙ηпс = 654×0,98×0,99 = 635 Н/м (вал рабочей машины) Предварительный расчет диаметров валов: dвал дв =32 мм ( из характеристики двигателя) d1=  38 мм -> 40 мм (диаметр быстроходного вала)d2 =  мм -> 55 мм (диаметр тихоходного вала)dрм = d2 = 55 мм(диаметр вала рабочей машины)
3. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЕТ ПЛОСКОРЕМЕННЫХ ПЕРЕДАЧ Цель: 1. Выполнить проектный расчет открытой передачи. 2. Выполнить проверочный расчет открытой передачи. Исходные данные: Рдв = 3 кВт; nдв =710 мин--¹; u = uоп =2,86 ; Тдв=40 Н·м Определяются: Диаметр ведущего шкива, мм: — для резинотканевых и капроновых с полиамидным покрытием ремней: d1 min = (1100…1300)  = 1100 =177,8; d1=180 d2’= d1*u=180*2,86 = 514,8 d2=500 uд=  = 500/180(1-0,015) = 2,82  = *100% =[2,82-2,86]/2,86= 1,4% ≤ 3%Межосевое расстояние выбирается в интервале: а'min = (d1 + d2) =(180+500)=680 мм а'mах = 2 ,5(d1 + d2)= 2,5(180+500)= 1 700 мм. Примем а=1000 3.1.6. Расчетная длина ремня L'p, мм:  Действительное межосевое расстояние а, мм:  Принимаем как а = 1250 мм 3.1.8. Угол обхвата ремнем меньшего шкива α°1, град.: . Угол α°1 должен быть ≥ 150°.   3.1.9. Скорость ремня V, м/с:   м/с[V] = 30 м/с — допускаемая скорость. Число пробегов ремня ν, с ̅1: ν=V/Lp =  ≤30 с-1. Окружное усилие Ft =  = = 448Допускаемое полезное напряжение [σ] = ko*сα*сV*сθ*сp = 2,25*0,956*1,02*1*0,8= 1,76 Требуемая площадь поперечного сечения ремня: S = Ft / [σ] = 448/1,76=254,5 δр ≤ d1/40=180/40=4,5 Выбираем δр = 4,5 мм. Ширина ремня b = S / δр= 254,5/4,5 = 56,6 ПРИМЕМ b= 60 3 прокладки Силы, действующие в ременной передаче: а) сила предварительного натяжения ремня: Fo = σo b δр = 1,76*60*4,5 = 475 б) силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей ремня, Н: F1 = Fо + Ft / 2 = 475 + 448/2 = 699 F2 = Fо — Ft / 2 = 475- 448/2 = 251 3.1.12. Сила, нагружающая валы передачи Fоп, Н Fоп = 2 Fо sin(α/2) = 942 F оп max = 1,5 Fоп = 1413 3.2. Проверочный расчет 3.2.1. Прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви σ max, Н/мм2: σ max = σ1 + σи + σv ≤ [σ]p =2,58+2+0,04= 4,62 Н/мм2 а) σ1 =F0/S+Ft/2S= 475/270+ 448/(2*270)= 2,58 б) σи=Eu(δр /d1)=80*(4,5/180)= 2 в) σv = ρ V2 10-6 = 1000*6,72*10-6=0,04 [σ]p = 8 Н/мм2 Максимальное напряжение не превышает допустимого. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||