Формули для визначення розрахункової потужності приводного двигуна

Розміщення передач в механізмі	Задані параметри на робочому органі	N, кВт
Послідовне	Nр (кВт) Мр (кг∙м), nр (об/хв) Pр (кг), Vр (м/с)	N1 = Nр
Паралельне: - від одного двигуна приводиться в рух декілька робочих органів	Nр1, Nр2, Nрn, (кВт) Мр1, Мр2, Мрn (кг∙м) nр1, nр2, nрn (об/хв) Pр1, Pр2, Pрn (кг) Vр1, Vр2, Vрn (м/с)
- від декількох двигунів приводится в рух один робочий орган	Nр (кВт) Мр (кг∙м), nр (об/хв) Pр (кг), Vр (м/с)

За знайденою потужністю підбираються двигуни або насоси (див табл. 1-9 додатку А), причому якщо двигун допускає перевантаження і працює в повторно-короткочасному режимі, то можна підбирати двигун з номінальною потужністю, яка менша розрахункової. Якщо ж двигун не допускає перевантажень або працює в неперервному режимі, то потужність двигуна повинна бути рівною розрахунковій або бути більшою за неї.

У випадку, коли привод робочого органа здійснюється від валу відбору потужності базового трактора або приводу інших механізмів, необхідно перевірити можливість забезпечення виконання робочого процесу РО із необхідними параметрами (забезпечення необхідної частоти обертання, крутного моменту, потужності).

Приклад 2.3. Розрахунок необхідної потужності приводного двигуна стрічкового конвейєра. Користуючись табл. 3.3. при послідовному з’єднанні передач механізму, задано параметри на виконавчій ланці (барабані): тягове зусилля P_р = 400 кг, поступальна швидкість руху стрічки (колова швидкість обертання барабану) V_р = 0,8 м/с. Діаметр барабану D = 0,8м.

Тоді, отримаємо

кВт.

Частота обертання валу барабану

об/хв.

Вибираємо для приводу стрічкового конвеєра асинхронний електродвигун трьохфазного струму 4А100L4Y3 (за табл. 2, додаток А) з потужністю N_дв = 4 кВт, частотою обертання валу n_с = 1500 об/хв.

Номінальна частота обертання валу електродвигуна:

об/хв,

де s – коефіцієнт, який враховує ковзання (s = 1 – при запускі двигуна; s = 0,02…0,05 – при номінальному режимі; s = 0 – при відсутності навантаження).

Зміна швидкості руху та крутного моменту від двигуна до РО визначається передаточним числом u, яке є одним із основних параметрів передачі.

Тому після розрахунку потужнсті приводного двигуна та вибору його типу і марки, необхідно встановити передаточне число приводу РО або виконачої ланки. Передаточні числа для всіх можливих поєднань рухів двигуна та РО визначаються за формулами, наведеними в табл. 3.4.

Таблиця 3.4.

Формули для визначенння передаточного числа приводу

Швидкість		Розрахункова формула
двигуна	робочого органа
nд	nр
nд	Vр	- для гвинтових передач;
Vд	nр
Vд	Vр
Примітка. В формулах прийняті наступні позначення: nд та nр – відповідно частота обертання двигуна і робочого органа, об/хв; Vд та Vр – колова або лінійна швидкість вихідної ланки двигуна та робочого органа, м/с; Dр та Dд – діаметр ланки або діаметр траекторії руху ланки, яка перетворює поступальний рух у обертальний на робочому органі або двигуні, мм; t – крок різьби гвинта; t = іР, де Р – крок різьби, мм; і – число заходів різьби.

Якщо швидкість РО постійна (монотонний рух), то передаточне число також постійне. В деяких машинах у процесі роботи швидкість РО може змінюватись (різноманітний або циклічний рух); в цьому випадку і передаточне число буде зміннним. Воно може змінюватись плавно або ступінчасто (при зміні режиму роботи машини), зберігатись постійним тривалий час при роботі машини в заданому режимі; в останньому випадку відношення найбільшої швидкості робочого органа до найменшої називається діапазоном регулювання. Іноді в спеціальних машинах швидкість робочого органа повинна змінюватись від максимуму до мінімуму за один оберт валу, в цьому випадку передаточне число буде змінним за один оберт. Таким чином вибір передач необхідно виконувати в залежності від вимог, які до них висуваються, передаточного числа, передаваної потужності і можливого відносного розміщення вузлів. Для цього перш за все встановлюється (якщо не задано) характер руху робочого органа, його орієнтовні розміри та розміщення.

Приклад 3.4. Розрахунок передаточного числа приводу стрічкового конвеєра. Користуючись формулою з табл. 3.4. передаточне число становитиме

Далі необхідно розбити загальне передаточне число приводу u між окремими його елементами (передачами) враховуючи їх можливі значення (див. табл. 3.2). Для приводу стрічкового конвеєра можна прийняти наступні значення передаточних чисел: u₁ = 2,5 – передаточне число плоскопасової передачі; u₂ = 5 – передаточне число одноступінчастого циліндричного редуктора; u₃ = 3,8 – передаточне число ланцюгової передачі.

При прийнятих значеннях передаточних чисел окремих елементів приводу фактичне передаточне число складе

u = u₁ u₂ u₃ = 2,5∙5∙3,8 = 47,5.

Прийняті передаточні числа в подальшому уточнюються, причому відхилення від розрахункового числа привода не повинно перевищувати ±3% [3].

Для редукторів спеціального призначення розбиття загального передаточного числа орієнтовно можна виконати за наступними формулами.

Двоступінчасті редуктори.

Передаточне число першої ступені у циліндричних редукторів з розгорнутою схемою

;

циліндричних співвісних

;

конічно-циліндричних

.

Передаточне число другої (тихохідної) ступені

.

Трьохступінчасті циліндричні редуктори.

Передаточне число другої ступені

;

першої та третьої ступені сумісно

;

першої ступені

;

третьої ступені

.

Більш точно розбивку передаточного числа можна виконати на основі рекомендацій роботи [11].

Завершальним етапом кінематичного розрахунку є визначення на усіх валах приводу частоти обертання n, кутових швидкостей , та крутних моментів Т.

Приклад 3.5. Розрахунок значень частоти обертання n, кутових швидкостей , та крутних моментів Т на валах приводу стрічкового конвеєра. Вказані параметри розраховуються за відомими формулами з курсу «Деталі машин». Таким чином, згідно рис. 3.5., маємо:

Вал Д (ведучий):

об/хв.

рад/с.

Нм.

Вал С:

об/хв.

рад/с.

Нм.

Вал В:

об/хв.

рад/с.

Нм.

Вал А (ведений):

об/хв.

рад/с.

Нм.