5. Частоты вращения и моменты на валах

Частота вращения i-го вала (i = 1, 2. 3. . .n ; i = 1 - вал двигателя; i = n -вал рабочего органа) :

n_i = n₁ / u_1-i , (8)

где u_1-i - передаточное число между первым и i-м валами.

Вращающий момент i-го вала :

Т_i = T_р.о / (u_n-i_n-i) , (9)

где u_n-i , _n-i - соответственно передаточное число и КПД между n-м (рабочего органа) и i-м валами;

Т_р.о = F_р.оd / 2000 - номинальный момент рабочего органа.

6. Примеры расчета

6.1. Общая часть для всех примеров

1. Условия задания: выполнить кинематический и энергетический

расчеты привода транспортера по следующим исходным данным:

1. о

   

   кружное усилие рабочего органа F, Н .

В примерах 1,3 рабочий орган - тяговые

цепи; в примере 2 - лента;

2) скорость рабочего органа v, м/c;

3) число зубьев тяговой звездочки z, шаг тяговой цепи Р, мм, (примеры 1,3) или диаметр приводного барабана d (пример 2);

4) циклограмма (график) нагружения - на рис.9.

:Рис.9. График нагружения

2. Электродвигатели серии АИР имеют следующие синхронные часто

ты вращения:

n_c = 3000; 1500; 1000; 750 мин^-1.

6.1.3. Реализовать общее передаточное число u₀ и условия компоновки можно в различных вариантах схем привода. Это зависит от конкретного набора передач (каждая ограничена по u). В приведенных ниже примерах рассмотрен только один из возможных вариантов кинематической схемы для данного привода.

Стрелками на схемах указано направление вращения валов.

4. Коэффициент приведения заданного графиком нагружения (рис.9)

переменного режима к эквивалентному постоянному определяется по формуле (2) :

К_Е =  1²0,6 + 0,6²0,3 + 0,2²0,1 = 0,844.

5. Описание определяемых параметров дано в примере 1. Цифры,

указывающие в решении на порядок действия, - одни и те же во всех примерах.

6.2. Пример 1

Привод к цепному транспортеру.

Дано: F = 8 кН; v = 0,35 м/с; z = 11; P = 125 мм.

Решение

1. Диаметр делительной окружности звездочек по формуле (6)

d_ = P / sin(180⁰/z) = 125 / sin(180⁰/11) = 443,7 мм.

2. Частота вращения тяговых звездочек по формуле (5)

n_зв = 610⁴v / (d_) = 610⁴0,35 / (443,7) = 15,07 мин^-1.

3. Ожидаемые (теоретические) общие передаточные числа привода:

u₀ = n_c / n_зв = 199,07; 99,54; 66,36; 49,77,

г

де n_c - см. п.6.1.2..

4. Кинематическая схема

Обозначено: 1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - редуктор цилиндрический двух- ступенчатый соосный (Ц2С): 4 - быстроходная ступень редуктора 5 - тихоходная ступень редуктора; 6 - приводная цепная передача; 7 - тяговые звездочки транспортера; 8 - тяговые цепи.

Рис. 10. Кинематическая схема

5. КПД привода

₀ = ₁₂²₃₄ = 0,980,97²0,930,99 = 0,85,

где (табл.1) ₁ = 0,98 - КПД муфты;

₂ = 0,97 - КПД цилиндрической ступени редуктора (в квадрате,

так как две ступени);

₃ = 0,93 - КПД цепной передачи;

₄ = 0,99 - КПД пары подшипников качения вала тяговых звездочек.

6. Эквивалентный вращающий момент тяговых звездочек

Т_Е = К_Е Т_nom,

где Т_nom = Fd_ / 2000 = 8000443.7 / 2000 = 1775 Н.м -

номинальный длительный момент тяговых звездочек;

К_Е - коэффициент приведения (п.6.1.4),

Т_Е = 0,8441775 = 1498 Н.м.

7. Потребная мощность двигателя по формуле (1)

Р_дв = T_En_зв / (9550₀) = 149815,07 / (95500,85) = 2,78 кВт.

8. Из табл. П1 и П2 (приложение) выбираем электродвигатели исполнения IM1081 (на лапах) ближайшей большей мощности:

Марка двигателя	Рдв , кВт	nдв ,мин-1	Тпуск/ T	Tmax/ T	Масса, кг
АИР 90L2У3	3,0	2850	2,0	2,2	19
АИР 100S4У3	3,0	1410	2,0	2,2	23
АИР 112МА6У3	3,0	950	2,0	2,2	43
АИР 112МВ8У3	3,0	700	1,8	2,2	48,5

Выбранные двигатели удовлетворяют условиям пуска: (Т_пуск / Т) > 1,6

(рис.9). Согласно схеме (рис.10) валы двигателей должны иметь левое вращение.

9. Общие передаточные числа привода u₀ = n_дв / n_зв и разбивка их по ступеням передач для 4-х вариантов двигателей представлены в табл.5.

Таблица 5

Ва ри ан	Двига-тель	u0	uп	uред	uБ	uT	uБ	uT	uред	uп	u0	u0%
1	90L2	189,12	3,78	50	7,86	6,36	8	6,3	50,4	3,75	189	0,06
2	100S4	93,56	2,97	31,5	6,24	5,05	6,3	5	31,5	3	94,5	-1,0
3	112MA6	63,04	2	31,5	6,24	5,05	6,3	5	31,5	2	63	0,06
4	112MB8	46,45	1,47	31,5	6,24	5,05	6,3	5	31,5	1,5	47,2	-1,7
Примечания. 1. По табл.3 uред Ц2С лежит в пределах от 7,1 до 50; по табл.2 u цепной передачи - 1,5....4 2. Для вариантов 2, 3 и 4 uред принято 31,5 и фиксировано, чтобы получить рекомендуемые uц.п = 1,5...3, а также большую определенность при сравнительном анализе вариантов. 3. В редукторе: uТ = 0,9  uред (табл.3) ; uБ и uТ округлены по ряду предпочтительных чисел R20. 4. Погрешность u0 была определена по формуле (7) и составила менее допустимых  4%.

10.Частоты вращения n, мин^-1, по формуле (8) и моменты на валах

Т_i, Н.м, по формуле (9) (номера валов - см. рис.10) приведены в табл.6.

Таблица 6

Ва	Вал звездо-		Р е д у к т о р
ри	чек ( V вал )		IV вал					III вал
ан	n5	T5	u1-4	n4	u5-4	5-4	T4	u1-3	n3	u5-3	5-3	T3
1	15,08	1775	50,4	56,55	3,75	0,92	514	8	356,3	23,63	0,89	84,4
2	14,92	1775	31,5	44,76	3	0,92	643	6,3	223,8	15	0,89	133
3	15,08	1775	31,5	30,16	2	0,92	965	6,3	150,8	10	0,89	199
4	14,81	1775	31,5	22,22	1,5	0,92	1286	6,3	111,1	7,5	0,89	266

Окончание табл.6

Ва	Р е д у к т о р					Вал двигателя
ри	II вал					( I вал )
ан	u1-2	n2	u5-2	5-2	T2	u5-1	n1	5-1	T1
1	1	2850	189	0,87	10,8	189	2850	0,85	11
2	1	1410	94,5	0,87	21,6	94,5	1410	0,85	22,1
3	1	950	63	0,87	32,4	63	950	0,85	33,1
4	1	700	47,25	0,87	43,2	47,25	700	0,85	44,2