Определение мощности на валах, частоты вращения валов и крутящих моментов на валах

Энергетический и кинематический расчёт привода

1.1 Исходные данные:

 

Ft- окружная сила на звездочке цепного конвейера, кН; 1,00

V - скорость движения цепи, м/с;  0,75

Z – число зубьев звездочки; 9

P – шаг тяговых звездочек, мм; 100

Выбор электродвигателя.

Определение потребляемой мощности привода

 

Р_вых. = FtּV, (1.1)

 

где Р_вых.- потребляемая мощность привода, кВт

 

Р_вых = 1 ּ 0,75 м/с = 0,75 кВт

 

Определение потребляемой мощности электродвигателя

 

Р_э = Р_вых / ף_об, (1.2)

 

где Р_э - потребляемая мощность электродвигателя;

ף_об – общий КПД привода, определяемый как произведение КПД отдельных передач и муфт.

 

ף_об= ף_ц.п ּ ף_к.п ּ ף_м, ּ ף_м (1.3)

 

где ף_ц.п – КПД цилиндрической передачи, ף_ц.п=0,96 – 0,98;

ף_ц.п – КПД конической передачи, ף_ц.п=0,95 – 0,97;

ף_м – КПД муфты, ף_м=0,98.

 

ף_об= 0,97•0,96•0,98² = 0,89

Р_э =0,75/0,89=0,84 кВт

Определение предполагаемой частоты вращения вала электродвигателя

 

n_э= n_вּ u₁ּu₂ּ …(1.4)

 

где u₁, u₂ - рекомендуемые значения передаточных чисел передач привода;

n_в - частота вращения приводного вала, мин.^-1

n_э – предполагаемая частота вращения вала электродвигателя, мин^-1

, (1.5)

 мин^-1

 

Принимаем значения передаточных чисел:

 

U_б= 2,5- 5 U_т=2-5

n_э=50×4,5×4=900 мин.^-1

По найденным значениям Р_э и n_э выбираем электродвигатель:

Электродвигатель АИР 90LB8 ТУ 16-525.564-84

 

P_э = 1,1 кВт,n_э = 695 об./мин.

Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням

 

После выбора электродвигателя определяем общее передаточное число привода:

 

U_общ= n_э/ n_в (1.6)

 

где n_э - номинальная частота вращения вала выбранного электродвигателя, мин.^-1

 

U_общ= 695/50= 13,9

U_ред= U_общ (1.7)

U_ред= 13,9

 

Далее производим распределение передаточного числа редуктора между его ступенями.

 

, (1.8)

 

где U_т – передаточное число тихоходной ступени.

 

 

Из стандартного ряда чисел принимаем U_т=4 по СТСЭВ 229-75

 

U_б=U_ред/U_т, (1.9)

 

где U_б – передаточное число быстроходной ступени

U_б=13,9/4=3,48

 

Из стандартного ряда чисел принимаем U_б=3,55 по СТСЭВ 229-75

Определение мощности на валах, частоты вращения валов и крутящих моментов на валах

 

Мощности на валах определяют через мощность электродвигателя

 

P₁ = P_э ּ ף_м, (1.10)

 

где P₁ – мощность на первом валу, кВт;

ף_м – КПД муфты

 

P₁ = 1,1×0,98=1,08 кВт

P₂ = P₁ ּ ף_к.п., (1.11)

 

где P₂ – мощность на втором валу, кВт;

ף_к.п. – КПД конической передачи

 

P₂ = 1,08×0,96=1,05 кВт

P₃ = P₂ ּ ף_ц.п., (1.12)

 

где P₃ – мощность на третьем валу, кВт;

ף_ц.п. – КПД цилиндрической передачи

 

P₃ = 1,05·0,97=1 кВт

 

Частоты вращения валов могут быть определены через частоту вращения вала электродвигателя.

n₁ = n_э = 695 мин^-1 (1.13)

n_i=n_i-1/U_i, (1.14)

 

где n_i, n_i-1 – частота вращения соответственно i и i-1 валов, мин^-1

 

n₂ = n₁ /u_б, (1.15)

 

где u_б – передаточное число быстроходной ступени.

 

n₂ = 695/3,55=195,77 мин^-1

n₃ = n₂ /u_т, (1.16)

 

где u_т – передаточное число тихоходной ступени.

 

n₃ = 195,77/4=48,94 мин^-1

 

Крутящие моменты на валах определяются по формуле:

 

T_i = , Н ּ м(1.17)

 

где T_i - крутящий момент на i-ом валу, Н • м;

Р_i - мощность на i-ом валу, кВт;

n - частота вращения i-ого вала, мин^-1

 

T₁ = 9550 ּ P₁/n₁ = 9550 ּ1,08/695 = 14,84 Н ּ м (1.18)

T₂ = 9550 ּ P₂/n₂ = 9550 ּ 1,05/195,77 =51,22 Н ּ м (1.19)

T₃ = 9550 ּ P₃/n₃ = 9550 ּ 1/48,94 = 195,14 Н ּ м (1.20)

Результаты произведенных расчетов, в соответствии с таблицей 1.1, являются исходными данными для последующих расчетов передач.

 

Таблица 1.

Валы	Мощности на валах, кВт	Частоты вращения валов, мин-1	Крутящие моменты на валах, Н ּ м	Передаточные числа передач
I II III	1,08 1,05 1	695 195,77 48,94	14,84 51,22 195,14	Uб=3,55 Uт=4