Выбор электродвигателя. Определим общий КПД рассматриваемого механического привода

Пример расчета

Определим общий КПД рассматриваемого механического привода

h_общ = h_м × h_зп × h_цп × h_пп³, (4) где h_м – КПД муфты, принимаем h_м = 1 (таблица 1);

h_зп – КПД зубчатой цилиндрической передачи, h_зп = 0,97 (таблица 1);

h_цп – КПД цепной передачи, h_цп = 0,95;

h_пп – КПД пары подшипников, h_пп = 0,99.

h_общ = 1 × 0,97 × 0,95 × 0,99³ = 0,894.

Требуемая мощность электродвигателя по формуле (3) равна

Р_{дв. тр.} = 4,5 / 0,894 = 5,03 кВт.

В качестве двигателей (рисунок 1) в механических приводах наибольшее распространение нашли электродвигатели, которые в большом количестве выпускаются промышленностью. Электродвигатель – один из основных элементов привода, от типа, мощности и частоты вращения которого зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики машинного агрегата. Более подробно о разновидностях электродвигателей сообщено в работе [1].

В курсовой работе рекомендуется выбирать трехфазные асинхронные двигатели серии 4А, которые нашли широкое распространение во многих отраслях машиностроения за счет простоты конструкции, относительно небольшой стоимости, высокой эксплуатационной надежности. Эти двигатели наиболее универсальны, закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применять их для работы, как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках в загрязненных условиях. Каждой мощности соответствует четыре типа двигателей с синхронными частотами вращения валов: 3000 мин^-1, 1500 мин^-1, 1000 мин^-1, 750 мин^-1. Под действием номинальной нагрузки двигатели имеют номинальную частоту вращения (асинхронную) ниже синхронной за счет потерь на скольжение. В таблице 2 приведены значения номинальных частот вращения для двигателей разных типоразмеров в интервале мощностей 2,2...22 кВт.

Значение номинальной мощности электродвигателя Р_ном выбирается из таблицы 2, как ближайшее большее к расчетной мощности Р_дв.тр по формуле (3). В отдельных случаях может быть выбран электродвигатель меньшей мощности Р_ном к расчетной Р_дв.тр, если перегрузка его не превысит 8% [5, с. 7].

Выбранный по мощности электродвигатель имеет четыре типоразмера по частоте вращения, среди которых в дальнейшем необходимо выбрать один. Для этого необходимо определить общее передаточное число привода, которое равно произведению передаточных чисел механических передач, входящих в кинематическую схему привода

U_общ= u₁ × u₂ ×... × u_n , (5)

где u₁, u₂,..., u_n – передаточные числа механических передач в передаточном механизме, рекомендуемый интервал которых приведен в таблице 3.

Таблица 2 – Двигатели асинхронные короткозамкнутые трехфазные серии 4А общепромышленного применения; закрытые, обдуваемые. Технические данные по ГОСТ 19523 – 81

2,2	4А80В2У3		4А90L4У3		4А100L6У3		4А112МА8У3
3,0	4А90L2У3		4А100S4У3		4А112МА6У3		4А112МВ8У3
4,0	4А100S2У3		4А100L4У3		4А112МВ6У3		4А132S8У3
5,5	4А100L2У3		4А112М4У3		4А132S6У3		4А132М8У3
7,5	4А112М2У3		4А132S4У3		4А132М6У3		4А160S8У3
11,0	4А132М2У3		4А132М4У3		4А160S6У3		4А160М8У3
15,0	4А160S2У3		4А160S4У3		4А160М6У3		4А180М8У3
18,5	4А160М2У3		4А160М4У3		4А180М6У3		4А200М8У3
	4А180S2У3		4А180S4У3		4А200М6У3		4А200L8У3

Таблица 3 – Рекомендуемые значения передаточных чисел u механических передач [3, с. 45]

Вид передачи	Твердость зубьев	Рекомендуемый интервал u	uмах
Зубчатая цилиндрическая одноступенчатого редуктора	Любая	2,0....6,3	8,0
Цепная	–	2,0....4,0	–
Ременная	–	2,0....3,0	–

Рекомендуемый интервал передаточных чисел механического привода равен

U_общ= U_общ.min .... U_общ.max, (6)

где U_общ.min– произведение минимальных рекомендуемых значений передаточных чисел механических передач привода;

U_общ.max – произведение их максимальных рекомендуемых значений.

Затем для четырех выбранных по мощности двигателей рассчитывается U_общ, как отношение номинальной частоты вращения вала электродвигателя n_ном (таблица 2) к заданной в исходных данных частоте вращения вала рабочей машины n_вых= n₄

. (7)

Из дальнейшего рассмотрения исключаются двигатели, для которых U_общ., найденное по формуле (7), не попадает в рекомендуемый интервал, определенный по формуле (6). Оставшиеся двигатели из четырех рассматриваемых могут быть применены в заданной кинематической схеме привода, т.е. задача решается неоднозначно.

Однако при окончательном выборе электродвигателя нужно учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 мин^-1) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 мин^-1) имеют повышенные габариты и массу, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения.

Дата добавления: 2017-01-13