Пример расчета. Расчет общего коэффициента полезного действия (КПД) привода и требуемой мощности электродвигателя

Расчет общего коэффициента полезного действия (КПД) привода и требуемой мощности электродвигателя

Исходные данные для курсовой работы

Цель курсовой работы

Цель курсовой работы:

- обучить студентов методам проектирования; закрепить, расширить и углубить теоретические знания;

- развить у студентов навыки по проведению инженерных расчетов по критериям работоспособности конструкции, технико-экономическому обеспечению конструкторских решений, оформлению текстовой и графической частей курсовой работы.

В задании на курсовую работу в качестве исходных данных (приложение А) выступают мощность Р₄, кВт, и частота вращения n₄, мин ^–1, на приводном валу рабочей машины, а также коэффициент перегрузки К_п (таблица А.1). Срок службы привода длительный, нагрузка постоянная, работа двухсменная.

В качестве примера рассмотрим схему привода, изображенную на рисунке А.1,б (приложение А), со следующими исходными данными:

• частота вращения на приводном валу рабочей машины n₄ = 90 мин ^–1;
• мощность на приводном валу рабочей машины Р₄ = 4,5 кВт;
• коэффициент перегрузки К_п = 1,8;
• нагрузка постоянная;
• работа в две смены;
• срок службы – длительный.

Типовой пример по кинематической схеме, изображенной на рисунке А.1,а (приложение А), рассмотрен в методических указаниях [2].

Общий коэффициент полезного действия привода h_общ равен отношению полезной мощности Р_вых = Р₄, расходуемой на выполнение заданных технологических операций, к затраченной мощности Р_дв.тр электродвигателя, т.е.

. (1)

КПД – безразмерная величина или может измеряться в процентах. Он меньше единицы (или 100%) за счет потерь на преодоление сил трения при прохождении силового потока от электродвигателя к приводному валу рабочей машины. Чем выше КПД, тем совершеннее машина.

В механических приводах потери мощности имеют место в передачах, подшипниках и муфтах, ориентировочные КПД которых приведены в таблице 1. Общий КПД привода (при последовательной схеме) равен произведению КПД его элементов, имеющихся в кинематической схеме

h_общ = h₁ × h₂ × h₃ ×... × h_n. (2)

После расчета общего ориентировочного КПД привода по зависимости (2) определяют из формулы (1) требуемую мощность электродвигателя

, (3)

по которой он подбирается из каталога по ГОСТ 19523 – 81.

Таблица 1 – Значения КПД элементов механического привода [4]

Элемент привода	h
Закрытая зубчатая цилиндрическая передача Цепная передача Ременная передача Муфта соединительная Подшипники качения (одна пара)	0,96...0,98 0,93...0,96 0,94...0,97 0,98...1,00 0,99...0,995

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.

Дата добавления: 2017-01-13