Оборудование машиностроительных производств (стр. 5 )

Ррм =Т· ω— если указано значение вращающего момента Т, кН • м, и угловой скорости ω, рад/с, тягового органа рабочей машины.

2. Определить общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

η = ηзпηоп ηм ηпк ηпс

где— ηзп,ηоп, ηм , ηпк, ηпс коэффициенты полезного действия закрытой передачи (редуктора), открытой передачи, муфты, подшипников качения (по кинематической схеме в редукторе две пары подшипников) и подшипников скольжения (по схеме на приводном валу рабочей машины одна пара подшипников). Значения КПД передач и подшипников выбрать из табл. 3.

3. Определить требуемую мощность двигателя Рдв , кВт:

4. Определить номинальную мощность двигателя Рнои , кВт. Значение номинальной мощности выбрать из табл. 2 по величине, большей, но ближайшей к требуемой мощности Рдв:

Рнои ≥ Рдв

5. Одновременно с номинальной мощностью по табл.2 выбирается тип двигателя.

Каждому значению номинальной мощности Рном соответ­ствует в большинстве не одно, а несколько типов двигателей с различными частотами вращения, синхронными 3000, 1500, 1000, 750 об/мин. Выбор оптимального типа двигателя зависит от типов передач, входящих в привод, кинематических харак­теристик рабочей машины (см. исходные данные), и произ­водится после определения передаточного числа привода и его ступеней. При этом надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 об/мин) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

В приведенном ниже примере рассматривается и анализиру­ется возможность применения для определенно выбранной номинальной мощности Рном всех типов двигателей.

Таблица 3. Значения КПД механических передач (без учета потерь в подшипниках)

Тип передачи	Закрытая	Открытая
Зубчатая:
цилиндрическая	0,96….0,97	0,93…0,95
коническая	0,95…0,97	0,92…0,94
Червячная при передаточном числе u:
свыше 30	0,70…0,75	-
от 14 до 30	0,80…0,85	-
от 8 до 14	0,85…0,95	-
Цепная	0,95…0,97	0,90…0,93
Ременная:
плоским ремнем		0,96…0,98
клиновым (поликлиновым)		0,96…0,98
ремнями		0,95…0,97

* в ТЗ1 следует определить Рдв = Ррм / 2η

Примечания: 1. Ориентировочные значения КПД закрытых передач в масляной ванне приведены для колес, выполненных по 8-й степени точности, а для открытых—по 9-й; при более точном выполнении колес КПД может быть повышен на 1...1,5%; при меньшей точности—соответственно понижен. 2. Для червячной передачи предварительное значение КПД принимают ηзп = 0,75...0,85. 3. Потери в подшипниках на трение оцениваются следующими коэффициентами: для одной пары подшипников качения ηпк = 0,99... 0,995; для одной пары подшипников скольжения η|пс = 0,98...0,99. 4. Потери в муфте принимаются ηм« ≈ 0,98.

2.2.  Определение передаточного числа привода и его ступеней

Передаточное число привода и определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя пном к частоте вращения приводного вала рабочей машины прм при номинальной нагрузке: и = пном / прм.

1. Определить частоту вращения приводного вала рабочей машины прм, об/мин:

а) для ленточных конвейеров, грузоподъемных и прочих машин:

, отсюда

где v—скорость тягового органа, м/с; D — диаметр барабана, мм;

б) для цепных конвейеров:

, отсюда

где v — скорость конвейера, м/с; z — число зубьев ведущей звездочки тягового органа; р — шаг тяговой цепи, мм.

2. Определить передаточное число привода для всех прием­лемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности Рном (см. 2.1, п. 4):

; ; ; …

3. Определить передаточные числа ступеней привода.

Определение и выбор передаточных чисел ступеней произ­вести разбивкой переда очного числа привода для всех вари­антов типа двигателя так, чтобы

и1 = изп 1∙ иоп 1 ; и2 = изп 2 ∙ иоп 2 ; и3 = изп 3 ∙ иоп 3 ; …

где и, изп, иоп — соответственно передаточные числа привода, редуктора и открытой передачи.

При этом возможны три способа разбивки передаточного числа и:

а) оставить передаточное число редуктора изп постоянным, изменяя передаточное число открытой передачи:

; ; ; …

б) оставить передаточное число открытой передачи иоп по­стоянным, изменяя передаточные числа редуктора:

; ; ; …

в) наметить конкретные значения передаточных чисел редуктора и открытой передачи для первого варианта, а в последующих вариантах получать передаточные числа ступеней умножением предыдущих чисел на соответствующий множитель К:

для 2-го варианта ;
для 3-го варианта и т. д.

Тогда для 2-го варианта изп 2 = изп 1 К2 ; иоп 2 = иоп 2 К2 ;

для 3-го варианта изп 3 = изп 2 К3 ; иоп 3 = иоп 2 К3 и т. д.

Разбивка передаточного числа привода должна обеспечить компактность каждой ступени передачи и соразмерность ее элементов. Так, в технических заданиях 4 и 16 передаточные числа открытых зубчатых передач должны быть достаточно большими, так как колеса этих передач связаны в первом случае с колонной поворотного крана, а во втором — с тарелкой питателя больших диаметров; в технических заданиях 9 и 11 передаточное число ременной и цепной передач должно быть небольшим, ибо в противном случае получатся большие диаметры ведомых шкива и звездочки, что скажется на соразмерности элементов передач всех ступеней, и т. п.

Для того чтобы габариты передач не были чрезмерно большими, нужно придерживаться некоторых средних значений изп и иоп, по возможности не доводя их до наибольших, допускаемых лишь в отдельных случаях (табл.4).

4. Определить максимальное допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины ∆прм , об/мин:

,

где δ, %—допускаемое отклонение скорости приводного вала рабочей машины (см. исходные данные).

5.  Определить допускаемую частоту вращения приводного вала рабочей машины с учетом отклонения [прм] , об/мин:

[прм] = прм ± ∆nрм.

При этом [прм] может существенно повлиять на пред­варительную разбивку передаточного числа привода и. Поэтому оптимальные передаточные числа изп и иоп можно получить подбором необходимого значения допускаемого отклонения частоты вращения в пределах максимального: от — ∆прм до + ∆прм (в том числе ∆прм = 0).

6.  Определить фактическое передаточное число привода иф:

иф = п ном /[п рм]

7. Уточнить передаточные числа закрытой и открытой передач в соответствии с выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода:

иоп = иф / и зп или изп = иф/ иоп ;

при этом предпочтительнее уточнить иоп, оставив неизмен­ным стандартное значение изп.

Таблица 4. Рекомендуемые значения передаточных чисел

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические и конические (СТ СЭВ 221—75);

1-й ряд -2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3;

2-й ряд -2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1.

Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда. .

Закрытые червячные передачи (редукторы) одноступенчатые для червяка с числом витков zj»l; 2; 4 (ГОСТ 2144—75):

1-й ряд - 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5;

2-й ряд -11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5.

Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда. .

Открытые зубчатые передачи: 3…7. .

Цепные передачи: 2...5. .

Ременные передачи (все типы): 2...4. .

Пример. Выбрать двигатель привода ковшового элеватора; определить общее передаточное число привода и произвести его разбивку.

Исходные данные: тяговая сила ленты F= 2 кН; скорость ленты v=1,3 м/с; Диаметр барабана D = 300 мм; допускаемое отклонение скорости ленты δ = 5%.

1.  Определяем требуемую мощность элеватора:

Pрм = F·v = 2∙103∙1,3 = 2,6∙103 Вт = 2,6 кВт.

2. Определяем КПД всего привода:

η = ηзпηоп ηм η2 пк ηпс

3. Находим требуемую мощность двигателя:

кВт

4. По табл. 2 выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Рном = 3 кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателя:

вариант	Тип двигателя	Номинальная мощность Рном, кВт	Частота вращения, об / мин
синхронная	При номинальном режиме п ном
1	АМ112МВ8У3	3,0	750	700
2	АМ112МА6У3	3,0	1000	955
3	АМ100S4У3	3,0	1500	1435
4	АМ90 L2У3	3,0	3000	2840

5. Определяем частоту вращения барабана:

об / мин

6. Находим общее передаточное число для каждого варианта:

7. Производим разбивку общего передаточного числа, принимая для всех вариантов передаточное число редуктора постоянным uоп = 4,5 (1-й способ):

Передаточное число	Варианты
1	2	3	4
Общее для привода	13,15	18,45	27,70	55,5
Цепной передачи	3,09	4,1	6,12	-
Конического редуктора	4,5	4,5	4,5	-

Если здесь применить 3-й способ разбивки, то находим множители:

. Тогда при изп1 =4,5, изп2 = изп1∙К2 = 4,5·1,15 = 5,17, по табл. 2.3 выбираем, изп2 = 5 и определяем иоп2 = 3,69; при изп3 = изп3 К3 = 5·1,22 = 6,1. по табл. 4 выбираем изп3 = 6,3 и определяем иоп3 = 4,4.

Очевидно, что при приемлемом значении иоп2 остальные значения передаточных чисел в обоих вариантах большие. Теперь нужно, варьируя значениями изп1, добиться оптимальных значений передаточных чисел изп и иоп одного из вариантов.

8. Анализируя полученные значения передаточных чисел (1-й способ), приходим к выводу:

а) четвертый вариант (и = 55,5; пном= 2840 об/мин) затрудняет реализацию принятой схемы двухступенчатого привода посредством конического редуктора и цепной передачи из-за большого передаточного числа всего привода;

б) первый вариант (и =13,85; пном = 700 об/мин) не рекомендуется для приводов общего назначения (см. 2.1, п. 5);

в) в третьем варианте (и = 27,7; пном = 1435 об/мин) получилось большое значение передаточного числа цепной передачи, уменьшение которого за счет увеличения передаточного числа редуктора нежелательно;

г) из рассмотренных четырех вариантов предпочтительнее второй: и= 18,45; пном = 955 об/мин. Здесь передаточное число цепной передачи можно уменьшить за счет допускаемого отклонения скорости ленты элеватора и таким образом получить среднее приемлемое значение.

9. Определяем максимально допустимое отклонение частоты вращения приводного вала элеватора:

∆прм = прм ·δ / 100 = 52-5 / 100 = 2,6 об/мин.

10.  Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала элеватора, приняв ∆прм = +1,05 об/мин:

[прм] = прм + ∆прм = 52 +1,05 = 53,05 об/мин;
отсюда фактическое передаточное число привода

;

передаточное число цепной передачи .

Таким образом, выбираем двигатель АМ112МА6УЗ (Рном = 3 кВт, пном = 955 об/мин); передаточные числа: привода и =18, редуктора изп=4,5, цепной передачи иоп = 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОТВЕТЫ К ТЕСТАМ*

Десятки номера теста	Единицы номера теста
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
0		D	C	D	C	A	A	D	C	D
1	B	B	A	A	C	A	A	C	B	C
2	B	D	A	B	A	A	B	A	C	A
3	C	B	C	D	C	A	C	B	C	B
4	B	B	D	B	C	D	B	A	B	B
5	D	C	D	D	C	B	C	D	C	B
6	B	B	D	C	A	C	B	A	A	B
7	C	D	C	C	B	A	B	A	C	D
8	D	C	C	B	C	D	A	C	B	C
9	B	A	B	B	D	B	D	D	B	A
10	D	C	A	A	A	D	D	D	C	C
11	A	A	A	B	A	C	B	B	C	D
12	D

* - Примеры: ответ на тест №5 находится на пересечении нулевой строки (ноль десятков), и пятого столбце (пять единиц); ответ на тест №21 находится на пересечении строки, обозначенной двумя десятками и в первого столбца; - ответ на тест № 000 находится на пересечении строки, обозначенной одинадцатью десятками и второго столбца.

ЛИТЕРАТУРА

1. , ВыходецВ. И., , Отений машиностроительых предпри ятий ВолгГТУ, Волгоград, 20с

2. Геворкян сварочные дела. Учебник. – М.: Высшая школа, 1985, 168 с.

3.  , Максимов -прессовое оборудование и его наладка. – М.: Высшая школа, 1982, 272 с.

4.  , и др. Грузоподъемные машины. – М.: Машиностроение, 1986, 400 с.

5.  , Лифанов и транспортные устройства: Учебник для техникумов.–М.:Машиностроение, 1984, 136с.

6.  Справочник по оборудованию для листовой штамповки. Под ред. . – Киев. : Техника, 1989, 231 с.

7.  Еленев штамповка. – М.: Высшая школа, 1988, 271 с.

8.  , Линц оборудование и его наладка. Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1973, 248 с.

9.  и др. Машины непрерывного транспорта. – М.: Машиностроение, 1986, 340 с.

10.  , Чеканов и загрузочные устройства автоматических линий. – М.: Машиностроение, 1980, 119 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение………………………………………………………….. 3

Выписка из рабочей программы………………………………… 4

Тесты……………………………………………………………… 5

Технические задания на контрольную работу…………………. 25

Пример проектирования привода……………………………….. 43

Приложение. Ответы к тестам…………………………………… 53

Литература………………………………………………………… 54