Тяговая звездочка; 9 – тяговая пластинчатая роликовая цепь конвейера

 

Решение. По табл. 1.1 принимаем КПД элементов привода (средние значения): КПД муфты соединительной (упругой) ; КПД закрытой в корпусе конической зубчатой передачи с учетом потерь в подшипниках валов передачи ; КПД закрытой в корпусе цилиндрической зубчатой передачи с учетом потерь в подшипниках валов передачи ; КПД открытой цепной передачи ; КПД пары подшипников приводного вала тяговой звездочки

Тогда общий КПД привода от двигателя до приводного вала, на котором задана потребляемая мощность кВт, для последовательно расположенных элементов привода по формуле (1.3):

.

Так как в нашем примере задание исходных данных P и n относится к варианту 1 (см. выше п. 1.1), то требуемую мощность двигателя P _треб определяем по формуле (1.1):

кВт.

Для выбора двигателя, кроме мощности P _треб, необходимо ориентировочно определить его синхронную частоту вращения n _синхр, используя формулу (1.4).

На основании рекомендаций табл. 1.2 примем ориентировочно передаточные отношения i передач привода (рис. 1.8): зубчатая коническая в закрытом корпусе i _з.к=2…4; зубчатая цилиндрическая в закрытом корпусе  i _з.ц=3…5; цепная (открытая) .

Тогда по формуле (1.4) синхронная частота вращения двигателя n _синхр:

 мин^-1.

Учитывая рекомендации, изложенные выше в п. 1.1, принимаем n _синхр=1000 мин^-1.

Исходя из  кВт и n _синхр=1000 мин^-1 по табл. 1.3 выбираем асинхронный

двигатель серии АИ типоразмера АИР132М6 со следующими техническими данными:

 P _ном=7, 5 кВт; n _ном=960 мин^-1; T_max / T _ном=2, 2.

Общее передаточное отношение привода

^.

Схема механического привода (рис. 1.8) состоит из двухступенчатого редуктора и открытой цепной передачи (с приводной роликовой цепью). Для таких схем приводов рекомендуется принимать передаточное отношение открытой цепной передачи i _ц=2. Тогда передаточное отношение двухступенчатого редуктора

.

Распределяем i _ред между передачами редуктора, образующими быстроходную и тихоходную ступени.

Для двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора на основании рекомендаций (1.17):

а) передаточное отношение тихоходной ступени (закрытой цилиндрической зубчатой передачи)

;

 б) передаточное отношение быстроходной ступени (закрытой конической зубчатой передачи) .

Полученные передаточные отношения  и  находятся в рекомендуемом диапазоне передаточных отношений для цилиндрической и конической зубчатых передач, установленных в закрытом корпусе (см. табл. 1.2).

Определим частоты вращения валов редуктора, а также вращающий Т и крутящий М_К моменты в различных сечениях этих валов.

Вал двигателя. Частота вращения n _ном=960 мин^-1.Требуемый вращающий момент на валу двигателя

 Н∙ м.

Быстроходный вал I редуктора. Так как концы вала двигателя и быстроходного вала редуктора соединены упругой соединительной муфтой (при этом на конце соответствующего вала закрепляется полумуфта соединительной муфты), то частота вращения быстроходного вала I n_I = n _ном=960 мин^-1. Соответственно частота вращения конической шестерни 1 быстроходной ступени редуктора (индекс Б) n _1Б = n_I=960 мин^-1.

Схема нагружения вала I соответствует расчетной схеме 1Б(рис. 1.5).

Передача вращающего момента T_I происходит вдоль оси быстроходного вала I условно от места установки полумуфты на конце вала (сечение C посередине ступицы полумуфты) до середины конической шестерни быстроходной ступени редуктора (сечение D). При этом вращающий момент T_I в сечении C:

 Н∙ м.

Из условия равновесия вала I (т.е. его равномерного вращения) определяем вращающий момент T _1Б  на конической шестерне быстроходной ступени редуктора:

 Н∙ м.

При этом момент  является для вала I внешним вращающим моментом  в сечении D, т.е.  Н∙ м.

Таким образом, при нагружении быстроходного вала I редуктора кручение испытывает участок вала условно между сечениями C и D, в которых крутящий момент М_{к I} (внутренний силовой фактор): M _{к IC} = T_IC=68, 83 Н∙ м, M _{к ID} = T_ID=68, 83 Н∙ м. В свою очередь M _{к IC} = M _{к ID}.

Промежуточный вал II редуктора. Частота вращения вала II n_II = n_I / i _Б=960/3, 80=253 мин^-1. Соответственно частота вращения конического колеса 2 быстроходной ступени редуктора (индекс Б) n _2Б и цилиндрической шестерни 1 тихоходной ступени (индекс Т) n _{1 T}:

n _2Б = n _{1 T} = n_II =253мин^-1.

Вращающий момент на коническом колесе 2 быстроходной ступени редуктора

 Н∙ м.

Схема нагружения вала II соответствует расчетной схеме 1П (рис. 1.6).

Передача вращающего момента Т _II происходит вдоль оси вала II условно от середины конического колеса 2 быстроходной ступени (сечении C) до середины цилиндрической шестерни 1 тихоходной ступени (сечение D). При этом вращающий момент Т_1Т на цилиндрической шестерне 1 тихоходной ступени редуктора из условия равновесия вала II

 Н∙ м.

В сечениях C и D вал II скручивают внешние вращающие моменты соответственно  Н∙ м и  Н∙ м.

Таким образом, при нагружении промежуточного вала II редуктора кручение испытывает участок вала условно между сечениями C и D, в которых крутящий момент M _{к II}(внутренний силовой фактор):  Н∙ м,  Н∙ м. В свою очередь = .

Тихоходный вал III редуктора. Частота вращения вала III n_III = n_II / i_T=253/3, 61=70 мин^-1. Соответственно частота вращения цилиндрического колеса 2 тихоходной ступени редуктора ( индекс Т) n _{2 T} и ведущей звездочки открытой цепной передачи n ₁: n _{2 T} = n ₁ = n_III=70 мин^-1.

Вращающий момент на цилиндрическом колесе 2 тихоходной ступени

 Н∙ м.

Схема нагружения вала III соответствует расчетной схеме 1Т (рис. 1.7).

Передача вращающего момента Т _III происходит вдоль оси вала III условно от середины цилиндрического колеса 2 тихоходной ступени (сечении C) до середины ведущей звездочки 1 открытой цепной передачи (сечение D). При этом вращающий момент Т₁ на ведущей звездочке цепной передачи из условия равновесия вала III

 Н∙ м.

Мощность P ₁ на ведущей звездочке, необходимая для расчета открытой цепной передачи с приводной роликовой цепью

кВт.

В сечениях C и D вал III скручивается внешними вращающими моментами соответственно

 Н∙ м и  Н∙ м.

Таким образом, при нагружении тихоходного вала III редуктора кручение испытывает участок вала условно между сечениями C и D, в которых крутящий момент M _{к III}  (внутренний силовой фактор): M _{к IIIC} = T_IIIC=879, 24 Н∙ м, M _{к IIID} = T_IIID=879, 24 Н∙ м, в свою очередь M _{к IIIC} = M _{к IIID}.

При полученной мощности P ₁=6, 44 кВт на ведущей звездочке цепной передачи определяем мощность P на приводном валу тяговой звездочки конвейера:

 кВт,

что соответствует заданной потребляемой мощности на приводном валу.

Частота вращения приводного вала

 мин^-1,

что также соответствует требуемой частоте вращения приводного вала.

Расчет привода выполнен правильно.

 

Пример 1.2. Выбрать двигатель, выполнить кинематический и силовой расчеты механического привода (рис. 1.9) по следующим исходным данным:

а) потребляемая мощность на выходном конце тихоходного вала редуктора P=2, 2 кВт;

б) требуемая частота вращения тихоходного вала редуктора n=18 мин^-1.

 

Рис. 1.9. Схема механического привода:

1 – двигатель; 2 – муфта соединительная упругая (втулочно-пальцевая МУВП);

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: