ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Спроектировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор и клиноременную передачу для привода к ленточному конвейеру (рис. 1).
Полезная сила, передаваемая лентой конвейера Fл = 3,2 кН
cкорость ленты Vл = 1,5 м/с
диаметр приводного барабана Dб = 400 мм
Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа двухсменная; валы установлены на подшипниках качения.
Рис. 1. Привод ленточного конвейера с цилиндрическим редуктором и клиноременной передачей:
1 – электродвигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – одноступенчатый цилиндрический редуктор; 4 – муфта; 5 – приводной барабан; 6 – лента конвейерная
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ
Выбор электродвигателя и кинематический расчет
Коэффициент полезного действия пары цилиндрических зубчатых колес
h1 = 0,98;
коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, h2 = 0,99;
КПД клиноременной передачи, h3 = 0,95;
коэффициент, учитывающий потери в опорах приводного барабана, h4=0,99 [1, c. 23; 2, c. 5 ]
h-коэффициент полезного действия (КПД) привода, равный произведению КПД передач, входящих в кинематическую схему:
h = h1 × h2 × h3 × h4 = 0,98 × 0,992 × 0,95 × 0,99 × 0,99 = 0,90.
Мощность на валу барабана:
Рб = Fл × Vл = 3,2∙1,5 = 4,8 кВт.
Требуемая мощность электродвигателя:
Ртр = Рб / h = 4,8 / 0,9 = 5,33 кВт.
Угловая скорость барабана:
wб =2Vл / Dб = 2∙1,5/0,4 = 7,5 рад/с.
Частота вращения барабана:
nб = 30wб / p = 30 × 7,5/3,14 = 71,66 об/мин.
Рекомендуемые значения передаточного отношения (i) для зубчатых передач равны 2–6 [1, c. 58 ] и [2, c. 7 ], для ременных 2-4 [2, c. 7 ]. Таким образом передаточное отношение привода следующее:
imin = 4,
imax = 24.
Выбираем электродвигатель с таким числом оборотов, чтобы передаточное отношение привода было не меньше 4 и не больше 24.
При выборе электродвигателя мы видим, что мощность по паспорту отличается от требуемой. В этом случае надо учитывать два обстоятельства: большой запас мощности электродвигателя приводит к повышению расхода электроэнергии, перегрузка – к перегреву двигателя (допускается перегрузка не более 5 %). Поэтому следует применять электродвигатель с ближайшим большим значением мощности [3, с. 24].
Выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый обдуваемый 4А132S6 с параметрами Рдв = 5,5 кВт и с асинхронной частотой вращения n = 965 об/мин, (табл. П. 2.1);
угловая скорость:
wдв = p × nдв / 30 = 3,14 ∙ 965 / 30 = 101 рад/с.
Передаточное отношение:
i = wдв /wб = 101 / 7,5 = 13,5,
что можно признать приемлемым, так как оно находится между 4 и 24.
Передаточное число для редуктора принимаем из стандартного ряда по ГОСТ 2185-66 (табл. П. 2.20): u = ip = 5.
Вычисляем передаточное число для клиноременной передачи:
iк.р. = I / ip = 13,5 / 5 = 2,7.
Угловая скорость и частота вращения ведущего вала редуктора:
w1 = wб × u = 7,5 ∙ 5 = 37,5 рад/с;
n1 = nб × u = 71,66 ∙ 5 = 358,3 об/мин.
Вращающий момент на валу А (ведущем валу ременной передачи)
Т1РЕМ = Ртр / wдв = 5,33 / 101 = 52,77 Нм.
Вращающий момент на валу В (ведомом валу ременной передачи – Т2РЕМ и ведущем валу редуктора – Т1 ):
Т1 = Т2РЕМ = 52,77 ∙ 2,7 = 142,5 Нм.
Вращающий момент на валу С (ведомом валу редуктора):
Т2 = 142,5 ∙ 5 = 712,5 Нм.
Рис. 2. Кинематическая схема привода:
А – вал электродвигателя; В – ведущий вал редуктора; С – ведомый вал редуктора и вал барабана
Частота вращения, угловая скорость валов и крутящие моменты на валах (рис. 2):
| Вал А | nдв = 965 об/мин | wдв = 101 рад/с | Т1РЕМ = 52,77 Нм |
| Вал В | n1 = 358,3 об/мин | w1 = 37,5 рад/с | Т2РЕМ = Т1 = 142,5 Нм |
| Вал C | n2 = nб= 71,66 об/мин | w2 =wб = 7,5 рад/с | Т2 = 712,5 Нм |
