2.6 Выбор электродвигателя

Принимаем по ГОСТ 6540-68 d₁ =63 ммd₂=100 мм

Уточняем передаточное отношение с учетом относительного скольжения:

i=d₂/d₁·(1-s)= 100/63(1-0,01) =1,6 (2.26)

Определяем межосевое расстояние:

a_min=0,55(d₂+d₁)+Т₀=0,55(0,63+100)+0,5=100,15 мм (2.27)

a_max=d₂+d₁=100+63=163 мм (2.28)

Принимаем промежуточное значение: а=130 мм

Определяем расчетную длину ремней:

L_р=2а+π/2(d₂+d₁)+ (d₂+d₁)²/4а=566,9 мм (2.29)

По ГОСТ 6540-68 L_р=560 мм

Уточняем межосевое расстояние:

а=0,25[(L_р-w)+√ (L_р-w)²+8y]=153 мм (2.30)

w=0,5π(d₂+d₁)=255,9

y=(d₂+d₁/2)²=342,25 мм² (2.31)

Определяем угол обхвата ремнями малого шкива:

d₁=180-57·(d₂+d₁)/2=178° (2.32)

Определяем расчетную мощность:

Угол обхвата - С_а=1,0

Длина ремня – С_L=0,82

Режим работы – С_Р=1,1

Число ремней – С_z=1

Р_р=Р₀· С_а· С_L/ С_Р=1,1 кВт (2.33)

Выбираем электродвигатель 4А71132У3 со следующими характеристиками:

S=6,3 %

Частота вращения n₂=400 об/мин

Мощность электродвигателя = 1,5 кВт

2.7 Расчет пневмоцилиндра для нанесения этикеток

Сила сопротивления:

Р_с=m·g·f= 8 · 10 = 80H(2.34)

где m– масса подвижных частей

f– коэффициент трения скольжения

Определяем диаметр пневмоцилиндра:

D= {(m· υ/2 · ∆τ+P_c) / 0,785 [P₁–P₂· (1-Ψ²)]}^0,5= {(8 · ½ · 0,04 + 80) / /0,785· [0,4 – 0,05 · (1 - 0,3²)]}^0,5=16,8 мм (2.35)

где m– масса,

υ - рабочая скорость при установившемся движении,

Р₁, Р₂– давление,

∆τ– период пуска

Р₁= 0,4 МПа

Р₂= 0,05 МПа

υ= 1

Диаметр поршня D=0,016 м по ГОСТ 6540-68 принимаемD= 0,02 м

d_шт= 0,3 · 0,02 = 0,006 м

Диаметр штока по ГОСТ 6540-68 принимаем d_шт=0,01 м

Время срабатывания τ = 0,03/1 =0,03 с

Время передачи давления по трубопроводу:

τ ₁^{´´´ =} l/υ₃= 2/341 = 0,005 с (2.36)

где l– длина уплотнения штока

υ - рабочая скорость при установившемся движении

l= 1,5 ÷2 м

υ₃=341 м/с

Время срабатывания управляющего элемента: τ ₁^´= (01÷0,5) с

Время срабатывания пневмораспределителя: τ ₁^´´=0,2 с

Определяется безразмерная нагрузка на поршень:

λ_н=Р_с/р₁·S_n= 80/0,4·0,0003=666666,6 (2.37)

где Р_с - сила сопротивления перемещения поршня,

Р₁– давление в подводящей магистрали,

S_n– площадь поршня

S_n=0,785·D²= 0,785·0,02²= 0,0003 м² (2.38)

где D– диаметр поршня

Коэффициент пропускной способности подводящей и выходной магистралей:

К_м= μ_b ·S_b/ μ_n ·S_n = (0,007 · 0,0003 · 10^-4) / (0,7 · 0,0003 · 10^-4) =1 (2.39)

где S_b,S_n– площади сечений подводящего и выходного трубопроводов

μ_n= 0,7; μ_b = 0,7 – коэффициенты расхода подводящего и выходного трубопроводов.

Диаметр подводящей трубы:

d_т=0,01 м

толщина трубы b=0,001 м

S_b,S_n= (π·d²)/4 = (0,14 · 0,01) / 4 = 0,03 · 10^-4м² (2.40)

Коэффициент отношения объемов:

К_об= К_м·V_нп/V_нв(2.41)

где V_нп,V_нв– начальный объем подводящей и выхлопной полостей пневмоцилиндра

Диаметр трубопровода:

V_нп=V_х+0,785 ·d_т·l= 0,015 м³(2.42)

где d_т– диаметр подводящей трубы,

l– длина трубы

V_x= 0,1 ·V_ц= 0,000000942 м³ (2.43)

где V_ц– холостой объем рабочей плоскости

V_ц= (π ·d² ·S) / 4 = 3,14 · 0,02 · 0,03 / 4= 0,0000094 м²(2.44)

где S= 0,03 – ход поршня

d– диаметр штока

V_нв = V_нп+0,785 · (D² – d²)·S = 0,015 + 0,785·(0,02² – 0,01²)·0,03 = 0,015 м² (2.45)

К_об= 1·0,015 / 0,015 = 1,0

Коэффициент отношения площадей торцов поршня:

К_пп= (D²-d²) /d²= (0,02² +0,01² ) / 0,01²= 5 (2.46)

где D,d– диаметры поршня и штока

σ_п=σ_п^´- 0,5·(1 - К_пп) = 0,95 – 0,5·(1-5) = 2,95 МПа (2.47)

где К_пп– коэффициент отношений площадей торцов поршня,

σ_п^´- давление в начальный момент движения в подводящей полости цилинра

Р_м= 0,4 МПа

Р_ап= 0,1 МПа

σ_п^´= 0,95 МПа

σ_b^´= 1,2 МПа

σ_b= [σ_b^´- 0,1· (1-К_пп)] · 5·10⁴/ р_м= [1,2 – 0,1 ·(1-1)] · 5 ·10⁴/ 0,4 = 0,002 (2.48)

где р_м– давление воздуха в магистрали

σ_b^´- давление в начальный момент движения в выхлопной полости цилиндра

τ ₁^1V= 3,62 ·10^-3·V_нп·[φ(σ_п) -φ(σ_a)] / µ_n·S_тn (2.49)

где σ_a– давление окружающей среды

σ_a= Р_а/ Р_м= 0,1 /0,4 = 0,25 (2.50)

τ ₁^1V= 3,62 ·10^-3·0,015 ·[1,3-0,25] / 0,75 · 0,03·10^-4= 0,25 с

φ´(σ_в) = 0,58

φ´(σ_а) = 0,45

φ(σ_п) = 1,3

φ(σ_а) = 0,25

σ_п= 5,45 МПа

σ_b= 160000 МПа

τ ₀= 2,53 ·10^-2·V_нв· [φ´( σ_в) -φ´( σ_а)] / µ_n·S_тb·S_a= (2,53·10^-2·0,00015 ·[0,58-0,45]) / /(0,75·0,25·0,03·10^-4) = 0,936 с (2.51)

τ ₁^1V< τ ₀

0,2<0,9

Подготовительный интервал определяется по формуле:

τ _подг= τ ₁^´+ 2 τ₁^´´+ τ ₀= 0,9 +2·0,2 + 0,9 = 0,8 с (2.52)

Безразмерный конструктивный параметр привода определяется по формуле:

λ_к= 275,14·µ_п·d_т³·(√σ_пост/S_n·P_м)/d³=275,14·0,7·0,01³·(√5,3 /0,0003·0,11)/0,01³= =0,001 (2.53)

Безразмерная величина движения поршня определяется по формуле:

λτ = 1,16 · (К_м+ 3,05) / К_м · (1 - 0,9 · λ_н) (2.54)

при λ_к ≤ 1

λτ = 1,16 · (1+3,05) / (1-0,9 ·666666,6) = 0,0000026

Действительное время движения поршня:

τ_д=1,31 ·10^-3 ·S_n·D· λτ/µ_n·d_т²=1,31·10³·0,003·0,02·0,000026/0,7·0,01²=0,000008

Полное время цикла:

τ = 2 · τ_д + τ_в+ 2· τ _подг (2.55)

τ = 2· 0,000008 + 0,25+2·0,8 = 3,85 с