2.3. Кинематический расчет привода

Тип привода, его компановка и исполнение отдельных узлов определяются назначением элеватора, типом тягового органа, высотой подъема и возможностью размещения приводного оборудования. Расположение привода – в верхней части элеватора.

Для большинства элеваторов используются редукторные приводы с отдельно устанавливаемыми электродвигателем и передаточным механизмом. Для привода элеватора применяют асинхронные электродвигатели переменного тока серий 4А, АО с синхронной частотой вращения вала 750, 1000, 1500 об/мин. В качестве передаточного механизма используют двухступенчатые цилиндрические или коническо-цилиндрические редукторы. При высоких скоростях тягового органа могут быть использованы одноступенчатые цилиндрические или конические редукторы, при малых скоростях – червячные или планетарные редукторы.

При малой расчетной мощности (до 10 кВт) применяются мотор-редукторы горизонтального исполнения с опорными лапами или фланцевые. Для ленточных элеваторов может быть использован мотор-барабан, являющийся встроенным типом мотор-редуктора.

Для цепных элеваторов большой высоты применяют прямолинейные промежуточные приводы. Для элеваторов с круглозвенными цепями используют фрикционный привод и приводные блоки с ободом, имеющим гладкую фасонную выемку, или звездочки со вставными зубцами.

Вал приводного барабана или звездочки размещается в самоустанавливающихся подшипниках качения. Для соединения приводного вала и тихоходного вала редуктора используют зубчатые муфты (МЗ), для соединения вала электродвигателя и быстроходного вала редуктора – упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП), гидравлические муфты.

Общий к.п.д. привода элеватора:

, (2.31)

где _РЕД , _М, _ПОДШ - к.п.д. редуктора, муфты и подшипников; х – число муфт.

Требуемая мощность электродвигателя, кВт:

N_ТР = N_Т / (10³ _ПР), (2.32)

где N_Т - мощность, затрачиваемая на перемещение тягового органа с грузом, Вт.

Условие выбора электродвигателя:

N_ДВ  N_ТР, (2.33)

где N_ДВ - мощность электродвигателя (номинальная), кВт.

Передаточное отношение привода:

u _ПР = n_ДВ / n, (2.34)

где n - частота вращения приводного вала барабана или звездочки, об/мин; n_ДВ - частота вращения вала принятого типоразмера электродвигателя, об/мин.

Типоразмер редуктора принимается по значению расчетного передаточного отношения привода (u _ПР) с учетом передаваемой (подводимой ) мощности (N_П) при соответствующей синхронной частоте вращения быстроходного вала (двигателя) для непрерывного режима работы (ПВ 100%):

u _РЕД  u _ПР

N_П  N_ДВ , (2.35)

где u_РЕД - передаточное число принятого типоразмера редуктора.

При выборе типоразмера мотор-редуктора (мотор-барабана) частота вращения его тихоходного (выходного) вала (n_Т) должна соответствовать расчетному значению частоты вращения приводного вала барабана или звездочки (n), а мощность электродвигателя должна быть больше требуемой по расчету (N_ТР) при соответствующей синхронной частоте быстроходного вала для непрерывного режима работы (ПВ 100%):

N_ДВ  N_ТР

n_Т = n . (2.36)

Техническая характеристика выбранных типоразмеров двигателя, редуктора или мотор-редуктора должна быть представлена в табличном виде (марки, мощность, передаточное отношение, частоты вращения, габаритные размеры, диаметры выходных концов валов, масса).

Фактическая скорость движения тягового органа, м/с:

U_ФАКТ = n_ДВ D / (60u_РЕД) = n_Т D/ 60, (2.37)

где D - диаметр барабана (звездочки) м.

Выбор типоразмера муфты осуществляется по величине расчетного вращающего момента (М_pi), передаваемому муфтой, с учетом диаметров соединяемых валов (d_i, d_j):

М _нi  М_Р

D_РАСТ  (d_i; d_j) (2.38)

где М_нi – номинальный передаваемый вращающий момент выбранного типоразмера муфты, кНм; d_РАСТ - границы расточки под вал у выбранного типоразмера муфты, мм

Расчетный вращающий момент на соединяемых валах, кНм:

М_pi = 30 k_З N_ДВ _i / (n_i), (2.39)

где k_З - коэффициент запаса, 1,2 … 1,3; n_i - частота вращения соединяемых валов, об/мин; N_ДВ - кВт; _i - общий к.п.д. деталей и узлов, расположенных между электродвигателем и устанавливаемой муфтой.

Масса привода, кг:

m_ПР = m_ДВ + m_РЕД + m_МУФ + … (2.40)

где m_ДВ , m_РЕД , m_МУФ - масса двигателя, редуктора (мотор-редуктора, мотор-барабана), муфт и др.сборочных единиц привода элеватора, кг.