2. Обоснование выбора электродвигателя

Полезная сила или максимальное тяговое усилие ленточного транспортера в соответствии с техническим заданием составляет 3,5 кн. Это максимальное тяговое усилие по отношению к барабану ленточного транспортера является окружным усилием передачи, которое определяется по формуле:

,

где N – мощность в Вт;

v – окружная скорость барабана ленточного транспортера или скорость перемещения ленты в м/сек.

Отсюда полезная мощность разрабатываемого механического привода составляет:

Требуемый крутящий момент на барабане должен составлять не ниже

М_треб=Р·D/2= 6660·600/2=1998·10³ н·мм.

В соответствии с принятыми к расчету кинематическими схемами механического привода, проведенного анализа передач привода примем следующие к.п.д.:

η_м=0,98 – к.п.д. муфты;

η_рп=0,96 – к.п.д. ременной передачи;

η_зп=0,97 – к.п.д. зубчатой передачи;

η_цп=0,95 – к.п.д. цепной передачи;

η_п=0,99 – к.п.д. подшипника.

Определим общий к.п.д. привода:

для первого варианта механического привода (см. схему 1 на чертеже 1):

η_общ= η_м·η_зп·η_цп·η_п³ =0,98·0,97·0,95·0,99³=0,876.

для второго варианта механического привода (см. схему 2 на чертеже 1):

η_общ= η_рп·η_зп·η_цп·η_п³ =0,96·0,97·0,95·0,99³=0,858;

Потребная мощность электродвигателя составит:

для первого варианта механического привода (см. схему 1 на чертеже 1):

;

для второго варианта механического привода (см. схему 2 на чертеже 1):

.

По требуемой мощности, с учетом возможностей привода, выбираем асинхронный, трехфазный, короткозамкнутый электродвигатель серии 4А /2/, закрытый, обдуваемый, с P_дв=11 квт ≥ Р_треб (по ГОСТ 19523-81). Превышение мощности двигателя от требуемой составляет не более 27% для первого варианта кинематической схемы механического привода и не более 24% для второго варианта.

Отечественной промышленностью выпускается двигатели серии 4А с различной синхронной частотой вращения вала: 750 об/мин; 1000 об/мин, .1500 об/мин; 3000 об/мин.

Для этих синхронных частот вращения вала с мощностью 5,5 квт разработаны следующие типы двигателей серии 4А /2/:

160 М8 – асинхронная частота вращения 730 об/мин (76,41 1/сек);

160 S6 – асинхронная частота вращения 975 об/мин (102,05 1/сек);

132 М4 – асинхронная частота вращения 1460 об/мин (152,81 1/сек);

132 М2 – асинхронная частота вращения 2900 об/мин (303,53 1/сек).

В соответствии с ТЗ на курсовую работу угловая скорость вращения барабана ленточного транспортера равна:

.

Чем выше частота вращения вала электродвигателя, тем меньше его габаритные размеры, масса и стоимость. Но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение передач привода, а, следовательно, его размеры, масса и стоимость. Поэтому необходимо найти оптимальное сочетание между частотой вращения вала двигателя и передаточным отношением механической передачи.

Оценка оптимальности осуществляются при помощи коэффициента качества К привода. Рассчитав коэффициент качества К для 4-х возможных скоростей двигателя данной мощности, выбирают К_min позволяющий для заданных исходных данных найти электродвигатель и определить значение передаточного отношения механического привода, при котором привод будет разработан с наименьшими габаритными размерами и массой. Для четырех значений угловой скорости вала электродвигателя примерно равных 300, 150; 100 и 75 1/с, с помощью коэффициента относительной скорости электродвигателя у=300/ω_ДВ.

Общее передаточное число разрабатываемого механического привода для различных типов электродвигателей серии 4А составляет:

160 М8 – ;

160 S6 – ;

132 М4 – ;

132 М2 – .

В соответствии с рекомендациями по предельно возможным передаточным числам для принятых передач механического привода в разделе 1 настоящей ПЗ-1 принимаем:

для зубчатой передачи i_зп=4;

для цепной передачи i_цп=5.

Тогда общее передаточное число механического привода для 1-го варианта кинематической схемы (с муфтой) будет равно i_Общ=i_зп·i_цп=4·5=20. Для этого передаточного числа выбираем электродвигатель 4А 160 S6.

Для второго варианта кинематической схемы механического привода выбираем электродвигатель 4А 132 М2, а общее передаточное число привода в этом случае, как было получено ранее, равно i_Общ=65,98. Тогда передаточное число ременной передачи будет равно

,

что в соответствии с рекомендациями для ременной передачи (см. раздел 1 настоящей ПЗ-1) приемлемо.

Основные размеры электродвигателей (см. чертеж 2) представлены в табл.2.

Таблица 2.

Размеры электродвигателей

Тип электродвигателя	d30	l30	l1	l10	l31	d1	b1	b10	d10	h1	h	h10	h31
4А 160 S6	358	624	110	178	108	48	14	254	15	9	160	18	430
4А 132 М2	302	530	80	178	89	38	10	216	12	8	132	13	350

Примечание: величины определяемые по формулам l₀=l₁₀+4d₁₀, b₀=b₁₀+5d₁₀.