Автоматизации производственных процессов при изготовлении и ремонте вагонов, узлов и деталей. Автоматизация торцовочных станков, страница 2

P_э = K_з [ N_мех / h_р] ,                                                                                                (6)

где N_мех – мощность механизма приводимого в работу электродвигателя (Nл, P_n , N_В );

h_р = 0,97% –к.п.д. передачи одноступенчатого редуктора;

K_з – коэффициент заноса, при N_мех < 2 кВт, K_з = 1,5.

P_э = 1,5 [ 0,10 / 0,97] = 0,15 кВт.

Определим потребную мощность электродвигателя по формуле:

P₁ = P_э / h_n ,                                                                                                            (7)

где P_э – мощность приводного электродвигателя;

h_n – к.п.д. передачи конвейера.

P₁ = 0,15/0,737 = 0,204кВт

Подбираем электродвигатель исходя из условия унификации узлов и агрегатов, выбираем электродвигатель АИР-90L2ДУ3 – асинхронный с короткозамкнутым ротором. Частота вращения n₁ =3000об/мин, мощность P₁= 3 кВт. Выбор произведен с учётом запаса прочности и перегрузок, напряжением сети 380В, частотой 50Гц.

Определим передаточное число привода из соотношения:

И_{общ. =} П₁/П₂ ,                                                                                                          (8)

где П₁- частота вращения электродвигателя;

П₂ – частота вращения винтового ролика.

n₂ = V/Пd ,                                                                                                              (9)

где V – скорость перемещения изделия,  V=0,2м/с = 12 м/мин;

d – диаметр винтовых роликов, d =0,09м.

n₂ = 12/3,14 * 0,09 =42,44 =42 об/мин.

И_общ =3000/42 = 71,43 =71

Принимаем передаточное число цилиндрического редуктора И_р =3, цепной открытой передачи И_цоп=3.

Определим передаточное число клиноремённой передачи:

И_кпо =И_общ / И_р *И_цоп                                                                                                                    (10)

И_кпо = 71 /3 *3 = 7,9

На выходном тихоходном валу редуктора предусмотрено установление фрикционной муфты, отрегулированной с помощью пружины на передачу мощности не более допустимой (P_э =0,15 кВт). Эта мера необходима для предотвращения смещения.

  Для определения тока А, потребляемой каждой фазой такого электродвигателя из сети, определим из формулы:

L_ф = (P_э/h_э * √3 *U_л *соsγ) *10³ ,                                                                        (11)

 где P_э =3,0 кВт – мощность электродвигателя;

h_э = 0,75 –к.п.д. электродвигателя;

U =380В –линейное напряжение питающей сети;

Соsγ – угол определения фаз, γ =0,65.

L_ф = (3,0 / 0,75*√3 *380 *0,65) *10³ = 9,3 А

Определим мощность привода и электродвигателя транспортёра по формуле:

w= (qG_n +G_k) w+ w_k ,                                                                                       

где q -число одновременно перемещаемых изделий q =1;

G_n - вес одного изделия H, G = 200 H;

G_k – вес тягового настила пластинчатого конвейера H, G = 1300 H;

W -коэффициент сопротивления движению, при перемещении целого тягового органа по опорным роликам с подшипниками качения, для одной пары w = 0,08;

w_k– сила сопротивления движению при огибании тяговым органом звездочек, H. 

w_k = 180В + 1,2L,                                                                                            

где В- ширина настила, В=0,6м;

L – длина конвейера, L =12м.

w_k = (180 * 1) + 1,2 * 12 = 194,4 H

W = (1 * 200 + 1300) * 0,08 +194,4 = 314,4 H

h_{n =}h_зцз * h_кп  * h_цпо ,                                                                                             

где h_кп  - к.п.д. одной пары подшипников качения 0,99 %;

h_кп  =0,99¹⁸ = 0,83 % - к.п.д. передачи;

h_зцз  -к.п.д. закрытой цилиндрической зубчатой передачи или к.п.д. одноступенчатого редуктора 0,97%;

h_цпо – к.п.д. открытой цепной передачи 0,915%;

тогда h_n = 0,83 * 0,97 * 0,915 =0,737 %

Определим мощность привода транспортёра:

Pn = 314,4 * 0,5/1000 *0,737 = 0,213 кВт

Р_э = 1,5*(0,213/0,97) =0,33кВт

Определим потребляемую мощность электродвигателя:

Р₁ =0,33/0,737 =0,45 кВт.

   По данным выбираем электродвигатель. Принимаем асинхронный короткозамкнутый электродвигатель  4А80В6У3 с характеристиками:

 n₁=1000 об/мин, мощность Р₁=1,1 кВт, напряжение U=380 В.

Определим токи фаз:

L_ф = (P_э/h_э * √3 *U_л *соsγ) *10³ ,                                                                       (12)

где P_э =1,1 кВт – мощность электродвигателя;

h_э = 0,75 –к.п.д. электродвигателя;

U =380В –линейное напряжение питающей сети;

Соsγ – угол определения фаз, γ =0,65.

L_ф = (1,1 / 0,75*√3 *380 *0,65) *10³ = 3,3 А

Расчёт привода подачи пилы.

Рис.1.                                                                             О

                                                        А"                                       А                                 А'

Схема привода пилы торцовочного станка.

Размеры механизма:

|ОА|= 0,7м;

|ОВ|= 1,0м;

|ВС|= 0,225м.

Максимальное перемещение m.С при рабочем ходе А" - А' = S = 0,8 м;

Скорость подачи пилы V =9м/мин;

Необходимое усилие в точке А-F=3кН=3000Н;

Максимальное перемещение А-А' = S_1.

S₁ = S*|ОА| / |ОВ|*|ВС| ,                                                                                  (13)

S₁= 0,8*0,7/1*0,225 = 0,457м

Скорость в точке А

V_р = V* (S₁/S),                                                                                                    (14)                       

где V- скорость подачи пилы.

V_р = 9*0,457/0,8 = 5,14 м/мин.

Потребляемая мощность привода подачи пилы определим по формуле:

Р₂ =F*V_р,                                                                                                                                                         (15)   

где F- усилие в точке А,   F=3 КН.

Р₂ =3*(5,14/60) =0,26 кВт.

Расчет КПД привода подачи пилы:

h_{общ =}h_рп * h_чр  * h_зрп * h_пк,                                                                                (16) 

где   h_{рп –} КПД ременной передачи,  h_общ =0,955;

h_чр  -КПД червячной передачи  h_чр  =0,725;