Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя

где Р_р.в. – мощность на рабочем валу привода

Вт или

.

- общий коэффициент полезного действия (КПД) привода, является произведением частных КПД () передач, входящих в привод. Частные КПД привода определяют по заданной кинематической схеме (рисунок 2.1), а их числовые значения по таблице 2.1. Например, привод (рисунок 2.1а), состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи, цилиндро-червячного редуктора и муфты имеет частные КПД:

- ременной передачи; - цилиндрической закрытой передачи;

- червячной закрытой передачи; - муфты;

- подшипников (привод имеет четыре пары подшипников).

Для указанного привода общий КПД определяют по формуле:

Таблица 2.1 - КПД передач

Тип передачи	Закрытая	Открытая
Зубчатая цилиндрическая Зубчатая коническая Червячная, при числе заходов Червяка z1 = 1 z2 = 2 z3 = 3 z4 = 4 Цепная передача Ременная передача	0,96…0,98 0,95…0,97   0,65…0,70 0,70…0,75 0,80…0,85 0,85…0,90 0,95…0,97	0,93…0,95 0,92…0,94   - - 0,90…0,93 0,95…0,96
Муфта Одна пара подшипников качения Одна пара подшипников скольжения	0,98…1,00 0,99…0,995 0,98…0,99

Примечание: 1. Число заходов червяка z₁ рекомендуется выбирать 2 или 4.

2. КПД муфт в расчетах принимают равным единице.

Таблица 2.2 - Рекомендуемые передаточные числа

Виды передач	Значения
минимальные	максимальные	предельные
Зубчатая цилиндрическая закрытая		6,3	12,5
Зубчатая коническая закрытая			6,3
Червячная закрытая
Зубчатая цилиндрическая открытая			15…20
Цепная
Ременная

Диапазон рекомендуемых общих передаточных чисел привода:

где Du_o - диапазон рекомендуемых общих передаточных чисел;

Пu_imin, Пu_imax - произведение минимальных и максимальных передаточных чисел отдельных ступеней (передач) привода. Числовые значения минимальных и максимальных передаточных чисел различных передач выбирают по таблице 2.2.

Для проектируемого привода (рисунок 2.1а):

Диапазон частот вращения вала электродвигателя:

где n_р.в. – частота вращения рабочего вала привода

или .

Электродвигатель выбирают на основании расчетных данных Р_тр и Dn_эд по таблице 2.3.

Для привода общего назначения применяют трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Они просты по конструкции, надежны и сравнительно дешевы. Эти двигатели характеризуются номинальной мощностью, синхронной и асинхронной частотами вращения ротора, кратностью максимального и номинального вращающих моментов.

Синхронная частота вращения ротора (вала) электродвигателя:

где f – промышленная частота тока, f = 50 Гц;

- число пар полюсов двигателя, = 1…6.

Двигатели с большим числом пар полюсов тихоходны и имеют большие габариты и стоимость. Поэтому тихоходные электродвигатели (n_с 750 об/мин) в приводах общего назначения применяют ограниченно. В расчетах используют асинхронную (номинальную) частоту вращения вала двигателя:

где S – коэффициент скольжения вала двигателя, S = 0,02…0,1.

Электродвигатели единой серии имеют следующие формы исполнения и способы установки:

1М1081 – двигатели горизонтальные со станиной на лапах (рисунок 2.2а таблица 2.4);

1М3081–двигатели со станиной без лап и с фланцем на щите (рисунок 2.2б, таблица 2.5).

Технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором приведены в таблице 2.3.

Для параметра Р_тр, установленного расчетом, электродвигатель выбирают с учетом требуемой мощности по таблице 2.3, соблюдая условие

где Р_ном – номинальная мощность двигателя, кВт.

Допускается перегрузка электродвигателя на 5-10%.

Выбранному по мощности электродвигателю соответствуют четыре варианта синхронной частоты вращения (n_c) вала двигателя: n_c = 750; n_c = 1000; n_c = 1500 и n_c = 3000 об/мин (таблица 2.3).

Таблица 2.3 - Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые, серии 4А. Технические данные

Мощность Р, кВт

nc = 3000 об/мин

nc = 1500 об/мин

nc = 1000 об/мин

nc = 750 об/мин

Тип двигателя

nном, об/мин

Тип двигателя

nном, об/мин

Тип двигателя

nном, об/мин

Тип двигателя

nном, об/мин

0,25 0,37 0,55 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 4,0 5,5 7,5 11,0 15,0 18,5 22,0 30,0

4А56В2 4А63А2 4А63В2 4А71А2 4А71В2 4А80А2 4А80В2 4А90L2 4А100S2 4А100L2 4А112М2 4А132М2 4А160S2 4А160М2 4А180S2 4А180М2

2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,6 2,6 2,5 2,5 2,5* 2,8 2,8 2,2 2,2 2,5 2,5

4А63А4 4А63В4 4А71А4 4А71В4 4А80А4 4А80В4 4А90L4 4А100S4 4А100L4 4А112М4 4А132S4 4А132М4 4А160S4 4А160М4 4А180S4 4А180М4

2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,4 2,4 2,4 2,2 3,0 3,0 2,3 2,3 2,3 2,3

4А63В6 4А71А6 4А71В6 4А80А6 4А80В6 4А90L6 4А100L6 4А112МА6 4А112МВ6 4А132S6 4А132М6 4А160S6 4А160М6 4А180М6 4А200М6 4А200L6

2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,5 2,5 2,5 2,5 2,0 2,0 2,0 2,4 2,4

4А71В8 4А80А8 4А80В8 4А90LA8 4А90LВ8 4А100L8 4А112МА8 4А112МВ8 4А132S8 4А132М8 4А160S8 4А160М8 4А180М8 4А200М8 4А200L8 4А225М8

1,7 1,7 1,7 1,7 1,9 1,9 2,2 2,2 2,6 2,6 2,2 2,2 2,0 2,2 2,0 2,1

Таблица 2.4 - Двигатели исполнения 1М1081. Основные размеры

Тип двигателя

Число полюсов

Габаритные размеры

Установочные и присоединительные размеры, мм

Масса, кг

L

H

D

l

l1

l2

d

d1

b

b1

h

h1

h2

h3

4АА56

2,4

12,8

-

4AA63

2,4,6

16,3

6,3

4A71

2,4,6,8

21,5

15,1

4A80A

24,5

17,5

4A80B

24,5

4A90L

28,7

4A100S

4A100L

4A112M

4A132S

4A132M

4A160S

4,6,8

51,5

4A160M

4,6,8

51,5

4A180S

51,5

4,6,8

4A180M

51,5

4,6,8

Таблица 2.5 - Двигатели исполнения 1М3081. Основные размеры

Тип двигателя

Число полюсов

Габаритные размеры

Установочные и присоединительные размеры, мм

Масса, кг

L

H

D

l

l1

l2

d

d1

d2

d3

b

h

h1

4AA63

2,4,6

3,5

16,3

6,3

4A71

2,4,6,8

3,5

21,5

15,7

4A80A

24,5

18,3

4A80B

20,3

4A90L

4A100S

4A100L

42,8

4A112M

4A132S

4A132M

4A160М

4,6,8

51,6

4A160S

4,6,8

51,5

4А180S

51,5

4,6,8

4А180М

51,5

4,6,8

а)

б)

Рисунок 2.2 – Электродвигатели: а) 1М1081, б) 1М3081

С повышением частоты вращения вала электродвигателя его масса и габариты уменьшаются, снижается стоимость и рабочий ресурс, но увеличивается общее передаточное число привода, что приводит к увеличению размеров и массы деталей, узлов передач и затрат на них.

С учетом вышеперечисленных замечаний для привода общего назначения, выбор синхронной частоты вращения (n_c) вала электродвигателя рекомендуют производить по расчетным данным диапазона частоты вращения вала двигателя, структурной схемы привода и частоты вращения рабочего вала машины (механизма).

Все четыре варианта синхронной (асинхронной) частоты вращения вала двигателя могут быть в пределах расчетного диапазона частоты вращения вала двигателя. Для точного выбора варианта n_c (n_ном) необходимо помнить, что с увеличением n_c (n_ном) растет общее передаточное число привода и наоборот. При разбивке общего передаточного числа по ступеням передачи выбранное значение n_c (n_ном) должно обеспечить средние величины частных рекомендуемых передаточных чисел привода.

Если в структурной схеме привода имеется коническая передача, но отсутствует червячная, то выбирают двигатель с наименьшим значением n_c (n_ном). Если в структурной схеме привода отсутствует червячная и коническая передачи, то выбирают двигатель со средним значением n_c (n_ном). При наличии в структурной схеме привода червячной передачи выбирают двигатель с максимальным значением n_c (n_ном).

Частота вращения рабочего вала n_р.в. влияет на общее передаточное число u_o привода - с увеличением n_р.в. уменьшается u_o и наоборот. Значение u_о должно обеспечить рациональную разбивку общего передаточного числа между ступенями привода (без максимальных значений частных передаточных чисел).

По результатам анализа влияния диапазона частоты вращения вала двигателя, структурной схемы привода и частоты вращения рабочего вала по таблице 2.3 выбирают окончательный вариант синхронной частоты вращения.

Характеристики выбранного электродвигателя сводят в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 - Технические характеристики электродвигателя

Тип двигателя	Исполнение	Мощность, кВт	Число полюсов	Частота вращения, об/мин		Диаметр вала, мм

В зависимости от структурной схемы проектируемого привода уточняют форму исполнения и способ установки электродвигателя, а по таблицам 2.4 и 2.5 определяют размеры и выполняют его эскиз в двух проекциях с простановкой габаритных, установочных и присоединительных размеров (Рисунок 2.2).

Дата добавления: 2015-12-07