Спроектировать (рассчитать и сконструировать) привод к ленточному конвейеру, состоящий из электородвигателя, передачи, муфты и редуктора

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
Назначение редуктора — понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен для специализированных заводов, ка которых организовано серийное производство редукторов.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, конически-цилиндрические и т.д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).



1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

По табл. 1.1 МУ примем:
КПД пары цилиндрических зубчатых колес 1 = 0,98;
коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, 2 = 0,99;
КПД открытой цепной передачи 3 = 0,92;
КПД, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, 4 = 0,99.

Общий КПД привода:

 = 1·22·3·4 = 0,98  0,992  0,92  0,99 = 0,875

Требуемая мощность электродвигателя:

Pтр = P3/ = 8/103 = 9,145 кВт

По табл. П.1 (см. прил. МУ) по требуемой мощности Pтр = 9,145 кВт с учетом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи (возможные значения частных передаточных отношений для цилиндрического зубчатого редуктора iр = 36 и для цепной передачи iп = 36, iобщ = iр, iп = 936), выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин. 4А 160 S6 УЗ, с параметрами Рдв = 11 кВт и скольжением 2,7% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения:

nдв = 1000 – 27 = 973 об/мин.

Угловая скорость:

ωдв = π·nдв / 30 = 3,14  973 / 30 = 101,892 рад/с

Частные передаточные числа (они равны передаточным отношениям) можно принять: для цепной передачи Uц = 3; для редуктора по ГОСТ 2185-66:
Uобщ = nдв/nз = 1000 / 76,433 = 13,083
Uр = Uобщ / Uц = 13,083 / 3 = 4,361
Uр = 4,5; Uц = Uобщ / Uр = 13,083 / 4,5 = 2,907

Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:

n1 = nдв = 973 об/мин.
ω1 = ωдв = 101,892 рад/с

n2 = n1 / Up = 973 / 4,5 = 216,222 об/мин.
ω2 = π·n2 / 30 = 3,14  216,222 / 30 = 22,643 рад/с

n3 = ω330 / π = 8  30 / 3,14 = 76,433 об/мин.
ω3 = 8 рад/с

Расчет мощностей:
на валу шестерни:
P1 = Pтр = 9,145 кВт

на валу колеса:
P2 = P1122 = 9,145  0,98  0,992 = 8,784 кВт

на барабане:
P3 = P21233 = 8,784  0,98  0,993  0,92 = 7,684 кВт
Расчет вращающих моментов:
на валу шестерни:
T1 = P1 / ω1 = Pтр / ω1 = 9,145103 / 101,892 = 89,752 Нм

на валу колеса:
T2 = P2 / ω2 = 8,784103 / 22,643 = 387,928 Нм

на барабане:
T3 = P3 / ω3 = 7,684103 / 8 = 960,5 Нм