Расчет электродвигателя электрической тали

Вновь выбранные диаметры каната меньше, чем . Это позволяет уменьшить длину барабана или увеличить его канатоемкость (высоту подъема).

4. Расчет длины барабана

Минимальная длина барабана из условия обеспечения заданной высоты подъема

где - число полиспастов; - диаметр каната; - высота подъема; - диаметр барабана; - коэффициент длины ненарезанной (средней) части барабана при сдвоенном полиспасте:

Получим:

Примечание. В скобках - число витков каната на барабане: рабочее плюс 4 (2 - неприкосновенных и 2 - для крепления конца каната). Перед скобкой - число полиспастов и шаг нарезки, равный После скобки - длина средней, ненарезанной части барабана (для сдвоенных полиспастов).

4.2 Расстояние между подшипниками электродвигателя

где - длина петли обмотки статора; - расстояние между лопастью вентилятора и петлей обмотки статора; - расстояние между петлей обмотки статора и ступицей барабана; - длина посадочной части статора; - ширина вентилятора; 6 мм - расстояние между вентилятором и ступицей (приложение); е - число полюсов.

Получим:

Вентиляторы обязательны для всех режимов нагружения, кроме легкого. ( - расстояние между подшипниками электродвигателя). Условие размещение барабана на электродвигателе запишется в виде:

где - максимальная длина барабана; - длина барабана, необходимая для обеспечения высоты подъема.

Имеем:

Условие размещения барабана на электродвигателе выполняется для всех вариантов.

5. Расчет редуктора

,

где - угловая скорость электродвигателя; - число полюсов; - угловая скорость барабана; - кратность; - число полиспастов.

Отсюда имеем:

Задан двухступенчатый соосный редуктор. Примем интервал передаточных чисел от до Вариант отбрасываем. Остальные значения принимаем так, как они определены по программе «Редуктор» реализуемой на ПЭВМ (Приложение).

В программу вводят число зубьев первичного вала-шестерни совпадающего с номером задания, модуль первой ступени и передаточное число Модуль первой ступени находят из соотношения:

где мм. Здесь мм - диаметр отверстия для вала электродвигателя (рис. 3).

Дано: .

Получим:

Выбираем модули из ряда:

Рис. 3. Соединение вала электродвигателя диаметром с валом редуктора зубчатой полумуфтой

Программа «Редуктор» соблюдает 3 условия:

1. Равенство межосевых расстояний

2. Отношение диаметра второго вала к диаметру первого вала составляет (по принципу равнопрочности валов).

3. Ряд модулей обеих ступеней стандартный.

5.3 Минимальное значение межосевого расстояния редуктора по условию прочности

где - коэффициент твердости зубьев при соответственно; - передаточное отношение второй ступени; - крутящий момент на шестерни второй ступени; где - грузовой момент на барабане, тогда

Для имеем:

Значения полученные на ЭВМ:

- нет; ; ;

; ; ;

; ; .

Рис. 4. Схема нагружения барабана.

Грузовой момент на барабане (рис. 4)

,

где - количество ветвей каната; - наибольшее натяжение ветви каната; - диаметр барабана.

Получим:

Определим значения межосевых расстояний и сравним их с минимальными:

Все варианты с твердостью зубьев HB < 350 приемлемы. Если вариант не проходит, то необходимо увеличить твердость зубьев (уменьшить коэффициент). Если этого недостаточно, то выбирают вариант с большим значением межосевого расстояния (увеличивают ).

Примечание. Если программа редуктор выводит на экран множество вариантов с нужными числами то предпочтение отдают случаям, когда

1)

2)

3) (отклонение общего передаточного числа от расчетного значения незначительно);

4) значение межосевого расстояния минимально.

6. Расчет габаритов и массы редуктора

Принимается равной межосевому расстоянию . Предполагается, что коэффициент ширины зубчатых колес первой ступени составляет , второй ступени .

6.3 Длина редуктора

6.4 Масса редуктора

где - коэффициент заполнения объема электрической тали металлическими деталями; - плотность стали;

6.5 Масса двигателя

Для числа полюсов имеем (приложение)

6.6 Масса барабана

6.7 Результаты расчета

Сведем результаты расчета в таблицу масс и определим приоритеты: на первые места поставим самые легкие варианты.

Сводная таблица масс, кг

7. Компоновка электрической тали

На основании п. 1 заключения следует выполнить компоновку электрической тали (М 1:10, на клетчатой бумаге):

а) наименее металлоемкого варианта;

б) варианта, позволяющего получить наибольшую высоту подъема груза (имеет наименьшее значение произведения и несколько большую массу).

Для выбранного варианта (рис. 5) производят проверку электродвигателя по пусковому моменту и, в случае необходимости, возвращаются к альтернативному варианту.

Рис. 5. Компоновка электрической тали

8. Проверка двигателя по пусковому моменту

Условие пуска

где - среднепусковой момент электродвигателя; - момент инерции ротора электродвигателя; - масса груза; - диаметр барабана; - кратность полиспаста; - общее передаточное число редуктора; - КПД механизма; - КПД полиспаста; - грузовой момент на барабане; - время пуска:

где - ускорение при пуске для грузоподъемностей - скорость подъема; коэффициент учитывает неучтенные вращающиеся массы.

Численный пример приведем для варианта 831:

т.е. условие пуска выполняется.

Заключение

1. Наименее металлоемкими являются электрические тали с трехкратными полиспастами, шести и восьмиполюсными электродвигателями (масса ). Они имеют легкий редуктор с передаточным числом порядка Четырехполюсной электродвигатель отвергнут, т. к. требуются редуктор с передаточным числом порядка поэтому масса электрической тали увеличивается до .

2. Электрические тали с двукратным полиспастом приемлемы только с восьмиполюсным электродвигателем (масса ). При этом возможно исполнение с большой высотой подъема.

Электрические тали со сдвоенным полиспастом кратностью единица неприемлемы, т.к. их масса превышает за счет редуктора, имеющего высокое передаточное число, порядка