Розрахунок потужності і вибір двигуна

Вибір двигуна в математичному значенні становить задачу синтезу, в результаті рішення якої має бути знайдений такий двигун, який забезпечує заданий технологічний цикл робочого механізму, відповідає умовам навколишнього середовища і компонуванню з механізмом робочої машини і при цьому матиме нормативний нагрів.

Вибір двигуна проводиться звичайно в такій послідовності:

• 1) розрахунок потужності і попередній вибір двигуна;
• 2) перевірка обраного двигуна за умовами пуску і перевантаження;
• 3) перевірка обраного двигуна по нагріванню.

Основою для розрахунку потужності і вибору двигуна є навантажувальна діаграма і діаграма швидкості (тахограма) механізму.

Тахограма і навантажувальна діаграма відповідають циклічному режиму роботи механізму з постійною швидкістю на інтервалах роботи, як у прямому напрямку обертання, так і за зворотного напрямку.

Вихідні дані:

t1 = 4 c; t5 = 2,5 c; nм ном = 50 об/мин.

t2 = 60 c; t6 = 120 c; M0 (-M0) = 0,6 кН*м;

t3 = 1 c; t7 = 3 c; M1 = 1,5 кН*м;

t4 = 35 c; t8 = 60 c; М2 = -2 кН*м;

JM = 2000 кг*м2;

Пуск в функції - Т (часу).

Еквівалентна потужність механізму:

де n — кількість ділянок роботи механізму в межах циклу тахограми; tрі - тривалість і-ої ділянки роботи, с; tрУ — сумарний час роботи протягом циклу, с; Ммі - значення моментів механізму на ділянках, Н*м; мi=ni /30 — значення кутової швидкості механізму на і-ій ділянці, с-1. Значення швидкості на ділянках пуску і гальмування дорівнює середньому значенню швидкості між значенням швидкостей на попередньому і наступному ділянках тахограми:

Еквівалентна потужність двигуна:

де Кз — коефіцієнт запасу, який враховує динамічні навантаження.

Приймаємо Кз=1,16.

Фактична тривалість включення двигуна дозволяє визначити режим роботи двигуна:

Значення 10% <�ПВФ <80% при часі tц <10 хв. відповідає повторно короткочасному режиму роботи (ПКР).

Для двигунів з ПКР для розрахунку еквівалентна потужність перераховується до найближчої номінальної тривалості включення ПВном, яка складає 60%:

Процедура попереднього розрахунку потужності завершується вибором двигуна найближчої більшої потужності за каталогом (довідником) — 4АС180М8У3 з наступними даними:

• · Рном=14 кВт;
• · Ковзання s=7%;
• · nном=700 об/хв;
• · КПД — 83,5%;
• · cos=0,83;
• · n0=750 об/хв;
• · ;

· ;

• · ;
• · Момент інерції кгм2.

Для більш точного розрахунку потужності двигуна враховують динамічні режими його роботи у складі приводу механізму. При цьому спочатку моменти опору і моменти інерції приводяться до валу двигуна. Для цього необхідно визначити передаточне число приводу:

.

де д ном, м ном — номінальна кутова швидкість двигуна і механізму, відповідно.

Приведений до валу двигуна момент опору механізму (без урахування ККД передачі) визначається на кожній ділянці навантажувальної діаграми за виразом:

Приведений до вала двигуна момент інерції приводу:

де Jд — момент інерції ротора двигуна, кг· м2; Jм — момент інерції механизму.