Энергетический, кинематический и силовой расчёт привода

 Содержание

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок выполнения первого раздела контрольной  работы

на тему «Энергетический, кинематический и силовой расчёт привода»

 

Для выполнения работы необходимо провести расчёт одного из двух предлагаемых схем (задание №1, задание №2). Привод двухступенчатый, т.е. мощность, необходимая  для движения исполнительного механизма, передается от электродвигателя посредством двух (быстроходной и тихоходной) последовательно расположенных передач. Обе передачи понижающие, т.е. частота вращения (об/мин) каждого последующего вала меньше, чем предыдущего. Быстроходный вал (вал электродвигателя) обозначим индексом 1, промежуточный – 2, и выходной вал индексом 3.

В процессе работы необходимо:

1. Выбрать электродвигатель.

2. Определить неизвестное передаточное  число.

3. Заполнить таблицу.

 

P1=9.27	nдв =2900	T1=30.51	U1=3	h1=0.92
P2=8.53	n3=40	T2=84.21	U2=25	h2=0.95
P3=8.1	nзф =38.7	T3=2000	U =75	h=0.87

 

Все расчеты выполнять  с точностью до второго знака  после запятой.

 

1. Определить  требуемые параметры на выходном  валу (3)

В задании №1 дано окружное усиление на барабане F_t, диаметр барабана D и скорость ленты V.

1.1. Крутящий момент  на выходном валу T₃

.

1.2. Определить число  оборотов выходного вала n₃

 об/мин.

В задании №2 T₃ и n₃ приведены в исходных данных.

1.3. Определить мощность на выходном валу P₃

 КВт.

 КВт

2. Определить  ориентировочно мощность на ведущем  валу P₁

 

Так как при подаче энергии часть её теряется на трение в передачах, опорах, на  разбрызгивание масла и др., мощность электродвигателя должна быть больше, чем P₃. О величине потерь можно судить по КПД передач (h₁, h₂)

2.1. Определить КПД  быстроходной h₁ и тихоходной h₂ передач (таб..1).

2.2. Требуемая мощность  на ведущем валу

.

 КВт

3. Выбрать электродвигатель

 

3.1. Выбрать по P₁ двигатель с синхронной частотой вращения, указанной в исходных данных по таб. 2 . , P_дв должно быть немного больше  P₁ .

3.2. Записать марку  двигателя, P_дв и n_дв двигателя

n_дв – фактическая асинхронная частота вращения с учётом скольжения магнитного поля меньше синхронной частоты и приведена в вертикальном столбце табл. 2.

Тип двигателя- 4А132М2УЗ, P_дв = 11 КВт, n_дв =2900 об/мин.

 

4. Определить  неизвестное передаточное число  кинематической цепи

4.1. Определить расчётное передаточное число в задании №1 и в задании №2.

В задании №1 известно передаточное число быстроходной закрытой зубчатой передачи U₁.

Тогда расчетное передаточное число  открытой зубчатой передачи

.

В задании №2 известно передаточное число тихоходной червячной  передачи U₂. Неизвестное расчётное передаточное число передачи с гибкой связью (цепная, ременная и др.) определяется по формуле

.

U₁=3

U₂=25

4.2. Привести расчётные  передаточные числа в соответствие  со стандартом.

Стандартные передаточные числа U₁ и U₂ приведены в табл. 3.

Для передач с гибкой связью передаточное число U₁ (задание №2) взять из таблицы для зубчатых передач.

Стандартные передаточные числа U₁, U₂ выбрать близкими к , .

 

 

5. Определить  фактическую частоту вращения  выходного вала

.

6. Определить  отклонение фактической частоты вращения от заданной

. Допустимое отклонение ±10%.

 

 

7. Уточнить P₃ и P₁  и занести в таблицу

Так как n_3ф отличается от n₃ изменится и необходимая мощность P₃, а следовательно и P₁. Пересчитать значения P₃  и P₁ по формулам п.1.3 п. 2.2, соответственно, подставив вместо n₃  n_3ф.

КВт     КВт

8. Занести в таблицу   n_3ф, n_дв, U₁, U₂, h₁, h₂, T₃,

U = U₁, U₂;   h = h₁ h₂,

где U₀ – общее передаточное число кинематической цепи;

       h – общее КПД привода.

n_3ф =38,7; n_дв =2900; U₁=3; U₂=25; h₁=0,92; h₂=0,95; T₃=2000.

U=3*25=75; h=0.92*0.95=0.874.

9. Определить  и занести в таблицу T₁, T₂, n₂, P₂

,   ,   или

,   .

;

;

10. Проверить  правильность заполнения таблицы,  например, рассчитать T₂ и T₁  по формулам

;   .

;

Сравнить с результатами расчета по пункту 9. Расхождение  не должно превышать + 0,5 Нм.

 

11. Научиться  отвечать на следующие вопросы:

1. Как определить мощность  при поступательном и вращательном  движении?

2. Как определить момент  силы относительной точки?

3. Как определить мощность  на валу барабана (звёздочках) конвейера?

4. Как определить мощность  необходимую для выбора электродвигателя?

5. Как определить мощность  на промежуточном валу?

6. Как определить крутящие  моменты на всех валах?

7. Как определить частоту  вращения каждого вала?

 

 

 

 

 

 

Рекомендуемые значения КПД                                                                      

Таблица 1

Тип передачи, звена кинематической цепи	ή
Зубчатая ( с опорами закрытая ) : цилиндрическая	0.96…….0.98
Червячная ( закрытая) при передаточном числе: св. 30 св. 14  до 30 св.  8   до 14	0.7………0.8 0.75……..0.85 0.8………0.9
Ременная ( все типы )	0.94……..0.96
Цепная	0.92……..0.95

 

                                                                                                                                         Таблица2

	Синхронная частота вращения  об/мин
Тип двигателя	3000			1500			1000			750
	P	n	Mпск	P	n	Mпуск	P	n	Mпуск	P	n	Mпуск
4А71А?УЗ	0.75	2840	2	0.55	1390	2
4А71В?УЗ	1.1	2810	2	0.75	1390	2	0.55	900	2
4А80А?УЗ	1.5	2850	2.1	1.1	1420	2	0.75	915	2
4А80В?УЗ	2.2	2850	2.1	1.5	1415	2	1.1	920	2	0.55	700	1.6
4А90LА?УЗ	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0.75	700	1.6
4А90LВ?УЗ	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1.1	700	1.6
4А90L?УЗ	3	2840	2.1	2.2	1425	2.1	1.5	935	2	-	-	-
4А100S?УЗ	4	2880	2	3	1435	2	-	-	-	-	-	-
4А100E?УЗ	5.5	2880	2	4	1430	2	2.2	950	2	1.5	700	1.6
4А112MА?УЗ	-	-	-	-	-	-	3	955	2	2.2	700	1.9
4А112MB?УЗ	-	-	-	-	-	-	4	950	2	3	700	1.9
4А112M?УЗ	7.5	2900	2	5.5	1445	2	-	-	-	-	-	-
4А132S?УЗ	-	-	-	7.5	1445	2.2	5.5	965	2	4	730	1.9
4А132M?УЗ	11	2900	1.7	11	1460	2.2	7.5	970	2	5.5	730	1.9
4А160S?УЗ	15	2940	1.4	15	1465	1.4	11	975	1.2	7.5	730	1.4
4А160M?УЗ							15	975	1.2	11	730	1.4

 

Примечание: 1. Р- номинальная  мощность в кВТ, n- асинхронная частота вращения об/мин.

2. В обозначении двигателя  вместо ? подставлять число полюсов  соответственно для 3000, 1500, 1000, 750  об/мин 2, 4, 6, 8.

 

 

Стандартные передаточные числа

 

Таблица3

Ряды	Червячные передачи ГОСТ 2144 - 76
1 ряд	8;  11;  12,5;  16;  20;  25;  31,5;  40;  50;  63;  80
2 ряд	9;  11,2;  14;  18;  22,4;  28;  35,5;  45;  56;  71
Ряды	Зубчатые цилиндрические передачи ГОСТ 2185 – 66
1 ряд	1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10;11
2 ряд	1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

 

Горизонтально-ковочная машина

Горизонтально–ковочная  машина (ГКМ), предназначена для горячего безоблойного штампования заготовок из прутка в разъёмных матрицах. По характеру воздействия на заготовку ГКМ относится к прессам. На ГКМ производят высадку, а также прошивку, отрезку, гибку, выдавливание. По сравнению с др. кузнечно-прессовыми машинами ГКМ более производительны, обеспечивают высокую точность изделий. Рабочее усилие в ГКМ создаёт кривошипный механизм, движение рабочих органов происходит в горизонтальной плоскости. Вспомогательные операции (подачу заготовки, зажим её и т. п.) осуществляет рычажно-кулачковый механизм. В СССР и за рубежом выпускаются ГКМ с усилием от 0,5 до 31,5 Мн (от 50 до 3150 mc), позволяющие высаживать прутки диаметром до 225 мм.

 

 

Безоблойное штампование

 

Безоблойное штампование, горячее деформирование металлических  заготовок в закрытых штампах  без потерь металла на образование облоя (заусенцев). Б. ш. применяется для получения точных поковок, имеющих форму тел вращения, а также для заготовок под штампование деталей сложной формы (крестовин, фитингов и др.). Б. ш. осуществляется на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах. При Б. ш. на молотах для более удобного извлечения поковки из штампа выступающую часть ручья располагают в нижнем штампе, а глубокую полость — в верхнем. Центрирующим замком штампа служит боковая поверхность выступающей части нижнего штампа в сочетании с боковой поверхностью выточки верхней части штампа. Для Б. ш. поковок с глубокими внутренними полостями применяются штампы с выталкивателями. При Б. ш. создаётся напряжённое состояние, близкое к неравномерному всестороннему сжатию, благодаря чему металл деформируется при относительно невысоких растягивающих напряжениях, что важно для малопластичных материалов, например жаропрочных сплавов.