Выбор электродвигателей по мощности привода

Выбор двигателя по мощности заключается в установлении номинального значения его мощности P_ном, которое должно быть больше или, по крайней мере, равно расчетному значению мощности на валу двигателя P. При постоянной статической нагрузке на исполнительном органе P определяется с учетом к.п.д. привода и коэффициента запаса:

где ξ – коэффициент запаса, учитывающий возможное изменение нагрузки и момента двигателя, вызванной разными причинами: нестабильностью напряжения питания двигателя, погрешностями изготовления привода, а также некоторыми пренебрежениями и округлениями в расчетах; P_ном – номинальная мощность двигателя; P – расчетная мощность исполнительного органа, приведенная к валу ротора; η_р – к.п.д. передачи привода.

В случае, если нагрузка имеет сложный характер или изменяется по сложному закону – алгоритм расчета не изменится, но в целях лучшего использования двигателя в эти формулы вместо номинального значения нагрузки подставляют ее среднее значение, а коэффициент запаса берут в диапазоне 1,1…1,6, причем тем больше, чем резче пики во время нагрузки. При выборе двигателя в условиях повышенных требований к динамическим характеристикам системы, в расчетах необходимо учесть ускорение двигателя.

Упрощенный расчет электромеханических приводов

Рассмотрим электромеханический привод, приведенный на Рис.I-28. Движение передается от двигателя “M” к валу 4-й шестерни через промежуточные шестерни.

Рис.I-28 – электромеханический привод

Заданы следующие параметры системы: габариты привода (в данном случае – ширина, глубина и высота корпуса, W, L и H, соответственно), угловая скорость выходного перемещения вала привода – ω_вых, и минимальное усилие в виде момента M_вых, на выходе привода. Задача сводится к подбору таких параметров зубчатых колес 1, 2, 3 и 4, чтобы требуемые параметры на выходе (ω_вых и M_вых) получались путем преобразования движения вала стандартного двигателя и при этом расчетные значения параметров зубчатых колес вписывались бы в габариты корпуса привода.

Для начала, формализуем условия задания. Исходя из габаритных размеров, запишем:

(1) (2) (3)

где d_i – диаметры начальных окружностей (для упрощения примем утверждение о равенстве начальных и делительных окружностей) зубчатых колес, а b_i – ширина зубчатого колеса (для упрощения расчетов примем допущение о том, что условие (3) выполняется по умолчанию).

Вычислим мощность привода на выходе:

Учитывая закон сохранения энергии и возможные потери при передаче движения от двигателя к выходному валу, запишем выражение для мощности двигателя:

Однако входная мощность двигателя не строго соответствует номинальной мощности двигателя, это связано с наличием собственного к.п.д. у двигателя. Таким образом, при выборе номинальной мощности двигателя следует ориентироваться на следующее соотношение:

где η_1-2 и η_3-4 – к.п.д. зубчатых передач 1-2 и 3-4 (для прямозубых зубчатых колес принимается равным порядка 0,97), η_оп – к.п.д. подшипников качения (обычно принимается равным 0,99), η_муф – к.п.д. муфты связывающей вал двигателя с входным валом проектируемой системы (принимается равным 0,99), ξ – коэффициент запаса (рекомендации по выбору конкретного значения были рассмотрены ранее).

Выбрав значение мощности из таблицы двигателей (см. табл. 1), уточнив угловую скорость на валу двигателя – необходимо подобрать параметры зубчатых колес для преобразования скорости двигателя в скорость вала на выходе привода.

Для удобства в подборе числа зубьев возможно условно разбить суммарное передаточное отношение i_1-4 на две части:

Также необходимо помнить, что для зубчатых колес с эвольвентным профилем, минимальное число зубьев равно 17. Что же касается ограничения, связанного с максимумом зубьев – оно определяется габаритами механизма, переход к которым осуществляется через диаметры зубчатых колес и модуль передачи. Т.е. подобрав необходимые числа зубьев для всех 4-х колес, необходимо подобрать модуль(и) зубчатых передач из стандартного ряда (см. табл. 2) так, чтобы выполнялись условия (1), (2), (3), касающиеся габаритов корпуса.

Убедившись в том, что номинальной мощности с запасом хватает для заданной нагрузки, и, подобрав параметры зубчатых колес, для преобразования скорости вала двигателя в скорость выходного вала электромеханического привода, подтвердим сделанный ранее выбор двигателя, чем, в совокупности с расчетными параметрами зубчатых колес, однозначно зададим весь электромеханический привод.

Табл. 1: “Параметры электродвигателей”

Модель электродвигателя	Мощность, кВт	Скорость вращения, об/мин	КПД, %
АИР63А6	0,2	860	56
АИР71В8	0,3	690	61
АИР63В6	0,3	860	59
AИP63A4	0,3	1320	68
5А80МА8	0,4	675	60
АИР71А6	0,4	915	65
AИP63B4	0,4	1320	68
AИP63A2	0,4	2730	72
5А80МВ8	0,6	700	61
АИР71В6	0,6	915	68,5
AИP71A4	0,6	1350	71
AИP63B2	0,6	2730	75
АИР90LА8	0,8	705	72,5
5А80МА6	0,8	930	71
AИP71B4	0,8	1350	75
AИP71A2	0,8	2820	78,5
АИР90LВ8	1,1	715	76
5А80МВ6	1,1	930	73
5A80MA4	1,1	1410	75
AИP71B2	1,1	2805	79
АИР100L8	1,5	705	76
АИР180М8	1,5	730	88
АИР90L6	1,5	935	78,5
5A80MB4	1,5	1410	77
5A80MA2	1,5	2850	81,5
АИРМ112МА8	2,2	710	76,5
АИР100L6	2,2	945	81,5
AИP90L4	2,2	1425	81
5A80MB2	2,2	2850	82,5
АИРМ112МВ8	3	700	79
АИРМ112МА6	3	950	81
AИP100S4	3	1410	82
AИP90L2	3	2865	84
АИРМ132S8	4	720	83
АИРМ112МВ6	4	950	82
AИP100L4	4	1395	85
AИP100S2	4	2850	87
АИРМ132М8	5,5	710	83
АИРМ132S6	5,5	960	85,5
AИPM112M4	5,5	1345	85
AИP100L2	5,5	2850	88
5А160S8	7,5	725	87
АИРМ132М6	7,5	960	85,5

5А160М6	15	970	88,5
5A160S4	15	1450	89,5
5A160S2	15	2925	90,5
5А200М8	18,5	735	89,8
АИР180М6	18,5	975	89,5
5A160M4	18,5	1455	90
5A160M2	18,5	2925	91
5А200L8	22	735	90
5А200М6	22	978	90
AИP180S4	22	1465	90,5
AИP180S2	22	2920	90,5
5А225М8	30	735	90,5
5А200L6	30	978	90
AИP180M4	30	1470	92
AИP180M2	30	2925	91
5АМ280S10	37	590	92,4
5АМ250S8	37	735	92
5А225М6	37	980	91
5A200M4	37	1465	92
5A200M2	37	2940	93
5АМ315S12	45	490	93
5АМ280М10	45	590	92,5
5АМ250М8	45	735	92,5
5АМ250S6	45	980	92,5
5A200L4	45	1465	92,5
5A200L2	45	2940	93,4
5АМ315М12	55	490	93
5АМ315S10	55	590	93,5
5АМ280S8	55	740	93,8
5АМ250М6	55	980	92,5
5A225M4	55	1470	93,3
5A225M2	55	2940	93,5
АИР355S12	75	490	91,5
5АМ315М10	75	590	93,5
5АМ280М8	75	740	93,9
5АМ280S6	75	985	94,5
5AM250S4	75	1478	94
5AM250S2	75	2940	93
АИР355М12	90	490	92
АИР355S10	90	590	93
5АМ315S8	90	740	94,5
5АМ280М6	90	985	94,5
5AM250M4	90	1478	94
5AM250M2	90	2940	93
АИР355М10	110	590	93
5АМ315М8	110	740	94,5
5АМ315S6	110	985	95
5AM280S4	110	1480	95,3

Табл. 2: “Стандартные модули зубчатых колес”

Модуль зуба, мм
Предп. знач.	Непредп. знач.
1	1,125
1,25	1,375
1,5	1,75
2	2,25
2,5	2,75
3	3,5; 3,75
4	4,5
5	5,5
6	7
8	9
10	11
12	14
16	18
20	22
25

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 / 1912 13 14 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Механика

#
17.11.20186 Мб351тема 2011 Лекции ВВЕДЕНИЕ о пректировании.doc
#
11.02.20153 Мб309Kurs_lektsy_Mekhanika_A_V_Prokopenko.doc
#
15.08.20195 Мб45методичка (part1).doc
#
15.08.20193 Мб17методичка по курсачу.doc
#
11.02.2015685 Кб53силовой анализ.pdf
#
17.11.20183 Мб44ТЕМА 3. Синтез ПМ Рыч ПМ 2011 .doc