Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Крутящие моменты на валах в Нм



Поиск оптимального варианта привода при заданной схеме

Оптимальный вариант с электродвигателями nС = 3000; 1500; 1000 и 750, берется по результатам вычислений для всех вариантов.

Если расчет зубчатой передачи ведется по методу эквивалентных циклов, то коэффициенты долговечности определяются , где Если расчет ведется по методу эквивалентных моментов, то при определении допускаемого напряжения коэффициент долговечности .

На основе обработки статистических данных для определения массы электродвигателя трехфазного переменного тока с короткозамкнутым ротором типа 4А предлагается следующая формула:

(5)

где - показатель;

- комплексный показатель;

h -высота электродвигателя от основания до оси вращения в метрах;

е = 2,71 – основание натурального логарифма;

р – число полюсов электродвигателя;

n c – синхронная частота вращения двигателя, об/мин;

N э- мощность электродвигателя в кВт.

Для определения стоимости электродвигателя в У.Е. предлагается следующее выражение:

(6)

Масса редуктора определяется по нижеследующей формуле в кг

, (7)

здесь К М - коэффициент массы, зависящий от типа редуктора (таблица 3);

Г – главный параметр редуктора в метрах (а w - межосевое расстояние цилиндрических и червячных редукторов,

d e2- внешний делительный диаметр конического колеса);

е = 2,71 – основания натурального логарифма;

b – комплексный параметр, зависящий от типа редуктора;

К Т – коэффициент, учитывающий твердости ведущего зубчатого колеса:

  Н1<350НВ Н1£50HRC H1³50HRC
К Т 0,1 0,2 0,3

Таблица 3

  Тип редуктора коэффициент массы - К М главный параметр - Г комплексный параметр – b  
  1.одноступенчатый:        
  а) цилиндрический   a w K T(0,3- a w)  
  б) конический узкий широкий     d e2   3(0,2- d е2) 3(0,16- d е2)  
  в) червячный   a w a w-0,15  
  2.Двухступенчатый цилиндрический:        
  а) по развернутой схеме   a + a К Т· Г 2  
б) по развернутой схеме с одной раздвоенной ступенью   a + a К Т· Г 2
в) соосный   2 a w К Т· Г 2
3. Двухступенчатый коническо-цилиндрический     d e2+ a w   К Т(0,85- Г)
4.Трехступенчатый цилиндрический развернутый     а Бn+ а Т   К Т· Г 3
               

Стоимость редуктора в У.Е. определяется по формуле:

(8)

где К С – коэффициент стоимости, зависящий от термообработки зубчатых колес (таблица 4);

М р – масса редуктора в кг;

N – годовая программа, шт./год.

Таблица 4

  Тип редуктора Значение КС при термообработке
Улучшение Н1 > 350НВ Закалка ТВЧ и Н1 50HRC Цементация H1 50HRC
1.Одноступенчатый: а) цилиндрический, б) конический, в) червячный,   3,15 5,90 3,50   3,30 6,20 3,75   3,80 7,20 5,15
2.Двухступенчатый: цилиндрический а) по развернутой схеме б) соосный     3,75 3,90     3,90 4,30     4,50 4,90
3. Двухступенчатый коническо-цилиндрический   4,15   4,40   4,51
4.Трехступенчатый цилиндрический развернутый   4,30   4,45   5,10

Сравнительная оценка привода ленточного конвейера, состоящего из электродвигателя, ременной передачи и редуктора Ц2С.

И с х о д н ы е д а н н ы е: Т НТ = 1900 Нм – расчетный момент на выходе редуктора; n =30 об/мин. – частота вращения на выходе; = 0,8 – К.П.Д. привода; L h = 20 тыс. часов – желаемый срок службы (ресурс); N = 5000 шт./год – годовая программа выпуска.

Режим работы по ГОСТу 21354 - 87 Значение при
q F =6 q F =9
Средний нормальный 0,18 0,065 0,036

Требуемая мощность электродвигателя

В первом варианте материал зубчатых колес быстроходной ступени сталь 40ХН. Термообработка шестерни – улучшение НВ270, = 850 МПа, = 600 МПа. Термообработка колеса также улучшение. НВ250, =800МПа, =580МПа. Механические характеристики при улучшении =2НВ+70; S H=1,1; , ; .

Для тихоходной ступени при рассматриваемом варианте тот же материал. Термообработка шестерни – закалка ТВЧ сквозная с охватом впадины при мм. НRC50, =920МПа, =750 МПа, =17НRC+200, S Н=1,2, МПа, , МПа. Для колеса быстроходной ступени при u p = 40, термообработка также закалка НRC46. Для колес остальных вариантов - сталь 40ХН, термообработка – улучшение (характеристики приведены выше).

Во втором варианте для шестерни быстроходной ступени термообработка – закалка ТВЧ, а для колеса – улучшение. Для тихоходной ступени при u Р = 40 материал шестерни сталь 25 ХГТ, термообработка – цементация с последующей закалкой. НRC60, =1150 МПа, =850 МПа, =23 НRC, МПа, , МПа.

Для остальных случаев материал колес - сталь 40ХН. Термообработка шестерни и колеса – закалка ТВЧ с вышеприведенной характеристикой. Остальные данные сведены в таблицу. Здесь расчеты проведены с использованием метода эквивалентных циклов при определении коэффициентов долговечности K HL и K FL.

Таблица 5

Синхронная частота э/д– n С        
Параметры
Марка э/д типа 4А 112 М2 132 S4 132 M6 160 S8
Р Э, об/мин 7,5 7,5 7,5 7,5
n Э, об/мин        
М Э, кr по формуле (1)        
C Э, У.Е. по формуле (2)   108,5 141,4  
d Э, мм        
u пр = n Э/ n Т 96,6 48,5 32,3 24,3
Принимаем u р     12,5  
u рем = u пр/ u р 2,41 2,42 2,58 2,43
  7,1       3,55
u Т= u р/ u Б 5,6   3,15 2,8
Фактич. u ред 39,76   12,6 9,94
Фактич. u рем 2,43 2,42 2,56 2,44
Частота вращения валов, об/мин
n 1= n э        
n 2= n 1/ u рем.        
n 3= n 2/ u Б.     94,5  
n 4= n 3/ u Т.        
Моменты на валах в Нм
Т 1=9550 Р 1/ n 1 24,7 49,5 73,8  
Т 2 55,7 111,4    
Т 3        
Т 4        
Число циклов нагружения зубчатых колес
N 1=60 × L h× n 2 1,4×109 7,2×108 4,8×108 3,6×108
N 2= N 3=60 × L h× n 3 1,8×108 1,4×108 1,2×108 1,2×108
N 4=60 × L h× n 4 3,6×107 3,6×107 3,6×107 3,6×107
Т/о быстроходной ступени У12 У12 У1+У2 У12
, МПа        
Т/о тихоходной ступени 31+32 312 312 312
, МПа        
0,4 0,4 0,4 0,4
  0,25   0,28   0,30   0,315
, мм        
М Р по ф-ле (7)        
С Р по ф-ле (8)        
М Э+ М Р        
С Э+ С Р   316,5 328,4  
, кг/нм 0,162 0,144 0,127 0,111
Второй вариант
Т/о быстроходной ступени 312 312 312 312
, МПа        
Т/о тихоходной ступени Ц1+32 31+32 31+32 312
, МПа        
, мм        
44,444 56,667 64,0 65,934
54,545 68,00 77,1 78,947
М Р по ф-ле (7)        
С Р по ф-ле (8)        
М Э+ М Р, кг        
С Э+ С Р, у.е.   257,5    
, кг/Нм 0,111 0,096 0,083 0,070

Из таблицы 5 видно, что параметры редуктора со вторым вариантом термообработки являются лучшими.

Минимальная суммарная масса для заданной схемы привода соответствует минимальной стоимости, поэтому достаточно ограничиться определением массы привода. Однако для сравнения различных вариантов привода по конструкции требуется определение минимальной стоимости и разработка ряда критериев. Здесь для каждого варианта редуктора предусмотрен индивидуальный чугунный корпус с определенными размерами, в отличие от общего корпуса с равным межцентровым расстоянием для передаточного числа от 8 до 40 завода – изготовителя.





Дата публикования: 2014-10-19; Прочитано: 830 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2025 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.006 с)...