Расчет и выбор электроприводов автомата для гильотиной установки

1 Расчет мощности электродвигателя по нагрузочной диаграмме методом эквивалентных величин.

 

1.1 Определение режима работы электродвигателя верхнего подвижного ножа по нагрузочной диаграмме.

  Рисунок 1 - Нагрузочная диаграмма электропривода М1

 

По виду нагрузочной диаграммы электропривода выбираем режим работы электропривода S1 – продолжительный режим работы. Этот режим характеризуется длительно приложенной к валу двигателя нагрузкой, которая может быть постоянной или изменяющейся.

 

1.2 Расчет мощности электропривода М1 по нагрузочной диаграмме.

 

Для выбора мощности двигателя выполняем расчёт по методу эквивалентной мощности. Для определения эквивалентной мощности разбиваем нагрузочную диаграмму на участки.

                          

Рисунок 2 - Нагрузочная диаграмма электропривода М4 разбитая на участки.

 

Рассчитываем эквивалентную мощность

 

,          (1.1)

 

где  ti – время работы двигателя (мин);

Pi – значение мощности в данный отрезок времени (кВт).

 

 

 

1.3 Предварительный выбор электродвигателя

 

При правильно выбранном двигателе должно соблюдаться следующее условие

 

Выбор двигателя осуществляется на основании нагрузочной диаграммы (P,t).

Т.к. двигатель работает в режиме S1, то выбираем электродвигатель основного исполнения.

 

Выбираем электродвигатель 4A112MB6У3 (см. литература 5, стр. 30 ). Основные технические данные двигателя приведены в таблице 1, пусковые данные электродвигателя приведены в таблице 2.

 

Таблица 1 Основные технические данные двигателя 4A112MB6У3

 

Типоразмер электродвигателя	кВт	%		В	n, об/мин
4A112MB6У3	4	82	0,81	380	1000

 

Таблица 2 Пусковые данные электродвигателя 4A112MB6У3

 

Типоразмер электродвигателя	Механические характеристики
4A112MB6У3	2,0	1,8	2,5	5,1	38	6

 

1.4 Проверка электродвигателя на  перегрузочную способность

 

,          (1.2)

 

где   - номинальный момент двигателя ( );

- номинальная мощность двигателя (кВт);

nс – синхронная частота вращения (об/мин);

- номинальное скольжение.

 

.

Для того чтобы удовлетворить требованиям кратковременных перегрузок для данного привода необходимо, чтобы

 

,             (1.3)

 

Для выбранного двигателя

 

 

,           (1.4)

 

 

,           (1.5)

 

где  - максимальная мощность, развиваемая двигателем (кВт) определяем по нагрузочной диаграмме,

sк – скольжение критическое,

.

 

Условие выполняется, следовательно, двигатель удовлетворяет требованиям кратковременных перегрузок.

 

При выборе АД, кроме проверки на перегрузочную способность, необходимо проводить проверку по пусковому моменту Мпуск. Необходимо выполнение условия Мпуск ≥ Мст.нач

 

,             (1.6)

 

где - статический начальный момент ( );

 Ммин - минимальный момент двигателя развивается при значении скольжения равном от 0,9 до 0,7, т.е. почти сразу после пуска двигателя ( ),

 

Для выбранного двигателя

 

 

Найдем Мпуск из отношения

 

 

 

Условие Мпуск ≥Мст.нач выполняется, следовательно, электродвигатель развивает нужный пусковой момент.

 

Выбранный электродвигатель подходит для привода верхнего подвижного ножа.

 

Выбираем электродвигатель 4A112MB6У3

1) Для эффективной  работы аппарата необходимо, чтобы  двигатель работал с невысокой скоростью значит, двигатель необходимо выбрать со скоростью 1000 об/мин.

2) Электродвигатель 4A112MB6У3 имеет защиту IP44 (защита от попадания внутрь оболочки проволоки и твердых тел размером более 1 мм, защита от брызг).

3) охлаждение  IC0141 (обдуваемый наружным вентилятором, расположенным на валу двигателя), что позволяет не допустить превышения установившегося значения температуры частей двигателя. 

4) способ монтажа  IM3011 – без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном подшипниковом щите, с цокольным фланцем, с одним цилиндрическим концом вала. Такой способ монтажа обеспечивает сокращение массы и габаритов установки.

 

1.5 Окончательный выбор электродвигателя

 

Предварительно выбранный двигатель 4A112MB6У3 удовлетворяет всем предъявленным к нему требованиям. Следовательно, двигатель принимаем для привода верхнего подвижного ножа.

 

1.6 Определение режима работы электродвигателя ленточного горизонтального конвейера удаления отрубленных заготовок (М4) по нагрузочной диаграмме.

   Рисунок 3 - Нагрузочная диаграмма электропривода М4

 

По виду нагрузочной диаграмма электропривода выбираем режим работы электропривода S1 – продолжительный режим работы. Этот режим характеризуется длительно приложенной к валу двигателя нагрузкой, которая может быть постоянной или изменяющейся.

 

1.7 Расчет мощности электропривода М4 по нагрузочной диаграмме.

 

Для выбора мощности двигателя выполняем расчёт по методу эквивалентной мощности. Для определения эквивалентной мощности разбиваем нагрузочную диаграмму на участки.

                          

Рисунок 4 - Нагрузочная диаграмма электропривода М4 разбитая на участки.

 

Рассчитываем эквивалентную мощность по формуле (1.1)

 

 

 

1.8 Предварительный выбор электродвигателя

 

При правильно выбранном двигателе должно соблюдаться следующее условие

 

Выбор двигателя осуществляется на основании нагрузочной диаграммы (P,t).

 

Так как двигатель работает в режиме S1, то выбираем электродвигатель основного исполнения.

 

Так как мощность, условия работы и режим работы двигателя М4 полностью соответствуют мощности, условиям работы и режиму работы двигателя М1 (рассчитанного в пунктах 1.1 – 1.5), то для привода ленточного цепного горизонтального конвейера выбираем электродвигатель той же марки что и для привода верхнего подвижного ножа.

Выбираем электродвигатель 4A112MB6У3. Основные технические данные двигателя приведены в таблице 3, пусковые данные электродвигателя приведены в таблице 4.

 

Таблица 3 Основные технические данные двигателя 4A112MB6У3

 

Типоразмер электродвигателя	кВт	%		В	N, об/мин
4A112MB6У3	4	82	0,81	380	1000

 

Таблица 4 Пусковые данные электродвигателя 4A112MB6У3

 

Типоразмер электродвигателя	Механические характеристики
4A112MB6У3	2,0	1,8	2,5	5,1	38	6

 

 

1.9 Проверка электродвигателя на  перегрузочную способность

 

Из формулы (1.2), получаем:

 

 

Для того чтобы удовлетворить требованиям кратковременных перегрузок для данного привода необходимо, чтобы

 

 

Для выбранного двигателя

 

 

Из формулы (1.4), получаем:

 

 

Из формулы (1.5), получаем:

 

 

Условие выполняется, следовательно, двигатель удовлетворяет требованиям кратковременных перегрузок.

 

При выборе АД, кроме проверки на перегрузочную способность, необходимо проводить выбор по пусковому моменту Мпуск. Необходимо выполнение условия Мпуск ≥ Мст.нач

 

Из условия (1.6), получаем:

 

Для выбранного двигателя

 

 

Найдем Мпуск из отношения

 

 

 

Условие Мпуск ≥Мст.нач выполняется следовательно электродвигатель развивает нужный пусковой момент.

 

Выбранный электродвигатель подходит для привода ленточного горизонтального конвейера.

 

Выбираем электродвигатель 4A112MB6У3

1) Для эффективной  работы аппарата необходимо, чтобы  двигатель работал с невысокой скоростью значит, двигатель необходимо выбрать со скоростью 1000 об/мин.

 

2) Электродвигатель 4A112MB6У3 имеет защиту IP44 (защита от попадания внутрь оболочки проволоки и твердых тел размером более 1 мм, защита от брызг).

 

3) охлаждение  IC0141 (обдуваемый наружным вентилятором, расположенным на валу двигателя), что позволяет не допустить превышения установившегося значения температуры частей двигателя. 

 

4) способ монтажа  IM3011 – без лап с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном подшипниковом щите, с цокольным фланцем, с одним цилиндрическим концом вала. Такой способ монтажа обеспечивает сокращение массы и габаритов установки, а также увеличивает КПД.

 

1.10 Окончательный выбор электродвигателя

 

Предварительно выбранный двигатель 4A112MB6У3 удовлетворяет всем предъявленным к нему требованиям. Следовательно, двигатель принимаем для привода ленточного горизонтального конвейера.

2 Расчет и выбор типа электродвигателей производственной установки

 

2.1 Расчет мощности и  выбор электродвигателя привода масляного насоса смазки

 

М2 – электродвигатель привода масляного насоса смазки, асинхронный, с к.з.р., конденсаторный, однофазный.

 

Мощность двигателя для привода масляного насоса рассчитывается по формуле

 

,           (2.1)

 

где Q – подача насоса, м3/с;

H – полный напор, м;

- удельный вес перекачиваемой  жидкости, Н/м3;

k3 – коэффициент запаса;

- КПД насоса (от 0,4 до 0,85 в зависимости от режима использования насоса и его типа см. литература 7 стр. 15);

- КПД передачи (для муфтовой передачи=1 см. литература 7 стр. 15).

 

 

Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. этот двигатель работает в режиме S1. Номинальная частота вращения 1500 об/мин. Степень защиты IP44.

 

Таблица 5 - Технические и пусковые данные двигателя 5AE80MA4

 

Тип двигателя	P2н , кВт	h, %	Ср.к., мкФ	Iном, А	nном, об/мин.	iп	U, в
5AE80MA4	0,75	69	30	5,1	1420	4	380

 

,             (2.2)

 

.

 

2.2 Расчет мощности и  выбор электродвигателя цепного горизонтального  конвейера подачи листового материала

 

М3 – электродвигатель цепного горизонтального конвейера подачи листового материала, 3-х фазный, асинхронный с к.з.р., нереверсивный.

 

Мощность двигателя привода цепного конвейера рассчитывается по формуле:

 

,           (2.3)

 

где Q – подача конвейера, Т/ч;

L – горизонтальная проекция конвейера, м;

Н – высота подъема материала, м;

k1 –коэффициент сопротивления транспортируемого материала движению ходовой части;

k3 – коэффициент запаса (выбирается в пределах от 1,1 до 1,3);

- КПД передачи (см. литература 13 приложение И).

 

 

Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. у электродвигателя маленькая мощность и использование электродвигателя специального исполнения было бы не целесообразно. Номинальная частота вращения 1000 об/мин. Степень защиты IP44.

 

Таблица 6 - Технические и пусковые данные двигателя 4А80В6У3

 

Тип двигателя	P2н, кВт	h, %	cosj	iп
4А80В6У3	1,1	74,0	0,74	4

 

,          (2.4)

 

;

 

Из формулы (2.2), получаем: