4. Расчет привода транспортного движения

4.1. Выбор схемы привода.

В автоматических роторных линиях реализуются четыре прин­ципиально различных конструктивных варианта схем привода вращения технологических и транспортных роторов.

Первый вариант характерен для АРЛ с небольшим числом слабо нагруженных роторов, выполняющих операции небольшой энер­гоемкости (запрессовка, сборка, термохимическая обработка, конт­роль, таблетирование порошковых материалов). В этом случае вра­щение роторов осуществляется от электродвигателя посредством редуктора через ведущий (наиболее нагруженный или средний по расположению) технологический ротор Остальные тех­нологические и транспортные роторы кинематически соединяются между собой зубчатыми колесами. Эта схема наиболее проста, но неосуществима в случае различных шаговых расстояний роторов вхо­дящих в линию. Кроме того, возможен неравномерный износ зубчатых колес привода при существенно отличающихся нагрузках на главных валах роторов.

Более распространенной является схема привода технологичес­ких групп роторов, объединяемых в линии, посредством червячных редукторов (рис.6 б.) . Входы редукторов связаны с приводным ва­лом 6, а выходы– с наиболее нагруженными роторами технологических групп либо непосредственно, либо через зубчатую передачу. Внутри каждой технологической группы вращение передается цилиндрически­ми зубчатыми колесами. Настройка взаимного углового расположения групп роторов производится зубчатыми муфтами 5, устанавливаемыми на приводном валу. Этот вариант привода широко применяется в АРЛ с восемью-десятью технологическими роторами и производительностью линии до 200 шт / мин.

Недостатки схемы: неравномерная нагруженность элементов при­вода, низкий КПД привода (0,6 .0,7), сложность защиты привода линии от перегрузок. Наличие одного скоростного режима затрудня­ет использование привода в высокопроизводительных АРЛ.

4.1. Определение крутящего момента на валу технологических и транспортных роторов.

4.1.1. Технологический ротор с механическим приводом рабочего движения.

Суммарный момент M на валу технологического ротора с механическим (кулачковым) приводом складывается из момента тех­нологических сил Мт, момента сил трения Мтр, момента на преодоление инерции вращающихся масс ротора при пуске линии Ми.

M= Мт + Мтр + Ми (17)

Момент технологических сил определяется по формуле:

Мт = PтRpuоснtg ak

где Рг– технологическое усилие, Н;

aк–угол подъема профиля кулачка;

Rр– радиус начальной окружности ротора, м;

uосн– число инструментальных блоков в рабочей зоне ротора.

Мт = 2.12 Н/м

Момент сил трения:

Мтp= GpRnmn/cos an,(18)

где Gр– вес ротора, Н;

Rп– средний радиус подшипников ротора, м;

mп– коэффициент трения в подшипниках (mп= 0,06…0,1);

aп– угол, определяющий направление усилия в подшипниках

(aп= 12 °).

Мтp= 0,62 Н/м

Момент инерции масс ротора можно приближенно определить по формуле:

Ми= GpRn2e/2g (19)

где e– среднее угловое ускорение ротора при пуске линии, с-2;

g– ускорение свободного падения, м / с-2.

Среднее угловое ускорение ротора:

e = pnp/30Tn

где nр– число оборотов ротора, об / мин;

Тп– время пуска линии, с.

По рекомендациям [4] ТпЈ 0,5 с.

e = 25,9

Ми= 2,33 Н/м

M = 5,07 Н/м

4.1.2 Транспортный ротор

Момент на валу транспортного ротора приближенно определяется как сумма моментов сил трения в подшипниках Мтр и момента инерции Ми:

M= Мтр + Ми (20)

Моменты Мтр и Ми определяются по формулам (18) и (19)

M= 1.52 Н/м

4.2. Расчет мощности электродвигателя привода

Мощность электродвигателя (кВт) привода транспортного дви­жения роторной линии, включающей несколько технологических групп роторов можно определить по формуле:

Nэ.д.= 0,105*10-4[(Мпрjnбj)/(h4mhрем)] (21)

где m– количество кинематически объединенных групп роторов;

Мпр– момент, приведенный к валу базового ротора, НЧм;

nб– угловая скорость вращения базового ротора, об / мин;

hрем, hч– КПД, учитывающие потери в клиноременной передаче

и червячном редукторе.

Приведенный момент на валу базового ротора определяется выражением:

Мпр = М0+M1*i01/h01+ M2*i02/h02+ . Mk-1*i0,k-1/h0,k+1

где k– число роторов в группе;

i– передаточное отношение от i-ого ротора к базовому;

h– КПД зубчатой передачи от i-ого ротора к базовому;

М1, М2– моменты на валу роторов, НЧм;

М0– момент на валу базового ротора, НЧм.

Мпр= 63,9 Н/м

Nэ.д = 0,88 кВт.

4.3. Выбор электродвигателя

Из стандартного ряда трехфазных асинхронных двигателей серии 4А по расчетным данным выбираем электродвигатель 80А с номинальной мощностью 1,1 кВт. Определяем суммарное передаточное число привода:

iz=nэ.д./nб

iz = 11,36

Выбираем передаточное число редуктора iр= 12 (РЧ 12-8)

iр= 0,94

Список использованных источников

1. Автоматические роторные линии / И. А. Клусов, Н. В. Волков, В. И. Золотухин и др. – М. : Машиностроение, 1987.

2.Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1982.

3.Клусов И.А , Сафарянц А.Р. Роторные линии. – М.: Машиностроение, 1969.

4.Кольман-Иванов Э.Э. Машины-автоматы химических производств. –М.: Машиностроение, 1972.

5.Кошкин Л. Н. Комплексная автоматизация производства на базе роторных линий. – М. Машиностроение, 1972.

6.Кошкин Л.Н. Роторные и роторно-конвейерные линии. – М. Машиностроение, 1986.

7.Расчет на прочность деталей машин / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. – М. : Машиностроение, 1979.

8.Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке. – Л.:Ма­шиностроение, 1979.