电动机驱动的输送带设计.docx
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电动机驱动的输送带设计.docx
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电动机驱动的输送带设计
«电机传动设计》
课程设计任务书
姓名
学号
上海电视大学
2013年6月
一、课程设计概述3
装配输送机及传动布置4
1.3I/O端口配置5
三、课程设计要求5
四、课程设计步骤5
电动机额定功率、转速、电压参数10
五、课程设计小结15
一、课程设计概述
电气传动技术课程是本专业的一门专业课,主要讲述交、直流电动机原理及其应用,是一门实践性很强的课程,通过电气传动技术的课程设计,掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。
课程设计模拟工厂常用的生产流水线,设计一条电动机驱动的输送带,根据加工工艺要求,在输送带上的工件大小和重量是变化的,输送的位置和距离根据不同的要求,有所变化,要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件,需要采取的措施。
二、课程设计任务
有一条生产流水线的输送带如下图所示,在装料点0,按生产节
拍依次装上各种电动机的零配件:
A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。
分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。
输送带采取带上无零配件的空载启动,在传送中,自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件,而且两个零配件传送
过程中无间隔、停顿。
各种零配件依次送完后,再重复循环传送,…
传动系统设计参数:
空载负载力矩输送带的输送速度输送带的加速度
电压波动安全系数0.75
传动系统的减速装置第一级米用减速米用皮带轮,第二和第二级
米用齿轮减速箱,参数见表1:
表1
名称
GD(N•m2)
传动参数
传动效率
0「
电动机
:
5(初选)「
1
带轮⑴
1
C60
n1=0.87
2
带轮⑵
3
C248
3:
齿轮⑶
1
18齿
n2=0.91
4
齿轮⑷
4
89齿
5
齿轮⑸
2
20齿
n3=0.9
6「
齿轮⑹
7
101齿
7
送带轮
56
0254mm
工艺要求送料的次序和位置见表2:
表2:
负载Tl/
GD2
(N•M/
2N•M)
工位距离
工艺十一
工位1
工位2
工位3
工位4
工位5
工步1
C前端盖
200/70
L5=15M
工步2
D后端盖
400/150
L4=14M
工步3
A转子
1000/300
L3=11M
工步4
E底座
700/240
L2=8M
工步5
B定子
1800/600
L1=5M
假设四极交流电动机转速1470r/min、六极970r/min,功率以
O.IKw分档,Ts"Tn=1.2,Tmax/TN=2,电源电压波动安全系数0.75
(计算中保留两位小数点)
三、课程设计要求
根据输送机的启动和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩,在保
证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下,设计、计算所需的电动机力矩,然后分析负载特性,选择电动机的工作制,确定电动机的额定功率、转速,最后在车间供电条件下,以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下,选择电动机的类型、电压、启动方式。
四、课程设计步骤
1:
当输送带加速度=0.05m/s2时,计算电动机在空载条件下的启
动转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率;
(1)求出各级传动机构速比j
带轮
(1)
带轮
(1)
和带轮
(2)的速比;
•248,“
J124.1
60
到齿轮(4)的速比;
89
j14=j』34=4.189=20.3
18
j16二耐56=20.3101=103
20
电动机轴的飞轮转矩;
GD:
=GD:
+GD;=5+1=6Nm2
带轮
(2)和带轮(3)的飞轮转矩;
GD;3二GD;GD;=31=4Nm2
带轮(4)和带轮(5)的飞轮转矩;
222
gd45二gd4gd5
带轮(6)和送带轮的飞轮转矩;
gdL
22
=GD6■GD7
=756=63Nm2
总的飞轮转矩;
gdZ
2
45
gd:
gd45gdL
-—l
J12
Jl4
Jl
663
4.1320.3103
2
=7.88Nm
总的传动效率:
「123
=0.870.910.9=0.713
空载负载转矩:
Tlm
Tl0
Jll
氏t13・67Nm
加速度:
60dvL60
dt
DLdt
■:
0.2
0.05二4.77r/mings
dnM
dt
JL灵皿4.77=491.31r/mings
电动机空载转矩:
Tm
GDzdnM
375dt
788
491.3113.67
375
23.99Nm
送带轮的转速:
nL
VL
~dl
7^mn=11.94r/min
二0.2m
电动机的转速:
nM
二JlnL
=10311.94=1229.82r/min
空载功率:
Pm
9.55
—23.991229.82
9.55
=3089.35W=3.1KW
2:
分别计算电动机在启动后送各种料的过程中,电动机的转矩、
负载转矩、飞轮转矩、转速和功率;
电动机在运行过程中,在上料和下料的过程中转速会发生变化,
在稳定运行后转速保持不变即:
nM=1229.82r/min
GDu
Jl
二7.88四8.56Nm2
103
GDZ1dnM
375dt
856
-2.43491.31
375
=13.64Nm
=1756.5W=1.76KW
当工步2时的负载转矩
当工步2时的飞轮转矩
gd;2二GDMgd3
GD:
5GDiGD:
2
Jl2
J14
Jl
=GD;醒
Jl
“88等9.34Nm2
当工步2时的电机转矩
GDZ2dnM
Tm2-Tlm2'
375dt
934
=1.14491.31
375
=13.38Nm
当工步2时的功率:
=1723W=1.7KW
当工步3时的负载转矩
当工步3时的飞轮转矩
GDz3=GDm
GD:
=gdZ+GD3
Jl
=7.88300=10.79Nm2
103
当工步3时的电机转矩
GDz3dnM
Tm3=Tlm3'
375dt
1079
=1.63491.31
375
=15.77Nm
当工步3时的功率:
=2030.8W=2.03KW
当工步4时的飞轮转矩
当工步4时的电机转矩
102
=1.4491.31
375
=14.76Nm
当工步4时的功率:
=1900.7W=1.9KW
当工步5时的负载转矩
当工步5时的飞轮转矩
GDL
2
GDz5dnM
当工步5时的电机转矩
375dt
1371
=1.46491.31
375
=19.42Nm
当工步5时的功率:
二2500.8W=2.5KW
机的工作制选择电动机额定功率、转速、电压参数;
根据以上计算得到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下
20
Tm/N.m
Tm5
Tm3
Tm4
15Tmi
Tm2
15.77
14.76
13.64
10
13.38
19.42
可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机,这种“连续工
作制”可以用“等值法”来计算电动机的功率,它的公式:
p=Pjt「Pftn
h=60“=60540S
t2
v7.5
7.5
t3=60-3§=60=24S
v7.5
t4=60^士=6014"1=24S
v7.5
t5=60士S=6015"4=8S
v7.5
Pd
tit2tat4t5
22222
PM1t1'PM2t2'PM3t3'PM4t4'PM5t5
1.762401.72242.032241.92242.528
40+24+24+24+8
123.969.3698.986.6450
120
=3.57KW
根据以上计算及已知条件可以确定
电动机的初选额定功率:
Pn=3.57KW
电动机的初选额定转速:
nN=1470r/min
电动机的初选额定电压:
三相380V
4:
校验电源电压波动时,电动机的功率;
当电压波动时要求所选电动机的最大转矩Tmax必须大于运行过程中出现的最大负载转矩TLmax,即
!
TLmax I 即是PLmakPma远'mPn 当电源电压波动的安全系数为: 0.75时 m=20.75=1.5 此时电动机的最大功率: Pmax='mPN=「53.1=4.65KW 最大负载功率: PLmax=PM5=2.5KW 则PLmax 0.75是电动机能正常工作。 5: 在工厂电源供电的条件下,选择电动机的额定启动方式,校 验系统空载启动条件。 当电源供电电压是3相380V变压器容量为13KVA。 根据有关供电,动力部门规定: 有独立变压器供电,电动机的功率与变压器的容量之比值,在电动机不频繁启动的条件下,电动机功率小于变压器的30%容许直接启动。 即: 务=30%&=30%X13=3.9KVA 且Pmax=4.2KVA贝“Pmax>Sor 电动机在额定功率下不可以直接启动 电动机的额定转矩: PN4.65 Tn=9550N=955030.2Nm nN1470 电动机的启动转矩: Tst=1.2TN=1.230.2=36.24Nm Kt Tst19.42cue 0.53 Tst36.24 电动机的额定电流: 3 Pn3.57汉10“ In9.39A U380 电动机的启动电流: Pmax=4.65103=12.23A U380 1st9.39 Ki 0.761st12.23 采用Y—△降压启动或自耦变压器降压启动,降压比为80% 电动机空载转矩: Tm=23.99Nm 即Tst>Tm电动机空载可以启动 电动机的最大转矩: Tmax=2TN=2X30.2=60.4N.m 负载的最大转矩: Tmax=TM5=19.42N.m 即Tmax>Tm5电动机在最大负载时能正常运行 所以,最终所选电动机额定功率: Pn=3.57KW 电动机额定转速: nN=1470r/min 额定电压: 三相380V 五、课程设计小结 经过本次课程设计使我对电气传动有了更深一步的了解,如何把 所学到的知识运用到实际生产制造中,以理论结合实际的方法来处理 工作中的问题。 我感到这门课非常有用,在社会生产和设计中会经常 运用到它,所以本次课程设计是非常有意义的,我们要学以致用。 2gdL56002 =GD/—"88+五"71Nm
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- 关 键 词:
- 电动机 驱动 输送带 设计