2.2. Расчет и построение нагрузочной диаграммы рабочей машины

Для построения нагрузочной диаграммы произведем анализ работы транспортера. Минимальная мощность машины равна: Р_мин=0,42 кВт, максимальная – 1,4 кВт. Начало движения производится, когда ковши заполнены пищевыми отходами на 1/5 часть всей длины погрузчика. В процессе работы верхние ковши в результате опрокидвания освобождаются, нижние – загружаются. При этом мощность машины незначительно изменяется, при построении нагрузочной диаграммы этим можно пренебречь. Время работы установки при заданной производительности и объему разовой погрузки – 17 минут.

Нагрузочная диаграмма представлена на листе 1 графической части.

2.3. Выбор предполагаемого электродвигателя по роду тока, напряжению, числу фаз, типу, модификации, частоте вращения

Животноводческие комплексы РБ в основном подключены к общей энергосистеме на переменное напряжение трехфазного синусоидального тока, поэтому выбираем двигатель асинхронный с короткозамкнутым ротом с частотой вращения 1500 об/мин. (по экономическим соображениям), U=380/220 В., в которых лаковое покрытие обмотки более стойкое к агрессивной среде животноводческого помещения. Климатическое исполнение УХЛ и категория размещения – 2, т.к. установка находится внутри помещения.

2.4. Выбор кинематической принципиальной схемы электропривода

Ориентировочная мощность электродвигателя Р'_{н дв} и приведенная к валу электродвигателя мощность Р'_сн определяется по формуле:

(9)

где, Р_сн – мощность на валу рабочей машины при номинальной нагрузке,

кВт;

Р'_сн – приведенная к валу электродвигателя мощность рабочей машины,

кВт;

η_{общ пер} – общее КПД передачи, о.е.;

1500≥1443,4=1400/0,97

Предварительно выбираем двигатель из условия (9);

с номинальной мощностью Р_{н дв}=1,5 кВт.

Определим общее передаточное число:

i=ω₁/ω₂; (10)

где ω₁ – номинальная угловая скорость вращения ротора двигателя, рад/с;

ω₂ – номинальная частота вращения вала редуктора рад/с,

ω₁=0,1045·n_н, об/мин;

ω₁=0,1045·((1500·(1-0,07))=146,5 об/мин.

i_пр=146,5/51,4=2,8

Общий момент инерции системы:

I_сист=I_дв+I_р+I_м, (11)

где I_дв – момент инерции двигателя, кг·м²;

I_р – момент инерции редуктора, кг· м^2;

I_р=0,2Iдв, кг· м²,

I_р=0,2·0,0033=0,0066 кг· м²,

I_м – момент инерции рабочей машины, кг· м²;

где m – масса звездочки, кг;

I_сист=0,0033+0,0066+0,02=0,03 кг·м²

Для сведения к минимуму передач и промежуточных звеньев используем мотор-редуктор, тип которого будет рассчитан позже.

2.5. Приведение мощности, момента и скорости рабочей машины к валу электродвигателя и обоснование режима его работы

Приведенная мощность Р'сн незначительно больше мощности Р_сн на валу рабочей машины и зависит от КПД передачи.

Приведенный к валу электродвигателя момент сопротивления рабочей машины вычисляется по формуле:

; (12)

Нм;

следует, что приведенный к валу электродвигателя момент Mc’ может значительно отличаться от момента Мс рабочей машины при большом передаточном числе.

Приведение номинальной угловой скорости 𝝎_н.д рабочей машины к валу электродвигателя выполняется по формуле:

ω_{н дв}=ω_сн·i_общ;

ω=51,4·2,8=143,9 рад/с;

Режим работы электропривода определяется по нагрузочной диаграмме с учетом постоянной времени нагрева электродвигателя, времени его работы или времени цикла.

Поскольку электродвигатель окончательно не выбран, то ориентируемся приближенно на мощность Р'_ндв. По этой мощности ориентировочно выбираем постоянную времени нагрева Т_н из приложения:

Тн=17,15 мин. 3Тн=51,45

Время работы электродвигателя составляет 40 минут (до ЗТ_Н) и после отключения пауза длится более 6Тд, а после отключения может остыть до окружающей температуры, то режим работы S2 – кратковременный.