Projekt 1 – Układ napędowy
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Imię i nazwisko: Krzysztof Matusik
Grupa: 7A
Rok akademicki: 2014/2015
Data: 13.10.2014
Temat : Przenośnik taśmowy
DANE:
Moment obciążenia [kNm] = 4,00
Zakładana prędkość obrotowa silnika [obr/min] = 1 500,00
Zakładana prędkość obrotowa bębna [obr/min] = 80,00
Wersja I:
OBLICZONE PARAMETRY SILNIKA:
Przełożenie układu = 18,75
Obliczony moment obrotowy silnika [kNm] = 0,21
Moc silnika konieczna do wytworzenia obliczonego momentu [kW] = 33,51
Moc silnika z uwzględnieniem strat mechanicznych [kW] = 38,08
PARAMETRY DOBRANEGO SILNIKA:
Typ silnika: 2Sg 225M4-12 (Cantoni)
Moc [kW] = 45,00
Obroty [obr/min] = 1 500,00
Sprawność [%] = 94,00
Średnica czopa [mm] = 60,00
Długość czopa [mm] = 140,00
OBLICZONE PARAMETRY REDUKTORA:
Współczynnik trwałości reduktora = 0,80
Przełożenie reduktora = 18,75
Moc efektywna reduktora [kW] = 36,00
PARAMETRY DOBRANEGO REDUKTORA:
Typ reduktora: 2N-650-20,5 (Befared)
Przełożenie reduktora = 20,50
Moc reduktora [kW] = 68,00
Średnica czopa szybkoobrotowego [mm] = 55,00
Długość czopa szybkoobrotowego [mm] = 120,00
Średnica czopa wolnoobrotowego [mm] = 120,00
Długość czopa wolnoobrotowego [mm] = 200,00
OBLICZONE PARAMETRY SPRZĘGŁA:
Współczynnik przeciążenia = 1,10
Moment zastępczy [kNm] = 0,23
Maksymalny moment przenoszony [kNm] > 0,23
PARAMETRY DOBRANEGO SPRZĘGŁA:
Typ sprzęgła : 800-60/140-55/120-004 AUK (Fena)
Nominalny moment obrotowy [kNm] = 0,80
Średnica piasty napędzającej [mm] = 60,00
Średnica piasty napędzanej [mm] = 55,00
Dopuszczalna prędkość obrotowa [obr/min] = 1 500,00
Moment bezwładności sprzęgła [kgm2] = 0,14
Wersja II:
Dobór silnika.
Obliczenie parametrów silnika
Przełożenie układu: $i = \frac{n_{s}}{n_{b}} = 18.75$
Moment obrotowy silnika: $M_{s} = \frac{M_{\text{obc}}}{i} = 0.21\ kNm$
Moc silnika: $P_{s} = n_{s}*\frac{\pi}{30}*M_{s}*1000 = 33\ kW$
Sprawność układu: ηu = 0.87
Moc silnika po uwzględnieniu strat: Msr = Ms * ηu = 38 kW
Warunki pracy: praca ciągła
Dobrany silnik
Typ silnika: ACM 225 M-4/HE (AC-Motoren)
Moc: 45 [kW]
Obroty: 1480 [obr/min]
Sprawność: 93.1 [%]
Średnica czopa: 60 [mm]
Długość czopa: 110 [mm]
Dobór reduktora.
Obliczenie parametrów reduktora
Współczynnik trwałości reduktora: k = k1 * k2 * k3 = 0, 84 , gdzie:
k1 = 1 (rodzaj pracy I)
k2 = 1, 4 (liczba włączeń na godzinę < 5)
k3 = 0, 6 (obciążenie stałe)
Przełożenie reduktora: i = 18.75
Moc efektywna reduktora: Pe = 32 [kW]
Dobrany reduktor
Typ reduktora: 2W-180-20-1a (Redor)
Przełożenie: 20
Moc reduktora: 64 [kW]
Średnica czopa szybkoobrotowego: 40 [mm]
Długość czopa szybkoobrotowego: 110 [mm]
Średnica czopa wolnoobrotowego: 90 [mm]
Długość czopa wolnoobrotowego: 130 [mm]
Dobór sprzęgła:
Obliczenie parametrów sprzęgła
Współczynnik przeciążenia: k = 1, 25
Moment zastępczy: Mz = Ms * 1 * 1.25 = 0.26 [kNm]
Maksymalny moment przenoszenia > 0.26 [kNm]
Dobrane sprzęgło
Typ sprzęgła: ROTEX 75 St 92 Sh A 1b-Ø40 1b- Ø60 (KTR)
Nominalny moment obrotowy: 1.28 [kNm]
Średnica piasty napędzanej: 40 [mm]
Średnica piasty napędzającej: 60 [mm]
Dopuszczalna prędkość obrotowa: 1500 [obr/min]
Moment bezwładności sprzęgła: 0.06 [kgm2]
Wersja III:
Dobór motoreduktora:
Typ motoreduktora: SK 73 - 225 SH/4 (NORD)
Moc motoreduktora: 37 [kW]
Prędkość obrotowa wyjściowa: 82 [obr/min]
Moment obrotowy wyjściowy: 4298 [Nm]
Porównanie wariantów:
Kryterium | Waga | W1 | W2 | W3 |
---|---|---|---|---|
Cena | 3 | 10 | 8 | 4 |
Bezpieczeństwo | 2 | 8 | 6 | 9 |
Masa | 1 | 5 | 6 | 7 |
Sprawność | 2 | 8 | 7 | 8 |
Gwarancja | 2 | 7 | 5 | 6 |
81 | 66 | 65 |
Wnioski:
Dobór elementów układu napędowego jest złożonym zadaniem. Na pracę poszczególnych części napędu wpływa wiele czynników, od obciążenia po warunki pracy urządzenia. Sprawę komplikuje także ogromna liczba producentów sprzęgieł, silników i reduktorów, co utrudnia wybór konkretnego elementu. Dlatego konieczne jest tworzenie wielu wariantów układu napędowego, z których za pomocą różnych metod możemy wybrać ten najkorzystniejszy. W omawianym przypadku, na podstawie wyników otrzymanych z porównania za pomocą kryteriów wagowych oraz wykresu radarowego, wybrałem wariant I, który uzyskał największą liczbę punktów. Wariant II (który zawierał elementy innych producentów), okazał się niekonkurencyjny wobec I-szego, natomiast wariant oparty o zastosowanie motoreduktora jest nieekonomiczny.