"Электропривод" Измельчитель-смеситель кормов ИСК-3

Белорусский государственный  аграрный технический университет

Агроэнергетический  факультет

Кафедра электрооборудования сельскохозяйственных предприятий

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

По дисциплине "Электропривод"

Измельчитель-смеситель  кормов ИСК-3

 

 

 

Студент 4-го курса 19 ЭПТ группы

Францевич Е.Г.

Шифр зачетки 074247

Руководитель

Громова В.С.

 

 

 

 

 

 

Минск 2010

 

Реферат

 

Курсовой проект на тему "Измельчитель-смеситель кормов ИСК-3" выполнен в объеме: расчетно-пояснительная записка на 41 страницах, таблиц 9; графическая часть на 10 листах, в том числе формата А4 … листов, формата А3 … листов.

В проекте разработан электропривод измельчителя-смесителя  кормов ИСК-3. Проведен расчет и выбор  элементов электропривода согласно заданию.

 

 

Содержание

 

Введение

1. Технологические характеристики рабочей машины
1. Назначение
2. Описание конструкции рабочей машины
3. Описание рабочих органов и их параметров
4. Технологическая схема использования рабочей машины
5. Требования к управлению рабочей машиной
6. Характеристика условий окружающей среды и требований к электрооборудованию
2. Выбор электродвигателя для привода рабочей машины
1. Расчет и построение механических характеристик рабочей машины под нагрузкой и на холостом ходу
2. Расчет и построение нагрузочной диаграммы рабочей машины
3. Выбор предполагаемого электродвигателя по роду тока, напряжению, числу фаз, типу, модификации, частоте вращения
4. Выбор кинематической принципиальной схемы электропривода
5. Приведение мощности, момента и скорости рабочей машины к валу электродвигателя и обоснование режима его работы
6. Окончательный выбор электродвигателя по мощности с учетом режима работы
7. Проверка выбранного электродвигателя по условиям пуска, перегрузочной способности и на допустимое число включений в час
8. Проверка выбранного электродвигателя на нагревание за цикл нагрузочной диаграммы
9. Построение механической и электромеханической характеристик электродвигателя
3. Выбор элементов принципиальной электрической схемы
1. Выбор элементов клиноременной передачи
2. Выбор монтажного исполнения электродвигателя
3. Составление чертежа "Кинематическая принципиальная схема электропривода"
4. Составление расчетной приведенной схемы механической части электропривода
4. Расчет переходных процессов в электроприводе
1. Обоснование способа пуска и торможения электропривода
5. Разработка принципиальной электрической схемы управления электроприводом
1. Требования к управлению машиной и пути их реализации
2. Описание разработанной схемы управления электроприводом
3. Выбор аппаратов защиты электрических цепей и аппарата защиты электродвигателя в аварийных состояниях по критерию эффективности
4. Выбор аппаратов управления электроприводом
6. Определение показателей разработанного электропривода
1. Расчет показателей надежности разработанного электропривода
2. Определение удельных и энергетических показателей разработанного электропривода
7. Разработка ящика управления электроприводом
1. Определение суммарной площади монтажных зон аппаратов и типа ящика управления
2. Пояснения о размещении аппаратов в ящике управления и составлению схемы соединений ящика управления
3. Выбор проводов для схемы соединения ящика управления и кабелей для схемы внешних соединений
8. Заключение по проекту

Литература

 

Введение

 

Автоматизация и электрификация сельскохозяйственного  производства приводит к облегчению труда рабочих, и уничтожение  существенного различия между умственным и физическим трудом, и дальнейшему повышению материального благосостояния народа.

Современный электропривод  определяет собой уровень силовой  электровооруженности, является главным средством автоматизации рабочих машин и механизации производственных процессов.

Рост электрификации и автоматизации, создание на этой базе более современных машин ведут к огромному повышению производительности труда.

Производство, переработка  и хранение сельскохозяйственной продукции  тесно связано с использованием электроприводов.

Преимущества электропривода состоит в том, что электрическая энергия легко передается на большие расстояния, обладает высокой экологической чистотой, что немаловажно в современных технологиях, а также может преобразовываться не только в механическую, но и в тепловую и в другие виды энергии, необходимые как в производстве, так и быту.

Электропривод отличается большим количеством  конструктивных решений, функционального назначения, технических параметров и т.д.

Номенклатура  электроприводов и область их применения растет. Растет количество электроэнергии, потребляемое электроприводами. Преимущества использования электропривода могут быть реализованы лишь при правильном его выборе по различным параметрам.

 

 

1. Технологические характеристики рабочей машины

 

1.1 Назначение

 

Измельчитель - смеситель  кормов ИСК-3 предназначен для приготовления  полнорационных кормовых смесей в поточных технологических линиях кормоцехов ферм крупного рогатого скота.

 

1.2 Описание  конструкции рабочей машины

 

Измельчитель - смеситель кормов ИСК-3 состоит из следующих составных сборочных единиц: приводной станции, швырялки, форсунок для подачи добавок, приемной камеры, камеры смешивания с декой, ножами и противорезами, шибера, выгрузного транспортера.

 

1.3 Описание  рабочих органов и их параметров

 

Приводная станция  приводит в движение основной рабочий  орган (дробилку) и состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, ведущего шкива. В нижней части ротора закреплена швырялка для подачи кормосмеси на выгрузной транспортер. В рабочей камере равномерно по периметру расположены окна, предназначенные для ввода противорежущих ножей. Пакеты ножей сходятся на одной оси и вводятся в окна рабочей камеры с внешней стороны. Противорежущие ножи под действием сил резания постоянно меняют угол поворота, благодаря этому автоматически поддерживаются оптимальные условия измельчения. При попадании в рабочую камеру камней и металлических предметов, противорежущие ножи выходят из рабочей камеры, поворачиваясь вокруг своей оси, что предотвращает их поломку.

 

1.4 Технологическая схема использования рабочей машины

 

Измельчитель - смеситель кормов ИСК-3 работает в  следующем порядке: подающим транспортером  корма ,а форсунками добавки, подаются в приемную камеру. Из нее поступают  в камеру смешивания ,где они измельчаются и смешиваются. По истечении времени открывается шибер. Швырялкой кормовая смесь выбрасывается на выгрузной транспортер. После прекращения подачи грубых кормов и добавок и опустошения камеры смешивания агрегат отключают.

 

1.5 Требования  к управлению рабочей машиной

 

Для оптимизации  технологического процесса схема управления должна содержать реле времени, с  его помощью, сразу после завершения процесса приготовления корма, включается выгрузной транспортер, а привод рабочей камеры – отключается. Предусматриваем световую сигнализацию. Для защиты элктрооборудования от аварийных режимов предусматриваем защитную аппаратуру.

 

1.6 Характеристика  условий окружающей среды и  требований к электрооборудованию

 

Категория помещения  по ПУЭ – особо сырое помещение, степень защиты электрооборудования – IP44, электродвигатели: АИР…У2, АИР…ХЛ2, 4А…У2, 4А…ХЛ2. Оболочка электродвигателя защищает от попадания внутрь твердых тел размером более 1мм и от прикосновения токоведущих или движущихся частей с твердыми телами размером более 1 мм. Вода в виде брызг, попадающая на двигатель в любом направлении, не может вредно повлиять на его работу. Вводное устройство степени защиты IP 54.

 

2. Выбор электродвигателя для привода рабочей машины

 

2.1 Расчет и построение  механических характеристик рабочей машины под нагрузкой и на холостом ходу

 

Номинальная угловая скорость рабочей машины и номинальный момент определяются по формулам:

 

 (1)

 (2)

 

где - номинальная частота вращения выходного вала рабочей машины, об/мин;

- мощность на валу рабочей  машины, кВт.

 

(рад/с)

(Н м)

 

Механическая характеристика рабочей машины под нагрузкой строиться на основании уравнения:

 

 (3)

 

где - момент сопротивления механизма, не зависящий от скорости, Н м;

- момент сопротивления механизма  при скорости  , Н м;

- текущая (задаваемая) угловая  скорость, рад/с;

- показатель степени, характеризующий  изменение момента сопротивления  от скорости.

Для построения графика необходимо определить , , . Из таблицы 1.1 [1] для работы машины под нагрузкой принимаем: =2, =0,05…0,3 о.е., =0,15…0,4 о.е. Для перевода в именованные единицы пользуемся формулами:

 

 (4)

 (5)

(Н м)

(Н м)

 

Для построения механической характеристики рабочей машины на холостом ходу определим :

 

 (6)

 

где - приведенная мощность машины на холостом ходу, кВт.

 

 (7)

(кВт)

(Н м)

 

Также из таблицы 1.1 [1] lля работы машины на холостом ходу принимаем: =2, =1,05…1,1 о.е., =1,1…1,2 о.е. Пользуясь формулами (4) и (5) переводим в именованные единицы:

 

(Н м)

(Н м)

 

На основании  уравнения (3) производим расчет механических характеристик под нагрузкой и на холостом ходу и сводим в таблицу:

 

Таблица 1 Данные механических характеристик

Под нагрузкой
	0	28,21	56,43	84,64	112,86	141,07	169,29	197,5	225,72	253,93	282,15
	3,47	2,75	3,19	3,93	4,96	6,29	7,92	9,84	12,05	14,6	17,71
На холостом ходу
	0	28,21	56,43	84,64	112,86	141,07	169,29	197,5	225,72	253,93	282,15
	6,25	5,47	5,46	5,45	5,43	5,41	5,38	5,34	5,3	5,26	5,21

 

По данным расчета строим график механической характеристики (лист 2 графической части)

 

2.2 Расчет и построение  нагрузочной диаграммы рабочей  машины

 

Для построения нагрузочной диаграммы произведем анализ работы рабочей машины. Начало движения начало движения производиться  на холостом ходу, затем корма постепенно загружаются и к концу мощность машины становиться равной номинальной, затем корм постепенно выгружается и машину останавливаем. Минимальная мощность машины кВт, номинальная кВт. Время работы установки: мин. Нагрузочная диаграмма представлена на листе 2 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 предварительно выбираем нерегулируемый электропривод переменного тока с асинхронным электродвигателем имеющим: напряжение питания – 380/220В, соединение обмоток – Y, синхронная частота вращения электромагнитного поля 3000 об/мин, климатическое исполнение – УХЛ, категория размещения – 2, степень защиты IP44.

 

2.4 Выбор кинематической  принципиальной схемы электропривода

 

Определяем общее передаточное число будущей передачи:

 

 (8)

 

где - номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- номинальная частота вращения  вала рабочей машины, об/мин.

 

 

Ориентировочная мощность электродвигателя и приведенная к валу электродвигателя мощность определяются по формуле:

 

 

 (9)

 

где - мощность на валу рабочей машины при номинальной нагрузке, кВт;

- приведенная к валу электродвигателя  мощность рабочей машины, кВт;

 - общее КПД передач, о.е.

 

(кВт)

 

В качестве передаточного  устройства принимаем клиноременную  передачу (таблица 1.2 [1]).

 

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

 

Приведение мощности рабочей машины к валу электродвигателя выполняется по формуле (9), из которой следует, что приведенная мощность незначительно больше мощности на валу рабочей машины и зависит от КПД передач. Следовательно, вид нагрузочной диаграммы существенно не измениться при приведении мощности рабочей машины к валу электродвигателя. Приведенный к валу двигателя момент сопротивления рабочей машины вычисляем по формуле:

 

 (10)

(Н м)

 

Из формулы (10) следует, что приведенный к валу электродвигателя момент может значительно отличаться от момента рабочей машины при большом передаточном числе. Однако вид приведенной нагрузочной диаграммы сохраниться.

Приведение номинальной угловой скорости рабочей машины к валу электродвигателя выполняем по формуле: