Электропривод телескопического кормораздаточного транспортера

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

Тюменская Государственная Сельскохозяйственная Академия 
 

Кафедра: «Энергоснабжение сельского хозяйства» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

Тема: «Электропривод телескопического

кормораздаточного транспортера» 
 
 
 
 
 
 

                                                                                Выполнил: Петров Д.П.

                                                                                                 Ст-т гр. Э–057 «Б»

                                                                                Проверил: Варфоломеев Ю.Н.  
 
 
 
 
 
 

Тюмень 2005

Содержание:

      Введение…………………………………………………………………….3

      Исходные данные……………………………………………………………..4

1. Выбор рационального привода …………………………………………...5

      1.1 Технологическая характеристика…...……………………………..….5

     1.2 Кинематическая характеристика…………………………………..….6 
 1.3 Механическая характеристика…………………………………….......9

     1.4 Инерционная характеристика………...………………………...……...9

     1.5 Нагрузочная характеристика…………………….…………………...10

      2. Аппаратура управления и защиты…………………………………….…11

Литература………………………………………………………..……….……..13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение:

      Электрический привод представляет собой электромеханическую  систему, обеспечивающую реализацию различных  технологических и производственных процессов в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и т.д. с использованием механической энергии. Назначение электропривода состоит в обеспечении движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов и управления этим движением. Другими словами, электропривод, являясь энергетической основой реализации технологических и производственных процессов, во многом определяет их качество, энергетические и технико-экономические показатели.     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные  данные:

V_к =0,25м/с – скорость движения кормушек транспортера;

g_к =10 кг – масса одного погонного метра кормушки;

g_т =0,5 кг – масса одного погонного метра троса;

G_б =40 кг – масса приводного барабана троса;

D_б =0,2 м – диаметр приводного барабана троса;

f₁=0,15 – коэффициент сопротивления движению кормушек транспортера по направляющим уголкам;

  f₂=0,55 – обобщенный коэффициент трения нижней части троса о направляющий  желоб;

f₃=0,04 – обобщенный коэффициент трения в цапфах барабанов направляющих блоков;

F_тр=2000 Н – усилие предварительного натяжения тягового троса;

N_к=50 шт. – количество коров в одном ряду;

L=40 м – длина одной кормушки;

Z=3 шт. – число кормления в сутки.

     Требования  к системе управления:

     1. Управление приводом осуществляется  вручную-дистанционно;

          2. Перед включением двигателя должен быть подан предупредитель-ный звуковой сигнал;

          3. Остановка привода может быть  произведена с пульта управления  и с двух мест производственного  помещения;

          4. Схема должна предусматривать  защиту от коротких замыканий, от обрыва фаз сети и самопроизвольного пуска и тепловую защиту;

     5. Реверсирование двигателя осуществляется  конечными выключа-телями и производится  без торможения противовключением. 
 
 
 

1 Выбор рационального  привода: 

     Расчет  и построение приводных характеристик машин:

      1.1Технологическая характеристика:

   Транспортёр предназначен для раздачи комбинированного корма: смеси силоса и резанной соломы. Суточный рацион на одну корову 40 кг.

    Транспортёр состоит из приводной станции 1, тягового троса 2, двух кормушек- нижней 3 и верхней 4.  

   Загрузка  кормом производится в средней части  транспортёра. Перемеще-ние кормушек транспортёра по направляющим уголкам 7 осуществляется тяговым тросом.  
 

   При первом ходе нижняя кормушка перемещается под верхнюю и механически сцепляется с ней. При втором (обратном) ходе перемещаются обе кормушки и верхняя загружается кормом. По достижении крайнего правого (или левого) положения кормушки останавливаются и расцепляются. На третьем ходе нижняя кормушка перемещается в обратном направлении и одновременно загружается кормом. По достижении крайнего правого (или левого) положения останавливается, и процесс раздачи кормов заканчивается.

   Привод  осуществляется от электродвигателя 5 через редуктор 6.

   1.2 Кинематическая характеристика:

   Суммарная мощность необходимая для приведения в движение привода определяется из следующих составляющих:

   - Усилия от сопротивления движению  кормушек по направляющим уголкам,  в данном случае берём максимальное  значение нагрузки, исходя из  технологии процесса это перемещение двух кормушек и корма:

   где, m – общая масса перемещаемого груза состоящая из массы двух кормушек и массы корма.

   m = 2*m_2к +  m_к         

   Отсюда  масса кормушки находится по формуле:

   m_2к = g_{к *} L=10*40=400 кг

   Масса корма на одной кормушке:

q – суточный рацион на одну корову, кг.

N_к – количество коров

Х –  количество кормушек

 кг 

   m =2*400+333,3=1133,3 кг

 Н

   - Усилия, возникающего от трения в цапфах барабанов направляющих блоков, которое в свою очередь складывается из предварительного натяжения (F_тр ) и рабочего (F₁):

Н

   - Усилия  от трения нижней части троса  о направляющий  желоб:

   где, масса  троса определяется по формуле:

   m_тр= g_{т *} ℓ = 0.5*45=22.5 кг

 Н

   Определим суммарное усилие:

F_общ= F₁ +F₂ + F₃=1667+293+121=2082 Н

   Мощность  необходимая для перемещения  кормораздаточного траспортёра:

P_п= F_общ* V_{к *} 1,3=2082*0,25*1,3=676,7 Вт

   При выборе редуктора необходимы два критерия:

- передаваемая  мощность P_п ;

- передаточный  коэффициент I.

где n_бар – число оборотов барабана определяется по формуле:

   n_дв – число оборотов двигателя выберем исходя из экономической целесообразности учитывая, что при увеличении скорости двигателя мы удешевляем его стоимость, но увеличиваем стоимость и габариты редуктора. Оптимальным является электродвигатель со скоростью n_дв = 1000об/мин тогда передаточный коэффициент будет равен:

    

   Определим требуемый момент на тихоходном валу (барабане):

   

   

   

   При данном передаточном коэффициенте наиболее целесообразно применить одноступенчатый  червячный редуктор марки 4Ч-80, фирмы производителя ООО «Техпривод ТК», имеющий максимальный момент на тихоходном валу 1600Н*м и передаточный коэффициент I=42.

   Исходя  из полученных данных можно определить мощность электродвигателя:

    

   Выбираем электродвигатель марки АО2-22-6 1100Вт закрытого обдуваемого исполнения так, как среда является пыльной.

   Характеристики  двигателя:

n_ном = 930 об/мин - число оборотов

η = 0,76 - КПД

cosφ =0,73

K_i =6.5 - кратность силы тока

m_n =1.8 – кратность пускового момента

m_к =2,2 – кратность максимального момента

J_эл.дв =0,024кг/м²  - момент инерции двигателя 
 

   1.3 механическая характеристика:

   Исходя  из условия для кормораздатчиков, момент сопротивления будет являться постоянным и независящим от скорости.

   

   1.4Инерционная характеристика:

   Момент  инерции кормораздатчика:

   J_корм= J_эл.дв  + J_бар

   Момент  инерции барабана:

   

   

   Кинетическая  энергия которой обладает весь механизм, при частоте вращения (930 об/мин = 97,4 рад/с):

   Wк = J_эл.дв  ·

+ J_бар·  = 0,024·  +0,1 · = 114 Дж

   Мощность  которую развивает выбранный  нами электродвигатель ¾ 1100 Вт. Однако часть этой мощности будет расходоваться на преодоление тормозящего момента сопротивления (P_P = 676.7 Вт). Тогда мощность участвующая в разгоне будет состовлять:

   P_Pазг = P_эл.дв. - P_P = 1100 – 676,7 = 423 Вт 

   Тогда требуемую энергию 114 Дж двигатель  сообщит за:

    t = 114 / 423 = 0,3 с.

   Следовательно, при критическом времени разгона 15 с для данного двигателя, полученная величина 0,3с нас полностью удовлетворяет. 

   1.4 Нагрузочная характеристика:

   Время работы кормораздатчика для построения диаграммы:

 мин 

   Как описывалось ранее, работа кормораздатчика состоит из трёх периодов:

- первый  период, когда привод двигает  одну кормушку без корма (увеличения  нагрузки) т.е. момент остается  постоянным до того пока кормушка  не дойдёт до крайнего левого  положения;

- во  втором периоде привод двигает две кормушки, при этом одна из них загружается кормом, здесь момент имеет большее значение, а в конце загрузки принимает максимальное значение;