1 Содержание курсового проекта

В курсовом проекте студент должен выполнить следующее.
1. Дать краткое описание технологической и кинематической схем уста-новки.
2. Рассчитать (или получить другим способом) механические нагрузки рабочей машины и построить нагрузочную диаграмму электродвигателя.
3. Выбрать тип электродвигателя по электрическим модификациям, по частоте вращения и по мощности, по конструктивному и климатическому исполнению, по степени защищенности от воздействия окружающей среды.
4.Рассчитать и построить механическую характеристику рабочей маши-ны. Проверить выбранный электродвигатель по перегрузочной способности.
5. Определить приведенный к валу двигателя момент инерции рабочей машины.
6. Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигате-ля (при многодвигательном приводе – для главного двигателя или двигателя с наиболее тяжелым режимом работы или пуска). Определить время пуска и торможения электропривода графоаналитическим и графическим методами. Определить фактическое и допустимое число пусков привода в час.
7. Проверить выбранный электродвигатель по тепловому режиму при ра-боте и при пуске.
8. Определить активную и реактивную мощности, потребляемые из сети двигателем или агрегатом в целом, и cosφ.
9. Составить принципиальную и монтажную электрические схемы управ-ления электроприводами. Дать описание работы принципиальной схемы.
10. Выбрать аппаратуру управления и защиты.
11. Рассчитать показатели надежности электропривода.
Объем курсового проекта – расчетная записка на 25 – 30 страницах; гра-фическая часть выполняется в виде двух чертежей формата А1.
На чертежах изображаются:
-технологическая схема процесса или рабочей машины;
-принципиальная схема автоматического управления электроприводом;
-общий вид шкафа или пульта управления;
-монтажная схема одного комплекта электрооборудования (шкафа или пульта управления);
-спецификации;
-зависимости Мд(ω), Мс(ω) , Мизб(ω) , ω(t).

Требования, предъявляемые к курсовому проекту

Все расчеты должны быть выполнены в Международной системе (СИ), пояснительная записка написана на листах формата А4 (210 х 297).
В записке дается краткое обоснование методики расчета, расчетные фор-мулы с подстановкой всех величин и результатов расчетов. Чертежи и пояс-нительная записка оформляются в соответствии с действующими стандар-тами. В конце пояснительной записки приводится список использованной литературы. Работа подписывается автором и проставляется дата ее выпол-нения.

2 Методические советы

К заданию 1.

Технологические характеристики машин могут быть представлены в виде технологических схем, показывающих направление движения обрабатывае-мого продукта и последовательность совершения различных технологиче-ских и транспортных операций, а также в виде технологических карт и гра-фиков выполнения операций. С технологическими схемами машин необхо-димо ознакомиться во время прохождения эксплуатационной практики или по литературным источникам.
Кинематические схемы показывают последовательность передачи движе-ния от электродвигателя к рабочим органам. На этих схемах могут указы-ваться моменты инерции или маховые моменты движущихся частей, коэф-фициенты полезного действия передач.
Пример 1.Технологическая схема загрузки бункеров показано на рисунке 2.1:


Рисунок 2.1 – Технологическая схема загрузки бункеров
1– задвижка;2 – ленточный транспортер; 3 – дробилка; 4 – нория;
5 – шнековый транспортер; 6,7 – заслонки бункеров; 8,9 – бункера.

Зерно из бункера через задвижку 1 поступает на транспортер 2 и далее в дробилку 3. Измельченное зерно норией 4 подается на шнековый транспор-тер 5 и далее либо в бункер 8, либо в бункер 9. Линия должна отключиться при заполнении одного из бункеров.


Пример 2.
Кинематическая схема ленточного транспортера показана на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. – Кинематическая схема ленточного транспортера.
1 – двигатель; 2,3,4,5 – шестерни редуктора; 6 – клиноременная передача; 7 – приводной барабан

К заданию 2.

Литературные источники, в которых изложены методы определения уси-лий, возникающих при работе, и потребной мощности для привода:
подъемно – транспортных машин [4, 9, 13, 14, 16];
кормоприготовительных машин [3, 4, 5, 7, 8, 10];
навозоуборочных транспортеров [4, 5, 6, 8, 10, 19];
кормораздатчиков [3, 4, 8, 10, 13];
машин подсобных предприятий [3, 4, 5, 6, 15];
насосных и вентиляционных установок [3, 4, 5, 6, 13];
машин для растениеводства [3, 4, 5, 6, 13].

Формулы для определения мощностей Pм, кВт, необходимых для привода некоторых машин.
Мощность, потребная для привода основного рабочего органа – плоских качающихся решет решетного стана зерноочистительной машины – определяется по формуле

где kз – коэффициент запаса, kз=1,2 – 1,5;
m – масса решетного стана, кг (приближенно m=100 – 300 кг);
а – оптимальное ускорение решета; а=15 – 30 м/с2;
n – число колебаний сита в минуту (обычно n=500);

Если щетки и шнек решетного стана имеют привод от того же электро-двигателя, что и решетный стан, то рассчитанная мощность для привода ре-шет двигателя увеличивается в 1,25 – 1,75 раза.
Мощность для привода цилиндрического триерного блока зерноочисти-тельной машины рассчитывается по формуле

,

где Р1 – удельная мощность Р1=0,2 – 0,6 Вт•ч/кг;
Q – производительность триера, кг/ч;

Мощность на привод зернопультов находится по формуле

;

где k – коэффициент, учитывающий сопротивления в механизмах, k=1.5 – 2;
Q – производительность транспортера, кг/c;
υ – начальная скорость метания продукта, υ=15 – 18 м/с;

Мощность на привод нории для зерна находится по формуле



где Q – производительность, кг/c;
Н – высота нории, м;
η – кпд нории (для норий, у которых Q < 20 м/ч и Н < 20 м, принима-ют η=0,4 – 0,5).

Мощность для привода жерновой мельницы с горизонтальной осью опре-деляется по формуле



где kз – коэффициент запаса;
k1 – коэффициент зависящий от диаметра жернова (для жерновов с диаметром 0,5 – 0,8 м, k1=1,1 – 1,3 НЧч/кг);
Q – производительность, кг/c;
D – диаметр жернова, м;
n – частота вращения жернова, об/мин.

Мощность для привода соломосилосорезки находиться по формуле



где Ррез – мощность, расходуемая на резание корма, Вт;
n – частота вращения ножей, об/с.;
k – число ножей;
a,b – высота и ширина горловины, м;
z – удельное давление резания материала на единицу длины лезвия, z=3500 – 5000 H/м ;

Потребную мощность для привода корнеклубнемоек, дробилок можно определить по энергетическим затратам по формуле

,

где k – коэффициент, учитывающий потери холостого хода, k=1,15 – 2,0;
Ауд – удельные затраты на измельчение (см. таблицу 2.1), кВт.ч/кг;
Q – производительность, кг/ч.

Таблица 2.1 – Энергоемкость переработки корнеплодов измельчителями

Марка измельчителя Энергоемкость, Ауд, кВт.ч/кг
МРК–5 0,69
КПИ–4 1,0
Волгарь 1,2
ИКС–5М 1,2

Для дробилок энергия, А кДж/кг, расходуемая на измельчение 1 кг мате-риала, рассчитывается по формуле

,

где k2 – коэффициент, учитывающий влияние влажности продукта. При влажности W,%, 14% k2=1, при влажности большей 14 % k2 определяется по формуле:

,

здесь kк – коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей ма-шины, kк=0,06 – 0,075;
W – влажность зерна, %;
k3 – коэффициент, учитывающий физико–механические свойства зерна и принцип дробления;
k4 – коэффициент, характеризующий работу на деформацию корма до начала текучести, кДж/кг;
 – степень измельчения зерна, представляющая собой отношение средних размеров частиц исходного материала к среднему размеру частиц корма после измельчения;
k5 – коэффициент , характеризующий работу на измельчение корма от предела текучести до разрушения.
Значения коэффициентов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.2 – Значения коэффициентов

Культура k3 k4, кДж/кг k5, кДж/кг
Ячмень 0,9 – 1,5 8,50 7,50
Овес 3,5 – 6,5 2,34 1,96
Рожь 1,1 – 1,8 8,40 6,40

Мощность для привода барабанной корнеклубнемойки определяется по формуле



где n – частота вращения барабана, об/мин.;
Q – производительность, т/ч;
ηп – кпд передачи.
Мощность для привода ленточного дозатора кормов рассчитывается по формуле



где P1 – мощность, необходимая на подачу корма, кВт;
P2 – мощность, необходимая на преодоление трения продукта о стен-ки желоба, Вт;

;
,
где Q – производительность дозатора, кг/c;
L – длина дозатора, м;
H – высота подъема корма, м;
k1 – коэффициент, учитывающий сопротивление барабанов, перегибы ленты;
h – высота слоя корма на ленте, м;
l – длина бортов, м;
γ – плотность корма, кг/м2;
f – коэффициент трения корма о борт;
υ – скорость движения транспорта, м/с;
kn – коэффициент подвижности корма,

,

здесь φ0 - угол естественного откоса корма при движении.

Для лопастных смесителей кормов мощность для привода находится по формуле



где Z – число лопастей;
D – диаметр крыльчатки, м;
n – частота вращения вала мешалки, об/мин.

Мощность для привода винтовых дозаторов кормов определяется по формуле



где Q – производительность дозатора, кг/с;
L – горизонтальная проекция пути корма, м;
k1 – коэффициент сопротивления перемещению корма в корпусе до-затора, k1=1.2 – 2.5; (для зерна и продуктов размола k1=1.2; для влажных кормов k1=2; мясокостной муки k1=2.5.
Н – высота подъема корма, м;
k2 – коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках, k2=1,1 – 1,2;
 – КПД винтового дозатора с трансмиссией  =0,4 – 0,6.
Для шнеков перемещающих цемент, песок, соль, глину k1=4.
Для шнеков с углом наклона от 45 до 90 мощность ориентировочно уве-личивают в 2,5 – 3 раза.
Производительность шнеков со сплошными винтами определяется по формуле



где D – наружный диаметр винта, м;
λ – радиальный зазор между наружной кромкой винта и внутренней поверхностью кожуха шнека, λ=0,006 м;
d – диаметр вала винта, м;
S – шаг винтов, м;
Ψ – коэффициент заполнения;
n – частота вращения винта, об/мин;
 – плотность транспортируемого материала, кг/м3;
С – коэффициент снижения производительности.
Коэффициент С зависит от угла наклона шнека, , град

Таблица 2.3 – Значения коэффициента С

β, град 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90
С 1 0,97 0,94 0,92 0,88 0,82 0,76 0,7 0,64 0,58 0,51 0,46

Мощность для привода цепочно–скрепковых кормораздатчиков рассчи-тывается по формуле

,

где F – общее тяговое сопротивление транспортера, Н;
υ – скорость движения скребков, м/с;

,

где Fхх – сопротивление перемещению транспортера на холостом ходу, Н;
F1 – сопротивление трения кормов о дно кормушки, Н;
F2 – сопротивление трения кормов о боковые стенки кормушки, Н;
F3 – сопротивление возможного заклинивания корма между скребка-ми и стенками кормушки, Н.

где m – масса 1 м длины транспортера, кг/м ;
Lу – длина цепи транспортера, м;
f0 – приведенный коэффициент трения, f0=0.4 – 0.45;
mуд – масса корма на один метр длины транспортера, кг/м;
Lк – длина кормушки, м;
f – коэффициент трения корма о дно кормушки;
k – коэффициент бокового давления, k=0.5 – 0.6;
g1 – сопротивление от заклинивания одного скребка, g1=15 – 20 H;
n – количество скребков.

Мощность для привода тросошайбового транспортера для раздачи сухих кормов рассчитывается по формуле



где Q – производительность транспортера, кг/с;
Н – высота подъема продукта, м;
Lв, Lг – суммарная длина труб участков вертикального и горизон-тального перемещения, м;
fв, f0 – коэффициенты сопротивления передвижению по вертикали и горизонтали.
,

здесь γ – плотность транспортируемого материала, кг/м3;
F – площадь поперечного сечения транспортируемого груза, м2
υ – скорость транспортирования, υ=0.1 – 0.4 м/с;
k1 – коэффициент заполнения желоба; k1=0,8 – 0,9;
k2 – коэффициент, учитывающий уплотнение груза, k2=1,05 – 1,1.

Мощность двигателя, необходимая для привода ленточного транспортера, определяется суммарным сопротивлением движению W ленты со скоростью V:
Р=WV,

где W=Wп+Wб+Wзаг+Wразг.

Сопротивление движению на прямолинейном участки транспортера по настилу равно:

Wп.=gЧ (q+qл)ЧLЧ(нЧ cos+sin),

где g=9,81 м/с2
q – масса груза, приходящийся на 1м длины, q=7 кг/м;
qл – полная масса ленты, qл=4 кг/м;
L – длина транспортера, L=30 м;
 – угол подъема, =0.
н – коэффициент сопротивления движению по настилу, н=0,5.
Сопротивление движению при огибании барабанов:

Wб=ЧSнабЧkб,

где  – коэффициент местного сопротивления,  =0,06 – 0,09;
Sнаб – натяжение набегающей ветви, Н;
kб – число барабанов.

Сопротивление от загрузки материала определяется производительно-стью, скоростью ленты и начальной скоростью груза:

Wзаг=0,278ЧQЧ(Vл2–Vн2)/ Vл,

где Q – производительность транспортера, т/ч.

Q=qЧVл.

Сопротивление от плужкового сбрасывателя пропорционально ширине ленты:
Wразг=2,7ЧgЧqЧB,

где B – ширина ленты, м.

С учетом передаточного устройства, предназначенного для передачи энергии от электродвигателя к исполнительному механизму рабочей маши-ны, мощность Р, кВт для её привода находится по формуле



где ηп – КПД механической передачи; для ремённой передачи ηп=0,85 – 0,9; клиноремённой ηп=0,97 – 0,98; зубчатой ηп=0,98; цепной ηп=0,96 – 0,98; червячной ηп=0,75 – 0,82.

Вентиляционная установка позволяет поддерживать нормальные пара-метры воздуха по температуре, влажности и содержанию газов в помещени-ях.
Предварительная оценка мощности электропривода вентилятора мо-жет быть получена из выражения:


где Q – производительность м3/с;
H – полный напор,
ηп – к.п.д. передачи;
ηв – к.п.д. вентилятора (ηв =0,4–0,6 –для крупных, 0,1–0,2 – для мел-ких);
KЗ – 1,1–1,5 – коэффициент запаса при работе с трубопроводом (большие значения относятся к малым мощностям).

Производительность одного вентилятора оценивается после определения общего количества воздуха, необходимого для его подачи в помещение.



где L – расчетное количество воздуха для технологического процесса;
n – число выбранных вентиляторов.

Количество воздуха, L, подаваемое в помещение, где находятся люди или животные, определяется по известным методикам на основании расчетов, связанных с удалением избыточной влаги, углекислоты и тепла. Однако, ес-ли данные для выполнения этих расчетов отсутствуют, можно рассчитывать потребный расход воздуха на основании данных допустимой кратности об-мена воздуха в помещении:

,

где К=4 – 15 – кратность воздухообмена для животноводческих помеще-ний в зависимости от температуры наружного воздуха, 1/ч;
θ – объем помещения, м3

Есть и другой способ определения потребного количества воздуха, необ-ходимого для подачи его в помещение. Он связан с предельно допустимыми скоростями движения воздуха внутри помещения:

,

где V – допустимое значение скорости воздуха (V =0,1–0,5 м/с – для жи-вотноводческих помещений; V =0,5–1,0 м/с – для хранилищ зерна, овощей, фруктов; V =0,15–0,3 м/с – для тепличных помещений);
S – активное сечение помещения, м2

В последнем случае необходимо знать размеры помещения и размеры технологического оборудования, уменьшающего активные объем и сечение помещения.

Для животноводческих помещений расход воздуха может быть определен и на основании вентиляционной нормы на 1 голову



где q – вентиляционная норма, м/ч;
N – количество животных.
Выбранный вентилятор должен обеспечивать соответствующий полный напор:



Динамическая составляющая напора вентилятора определяется по фор-муле

где ρ – плотность воздуха, кг/м3 (ρ=1,26 при температуре 20 С0);
V – скорость воздуха в воздуховоде вентилятора, м/с (Vдоп≤ 20 м/с).

Статическая составляющая напора вентилятора оделяется по формуле



где l – длина воздуховода, м;
R – сопротивление воздуховода, 1/м;
Σξ – потери в местных сопротивлениях, o.е.

Таким образом, определение необходимого напора вентиляционной уста-новки требует знания технологической схемы вентиляции помещения, раз-меров вентиляционных шахт, диаметров и длин воздуховодов.

Водоснабжение населенных пунктов, ферм, участков поливных земель и т.д. связано, прежде всего, с выбором технологической схемы подачи вода. Для предварительной оценки мощности привода насоса используют рас-четную формулу


где Q – расход воды, обеспечиваемый насосом, м3/c;
Н – напор насоса, Н/м;
ηп – к.п.д. насоса (ηп=0,4–0,8) ;
ηн – к.п.д. передачи (для прямой ηн=1, для различного вида передачи ηн =0,95–0,97);
КЗ – 1,05–1,1 – коэффициент запаса (большая величина для малых на-сосов).
Для водоснабжения животноводческих ферм производительность насоса определяют из выражения


где Qмакс.ч. – максимальный часовой расход воды, м3/с;
Кч – коэффициент неравномерности часового расхода (Кч=1,5 – 3);
Ксут – коэффициент неравномерности суточного расхода (Ксут – 1,1 – 1,3);
η – к.п.д., учитывающий потери воды (η=0,9);
Qср.сут – среднесуточный расход вода Qср.сут=Σqini;
qi – норма на одного потребителя;
ni – количество потребителей данного вида.

Для водоснабжения орошаемого участка земли количество подаваемой воды рассчитывают по формуле

,

где Qрасч – общая водоподача на всю площадь севооборота, м3/с;
qмакс – максимальная норма водоподачи по графику, м3/с/га ;
F – орошаемая площадь севооборота, га;
η =0,75 – к.п.д. оросительной системы, учитывающий потери на ис-парение и фильтрацию в открытых каналах.

Величину нормы подачи (гидромодуль) вычисляют по формуле

,

где α – доля культуры в севообороте;α=Fi/ΣFi
Fi – площадь, занятая одной культурой;
Nп – поливная норка, м3/га;
t – поливной период, сут.;
τ – продолжительность полива в одни сутки, ч/сут.

При выборе насоса по каталогу может оказаться невозможным обеспече-ние подачи данного количества воды, тогда выбирают несколько насосов, обеспечивающих потребную подачу воды. Основополагающим параметром при выборе насоса является величина напора, которую он должен обеспе-чить при подаче воды в самую удаленную точку технологической схемы.
В общем случае напор определяется из формулы

где Нвс – высота всасывания;
Ннагн – высота нагнетания;
Нп – потери в трубопроводе и на местных сопротивлениях (повороты, вентили, задвижки);
Нвых – свободный напор, обеспечивающий определенную скорость вытекания воды из трубы;
Нвыкл – напор, соответствующий избыточному давлению выключения в напорных котлах.

Чтобы использовать формулу для расчета мощности привода, надо пред-ставить её в виде



где γ – плотность воды, кг/м3;
Н – полный напор, м.
При выборе насоса по универсальной характеристике уточняют его про-изводительность и коэффициент полезного действия для данного расчетного значения напора.

Подъемно – транспортные машины отличаются чрезвычайно большим разнообразием по своим технологическим характеристикам. Однако расчет мощности привода всех этих машин определяется по одной и той же форму-ле


где F – суммарное усилие, необходимое на преодоление сил сопротивле-ние движению, Н;
υ –линейная скорость, м/с;
ηп – к.п.д. передачи.
Если скорости движения каждой машины задаются соответствующими рекомендациями, то расчет усилий в системе привода является подчас дос-таточно сложной задачей.
Наиболее просто определяется мощность привода подъемных механиз-мов (тельферов):

,

где mo – масса крюка и полиспаста, кг;
mг – масса груза, кг ;
υпод – скорость подъема, м/с ;
ηп – к.п.д. передачи.

Здесь необходимую отметить, что мощность электрического двигателя определяется с учетом режима работы механизма.

Расчет мощности привода механизма передвижения тельфера по балке и механизма передвижения кран–балки вдоль цеха производится по формуле:



где fоб – обобщенный коэффициент сопротивления движению;
υпер – скорость перемещения, м/с;
ηп – к.п.д. передачи.
mт – масса тележки и балки, кг ;

Скачать полную версию работы. Получить СМС код Выберите страну: Выберите страну Выберите оператора: Выберите оператора Отправьте сообщение на номер . Стоимость сообщения - . Через несколько секунд вы получите ответное СМС сообщение с кодом доступа. Обратите внимание на формат сообщения, на пробел между словами. Все буквы в сообщении латинские. В случае ошибки в сообщении, услуга считается оплаченной. Ошибка соединения с сервером. Пожалуйста, обновите вашу тарифную сетку!