Расчет мощности и выбор электродвигателей

Мощность электродвигателя должна соответствовать мощности приводного механизма.

Для некоторых промышленных механизмов Р_дв можно рассчитать по нижеприведенным формулам:

а) для токарных станков

Мощность привода главного движения определяется по формуле:

,

где - мощность резанья, кВт;

- КПД станка при данной мощности резания;

- усилия резания, Н;

- скорость резания, м/мин

б) для сверлильных станков мощность резанья

Мощность привода главного движения определяется по формуле:

где М – вращающий момент на шпинделе, Н·м;

n– частота вращения шпинделя, об/мин.

Мощность двигателя подачи, кВт определяется по формуле:

где F_nмах– наибольшее усилие подачи, действующие на рабочей части диапазона, Н;

U_бn– наибольшая скорость быстрого перемещения, м/мин;

_n- КПД передачи.

в) для фрезерных станков

Мощность привода главного движения определяется по формуле:

где P_Zном– мощность резанья, кВт;

η_ном – КПД станка при нормальной нагрузке (0,75 – 0,8);

F_Z– усилие резанья, Н;

U_Z– нормативная скорость резанья или наибольшая, м/мин.

Мощность двигателя подачи, кВт определяется по формуле

где F_мах– наибольшее усилие, действующие на рабочей части диапазона, Н;

U_{б пер}– наибольшая скорость быстрого перемещения, м/мин;

n- КПД передачи.

г) для вентиляторов

,

где - коэффициент запаса;

- падача вентилятора, м³/м

- давление,Па;

-КПД вентилятора (0,4-0,5);

- КПД передачи.

д) для насосов

Исходными данными для выбора насосной установки служат расчетный набор, который должен создать насос, и среднесуточный расход воды на ферме. Будем считать эти величины заданными. Зная среднесуточный расход воды, определяют максимальный часовой и секундный расходы.

Часовой расход:

Q_макс.ч = К_сут × К_ч× Q _ср.сут / (Т× η_с) м³× ч^-1,

где К_сут – коэффициент, учитывающий неравномерность расхода воды в течение суток (принимается равным 1,3);

К_ч – коэффициент, учитывающий неравномерность расхода воды в течение часа (К_ч = 2,5);

Т – время потребления воды (для типового графика водопотребления Т = 14…16 часов);

η_с = коэффициент, учитывающий потери воды в системе водоснабжения, η_с = 0,9.

Секундный расход

Q_мак.с = Q_макс.ч / 3600 м³× ч^-1.

По значениям часового расхода и расчетного напора выбирают насос, а по значению подачи насоса и напора определяют мощность двигателя_.

где - коэффициент запаса;

- плотность жидкости, Н/м³

-КПД насоса (0,6-0,9);

- КПД передачи.

- напор, м;

- подача насоса, м³/м

е) для компрессоров

где - подача компрессора, м³/с;

- удельная работа изотермического сжатия;

- удельная работа адиабатического сжатия, Па/м³;

- КПД компрессора (0,62-0,8).

ж) для конвейеров, транспортеров

где F – результирующие тяговое усилие, Н;

U_К – скорость движение конвейера, м/c

з) для лифтов, механизмов подъема крана

где - сила тяжести кабины, Н;

- сила тяжести поднимаемого груза, Н;

- сила тяжести противовеса, Н;

U – скорость движения кабины, м/с;

- КПД механизма (0,75-0,8).

и) для механизмов передвижения тележки крана

где К_т – коэффициент подшипников

(4 – 6 для подшипников качения)

(6 - 8 для подшипников скольжения)

к) для механизмов передвижения моста крана с подшипниками качения

где К_М - ампирический коэффициент.

Пример расчет вентиляции для производственных помещений

Определяем производительность вытяжной системы вентиляции:

где К_в =15 – коэффициент, учитывающий кратность воздухообмена;

- объем помещения, м³

А – длина помещения, м

В – ширина помещения, м

Н – высота помещения, м

С учетом геометрических размеров помещения и выбранной системы вентиляции принимаем: n – количество вентиляторов

Определяем производительность одного вентилятора:

Определяем полный напор вентилятора:

где Н_дин – динамическая составляющая напора

ρ =1,29 кг/м³ – плотность воздуха

u =12,5 м/с – скорость движения воздуха в вентиляторе

Н_ст статическая составляющая напора

L, м - длина воздуховода

R=0,2 удельные потери напора из таблиц в зависимости от материала воздуховода Па/м

Р_м – местные потери напора, Па

,

- суммарный коэффициент местных потерь для колена трубы 90⁰ равен 1,18, для входа в трубу с закругленными краями -0,5, для открытой задвижки-0,1, для задвижки, открытой на половину -4,0.

Выбираем вентилятор из условия:

Принимаем вентилятор.

Определяем мощность вентилятора:

где h_в.н. – кпд вентилятора, h_в.н. = 0,1…0,3 осевые вентиляторы;

h_в.н. =0,4…0,8 – центробежные вентиляторы.