Расчет наматывающего устройства (стр. 2 из 3)

Поэтому дальнейший ход расчета будет следующим:

3. Определим необходимое передаточное отношение редуктора, воспользовавшись выражением (4.8), подставив все необходимые данные:

i=16,07.

Округлим i до целого числа. Возьмем i=16.

4. Исходя из того, что нам задано Т_min, и помня, что требуется убывающая характеристика наматывателя, будем иметь в виду, что Т_min= Т_к. Тогда, подставив в выражение (4.6) D=D_к, найдем необходимое значение момента электродвигателя М₀:

; (4.12)

М₀=0,11 Нּм.

По имеющимся теперь М₀ и n_x выберем электродвигатель. В данном случае нам подходит ЭДГС АСМ_400 (см. табл.4.1[1]). Его размеры следующие: D=60 мм, l=120 мм.

5. Найдем максимальное значение натяжения, так как D_э=D₀, то

; (4.13)

Т_нач=7,92 Н.

6. Найдем значение характеристического коэффициента N, который определим, воспользовавшись выражением (4.10):

N=1,32.

7. Найдем выражение характеристики наматывателя – ЭДГС в общем виде, воспользовавшись выражением (4.2):

Таблица 4.2

Расчет характеристики ЭДГС наматывателя

D,м	T,H	Tгр,Н
0,2	7,92	5,32
0,22	7,85	4,74
0,24	7,7	4,25
0,26	7,5	3,81
0,28	7,27	3,41
0,3	7,04	3,04
0,32	6,81	2,69
0,34	6,58	2,36
0,36	6,36	2,05
0,38	6,14	1,74
0,393	6	1,45

На (рис.4.2) показана характеристика ЭДГС наматывателя.

Рис.4.2.

4.3.Пусковой период наматывающих устройств

Расчет пускового периода наматывателя – электродвигателя глубокого

скольжения

Скорость приема ленты в течение пускового периода определяется следующим выражением:

, (4.14)

где

, (4.15)

. (4.16)

В выражениях (4.15) и (4.16) присутствуют уже известные величины, определенные при расчете установившегося режима наматывающего электродвигателя: М₀ – статический момент ЭДГС; n_x – число оборотов на холостом ходу; i – передаточное отношение редуктора; η – КПД редуктора.

Однако в эти выражения входят также и неизвестные еще величины:

J – момент инерции вращающихся частей наматывателя;

М_Т – момент трения в опорах вала наматывателя.

Момент трения в подшипниках качения достаточно мал, и, как правило, его принимают равным нулю.

Момент инерции вращающихся частей наматывателя определяется следующим образом:

, (4.17)

где J_рул – момент инерции рулона;

, (4.18)

здесь q – масса одного прогонного метра киноленты;

J_ред.пр. – момент инерции редуктора, приведенный к валу наматывателя;

J_рот.пр. – момент инерции ротора, приведенный к валу наматывателя.

Рассчитаем пусковой период ЭДГС для двух случаев:

1) в начале намотки, когда R=R₀,

2) в случае пуска почти полного рулона, например, если имел место обрыв ленты (R=R_к).

Исходные данные: М₀=0,11 Нּм; n_x=1400 об/мин; i=16; η=0,9; L_к=600 м.

1. Определим момент инерции вращающихся частей наматывателя, пользуясь выражением (4.17). В нашем случае, когда пусковой период определяется для начала намотки R=R₀ и, следовательно, рулон еще не намотан, так что J_рул=0. Тогда выражение (4.17) будет выглядеть следующим образом:

(4.19)

Момент инерции бобины I_б, найдем по формуле (20):

, (20)

где J_д – момент инерции дисков бобины;

J_с - момент инерции сердечника бобины;

J_в - момент инерции втулки бобины;

J_от - момент инерции отверстий дисков.

; (4.21)

; (4.22)

; (4.23)

. (4.24)

В формулах (4.21 – 4.24):

R=0,5^.D – наружного диаметра дисков,

r=0,5^.d – внутреннего диаметра дисков, принимаем равным наружному диаметру втулки;

r₁=0,5^.d₁ – внутреннего диаметра втулки;

R₁=0,5^.D₁ –диаметра отверстий, сделанных в дисках бобины;

R₂=0,5^.D₂ –диаметра осевой линии, проходящей через центры отверстий дисков;

γ =7,8^.10³ кг^.м³ – плотность стали;

h – толщина дисков;

l – длина втулки бобины;

l₁ – длина сердечника бобины;

n – количество отверстий в диске.

Подставим значения в формулы (4.21 – 4.24):

Подставим полученные значения в выражение (4.20):

Момент инерции редуктора будет зависеть от его вида и количества ступеней. При заданном передаточном отношении i=16 воспользуемся двухступенчатой цилиндрической зубчатой передачей (рис.4.3)

Схема двухступенчатого зубчатого редуктора

Рис.4.3.

Приведем геометрический расчет редуктора, необходимый как для проектирования наматывателя, так и для расчета момента инерции вращающихся частей наматывателя.

i = i_б^.i_т .

Пусть i_б = i_т = i^1/2; i_б = i_т =4.

Выберем минимальное число зубьев шестерни, находящейся на валу ЭДГС. Возьмем Z₁=25; тогда число зубьев колеса быстроходной ступени

Z₂=i^. Z₁; Z₂=25^.4=100.

Модуль зацепления m выбираем по стандарту СЭВ [9]. Чтобы не увеличивать габариты редуктора, желательно выбирать m не очень большим, но не меньше единицы. Возьмем m=1 и определим приближенно диаметры делительных окружностей шестерни и колеса:

d₁=Z₁^.m; d₁=25^.1=25мм=0,025м;

d₂=Z₂^.m; d₂=100^.1=100мм=0,1м.

Ширину венцов шестерни и колеса определим по формуле [9]:

b=ψ_bd^.d + (0,2÷0,4)^.m,

где d – диаметр колеса или шестерни;

ψ_bd – коэффициент колеса. ψ_bd зависит от способа крепления колеса на валу, расположения опор, твердости материала шестерни [9].

Примем ψ_bd=0,4, тогда

b₁=0,4^.25 + (0,2÷0,4)^.1=10мм.

Теперь рассчитаем тихоходную передачу. Возьмем число зубьев шестерни Z_2’=25; тогда число зубьев колеса тихоходной ступени

Z₃=i^. Z_2’; Z₃=25^.4=100.

Возьмем m=1 и определим приближенно диаметры делительных окружностей шестерни и колеса:

d_2’=Z_2’^.m; d_2’=25^.1=25мм=0,025м;

d₃=Z₃^.m; d₃=100^.1=100мм=0,1м.

Примем ψ_bd=0,4, тогда

b_2’=0,4^.25 + (0,2÷0,4)^.1=10мм.

Приближенное значение момента инерции можно определить по формуле [9]:

; (4.25)

где m – масса шестерни (колеса);

d – диаметр его делительной окружности.

Масса шестерни (колеса) m=V^.ρ=πּr²ּbּρ.