南汇电大电气传动技术及应用课程设计任务书.docx
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南汇电大电气传动技术及应用课程设计任务书
2009级机电实用技术专业
电气传动技术及应用》
课程设计任务书
姓名
学号
上海电视大学
南汇分校
2018年11月
一、课程设计概述
电气传动技术课程是本专业的一门专业课,主要讲述交、直流电动机原理及其应用,是一门实践性很强的课程,通过电气传动技术的课程设计,掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。
课程设计模拟工厂常用的生产流水线,设计一条电动机驱动的输送带,根据加工工艺要求,在输送带上的工件大小和重量是变化的,输送的位置和距离根据不同的要求,有所变化,要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件,需要采取的措施。
二、课程设计任务
有一条生产流水线的输送带如下图所示,在装料点0,按生产节
拍依次装上各种电动机的零配件:
A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。
分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。
输送带采取带上无零配件的空载启动,在传送中,自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件,而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。
各种零配件依次送完后,再重复循环传送,…。
传动系统设计参数:
空载负载力矩Tl°/=1000N•m
输送带的输送速度v=7.5m/min;
输送带的加速度dv/dt=0.05m/s2;
电源供电电压3相380V、变压器容量13Kva
电压波动安全系数0.75。
传动系统的减速装置第一级米用减速米用皮带轮,第二和第二
级米用齿轮减速箱,参数见表1:
表1
名称
X^22
GD(N•m2)
传动参数
传动效率
0
电动机
5(初选)
1
带轮⑴
1
C60
n1=0.87
2
带轮⑵
3
C248
3
齿轮⑶
1
18齿
n2=0.91
4
齿轮⑷
4
89齿
5
齿轮⑸
2
20齿
n3=0.9
6
齿轮⑹
7
101齿
7
送带轮
56
0254mm
工艺要求送料的次序和位置见表2:
表2:
负载Tl/
GD2
(N•M/
2N•M)
工位距离
工艺二
工位1
工位2
工位3
工位4
工位5
工步1
E底座
900/120
L1=5M
工步2
A转子
1000/150
L2=8M
工步3
B定
子
2000/300
L3=11M
工步4
D后端盖
300/60
L4=14M
工步5
C前端盖
200/30
L5=15M
假设四极交流电动机转速1470r/min、六极970r/min,功率以
O.IKw分档,Ts"Tn=1.2,Tmax/TN=2,电源电压波动安全系数
0.75。
(计算中保留两位小数点)
三、课程设计要求
根据输送机的启动和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩,在保证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下,设计、计算所需的电动机力矩,然后分析负载特性,选择电动机的工作制,确定电动机的额定功率、转速,最后在车间供电条件下,以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下,选择电动机的类型、电压、启动方式。
四、课程设计步骤
1:
当输送带加速度=0.05m/s2时,计算电动机在空载条件下的启
动转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率;
(1)求出各级传动机构速比j
带轮
(1)和带轮
(2)的速比;
带轮
(1)到齿轮(4)的速比;
带轮
(1)到齿轮(6)的速比;
电动机轴的飞轮转矩;
GDM-GDoGD:
=51=6Nm2
带轮
(2)和带轮(3)的飞轮转矩;
GD;3=GDfGD3=3仁4Nm2
带轮(4)和带轮(5)的飞轮转矩;
GD45=GD2GD5=42=6Nm2
带轮(6)和送带轮的飞轮转矩;
2222
GDl二GD6GD7=756二63Nm
总的飞轮转矩;
GD;=GDM
gd;3gd:
5gdL
—~N—~・2
j12Jl4jL
6.4663
-4.13220.321032
=6.26Nm2
L=123=0.870.910.9=0.71
电动机的转速:
nM=jLnL=1039.4=968.20r/min
空载功率:
Pm1Tm“m120.13968.20
9.559.55
=2040.82W=2.04KW
2:
分别计算电动机在启动后送各种料的过程中,电动机的转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率;
电动机在运行过程中,在上料和下料的过程中转速会发生变
化,在稳定运行后转速保持不变即:
nM=968.20r/min
当工步1时的负载转矩
当工步1时的飞轮转矩
当工步1时的电机转矩
2
.GDZ1dnM
375dt
=25.98^6—387.28
375
=32.46Nm
当工步1时的功率:
Tm1nM32.445968.2
HM1一
9.559.55
=3289W=3.289KW
当工步2时的负载转矩
Tl0Tl2
jLm
10001000
1030.71
=27.35Nm
当工步2时的飞轮转矩
当工步2时的电机转矩
2
GDZ2dnM
375dt
Tm2二Rm2*
=27.35―387.28
375
=33.825Nm
当工步2时的功率:
=3429W=3.43KW
当工步3时的负载转矩
当工步3时的飞轮转矩
当工步3时的电机转矩
375dt
=416288387.28
375
=47.5Nm
当工步3时的功率:
R/l3
TM3nM
9.55
47.5968.2
955
=4815.7W=4.8KW
当工步4时的负载转矩
1000300
1030.71
=17.78Nm
当工步4时的飞轮转矩
375dt
当工步4时的电机转矩
2
GDz4dnM
tm4~tlm4'
当工步4时的功率:
=2458.5W=2.46KW
当工步5时的负载转矩
当工步5时的飞轮转矩
gd:
二gdM
.gd;3.GD2
.gd2GDL's
.2
J12
.2
J14
.2
Jl
=gd|皿
=6.26
睾=6.2628Nm2
1032
375dt
当工步5时的电机转矩
2
GDz5dnM
1M5-TLM5
当工步5时的功率:
=2319.6W=2.32KW
动机的工作制,选择电动机额定功率、转速、电压参数;
根据以上计算得到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下
■n/N.n
50—Tn3
47.5
Tm5
24,25
22.88
11
1415
可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机,这种“连续
工作制”可以用“等值法”来计算电动机的等效转矩,它的公式:
Td二
Tjt1+T22t2+ili+T2tn
n
7ti
i=1
t2
=60L2一1=60^-^=24S
7.5
t3
=60一2
v
11-8
=60二24S
7.5
t4
=60L^^
v
=6014一11二24S
7.5
t5=6°¥=6°!
^=8S
22222
Tmitl■Tm2t2■Tm3七3■Tm4t4'Tm5七5
——'_'——
tit2t3t4t5
32.4624033.82522447.522424.2522422.8828
此时电动机的最大功率:
Pmax二'mPN=1.55.3=7.95KW
最大负载功率:
PLmax=Pm1=4.68KW
贝SPLmax 0.75时电动机能正常工作。 5: 在工厂电源供电的条件下,选择电动机的额定启动方式,校 验系统空载启动条件。 当电源供电电压是3相380V变压器容量为13KVA。 根据有关供电,动力部门规定: 有独立变压器供电,电动机的功率与变压器的容量之比值,在电动机不频繁启动的条件下,电动机功率小于变压器的30%容许直接启动。 即: Sor=3O%Sn=30%X13=3.9KVA 且Pmax=7.8KVA贝yPmax>Sor 二电动机在额定功率不可以直接启动。 p53 电动机的额定转矩: Tn二9550當二9550而二34.43Nm 电动机的启动转矩: 人"1.2Tn二仁23443=41.316Nm 心A空亠0.487 Tst41.316 电动机的额定电流: K_J3.90.664 Ist20.92 采用自耦变压器降压启动,降压比为80% 电动机空载转矩: Tm=20.13Nm 即Tst>Tm电动机空载可以启动 电动机的最大转矩: Tmax=2TN=2X34.4=68.8Nm 负载的最大转矩: Tmax=Tmi=47.5Nm 即Tmax>Tmi电动机在最大负载时能正常运行。 所以,最终所选电动机额定功率: Pn=5.3KW 电动机额定转速: nn=1470r/min 额定电压: 三相380V 五、课程设计小结 在通过本次《电气传动技术及应用》的课程设计,将平时在学习过程中存在的不足完全暴露出来: 学习的不够深入,知识点了解不透彻。 比如看到一个公式,觉得很熟悉,去卩忘记了在书本的第几页介绍过,看到一个字母,却想不起来它的含义是什么。 通过这次的课程设计,让我又一次巩固了之前所学习的知识点。 这次课程工程设计是在电大的专科毕业前,对于电气传动这门课程的最后一次练兵,对我来说非常有意义。 其实,在任何的学习过程中,都应该要“温故而知新”。 只有常常回顾并温习曾经学过的知识,让它真正的扎根于自己的脑海中,然后再去学习新的知识,前后呼应,只有这样,在将来用到这些知识点的时候,才能得心应手。 电气传动技术,在现代社会自动化的科技生产和研发中,占着举足轻重的地位。 虽然在我目前的工作中,并没有使用到这门技术,但我会继续学习和锻炼,让自己多掌握一门技术。 最后,我要真诚的感谢担任本次《电气传动技术及应用》课程设计的辅导老师徐继老师和参与同一小组设计的同学,是他们无私的帮助我解答了一些难题,顺利完成设计。 希望,在明年的毕业设计中,我能有更优异的表现。
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- 南汇 电大 电气传动 技术 应用 课程设计 任务书