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轻型输送带电机的选择与实例分析
- 2020-07-26 21:00-

  轻型输送带电机的选择与实例分析。轻型输送带电机的选择与实例分析 袁卫华1 高利平 (南通农业职业技术学院 机电工程系,江苏 南通 226007) 摘要:举例分析了轻型输送带传动电机的工况,计算出相关的数据,确定电机和 相关配件的型号

  轻型输送带电机的选择与实例分析 袁卫华1 高利平 (南通农业职业技术学院 机电工程系,江苏 南通 226007) 摘要:举例分析了轻型输送带传动电机的工况,计算出相关的数据,确定电机和 相关配件的型号,常用输送带传动电机的选择都可以借鉴本例。 关键字:传动电机、传动转矩、惯性惯量 轻型输送带主要包括 PVC 输送带、橡塑制品输送带、PU 输送带等,广泛应用于食品、 物流、电子、烟草、木材、石材、健身等各个领域。输送带电机的合适与否直接影响 输送带的平稳运转与输送能力,所以如何选择一台合适的配套电机是输送带设计中 重 要的一环,本文就对输送带电机的选择与计算进行举例分析。 某 CD 制造厂包装车间进行技术改造,项目为两台包装机进行连线生产,方案为用输送 带配以机械手输送,整体用 PLC 控制,辅以气动元件、定位元件、低压电路元件、机械传 动元件等,组成一个闭环控制回路。输送带电机选择依据及相关计算如下: 一、 工况分析: 上机 SKS 包装机的最大产量为每小时 6120 盒,下机片式包装机的一般产量为每小时 70 包,按十盒每包即为 7000 盒,输送带的输送量应大于上机生产速度而小于下机生产速度, 所以输送带的输送速度确定为每小时 6500 盒,65 包,CD 盒的尺寸为:142×124×10,所以 输送皮带的最小输送速度为:每小时 9.23 米,约为每分钟 0.154 米,而输送带传动棍子直 径为 Φ 20mm,则输送带传动棍子速度最小约为 2.45r/min。 一盒 CD 最重的包装是 70 克,一包是 10 盒,700 克,输送带一般都有 5—7 包,所以输 送带一次输送重量为 3.5KG—4.9KG,计算时取最大重量 5KG。由于有物料定位,要求输送距 离精确,过转量小,所以电机必需要有以下特点:断电后即制动保持负载;制动速度快,过 转量小;可实现频繁启动,上文已经算出每小时要输送 65 包,即输送 1 包 55 秒,所以电机 每分钟至少要启停 2 次。 二、 具体计算如下: ①皮带轮机构 : 皮带与工作物的总重量??????? m1=10kg 滑动面的摩擦系数???????????μ=0.3 滚轮的直径????????????D =20mm 滚轮的重量????????????? m2=1kg 皮带?滚轮的效率?????????? η = 0.9 皮带的速度???????? V = 28mm/s± 10% 电机电源???????????单相 220V50Hz 工作时间??????????? 1 天 24 小时运转 ②决定减速箱的减速比: 减速比输出轴转速:NG=(V?60)/(π?D)=((28±14)×60)/(π×20)=26.7± 2.7[r/min] 因电机(4 极)在 50Hz 时的额定转速为 1500r/min 左右,所以应选择在此范围内的 减速比 i=60。 减速箱的减速比 i 为:i=(1500)/NG=(1500)/(26.7± 2.7)=51~62.5 ③计算必要转矩: 输送带起动时所需的转矩为最大。先计算起动时的必要转矩。 滑动部的摩擦力 F=μm·g=0.3×10× 9.807=29.4[N] 负载转矩 TL=F·D/2·η=(29.4× 10-3)/(2× 20× 0.9)=0.326[N· m] 1 此负载转矩为减速箱输出轴的数值,因此需换算成电机输出轴的数值。 电机输出轴的必要转矩 TM TM=TL/i·ηG=0.326/(60× 0.66)=0.00824[N· m]=8.24[mN· m] (减速箱的传导效率 ηG=0.66) 按使用电源电压波动(220V± 10%)等角度考虑,设定安全率为 2 倍。 8.24×2≈16.48[mN· m] 电机所需功率 Pm ? ?1 . 5 ~ 2 . 5 ?T LP n LP 取系数为 2,则 Pm=2T·2πn=2× 0.01648× 2×π×1500/60=5.17W 起动转矩为 16.48N· 以上的电机,可参阅标准电机型号/性能表来选择。??? m 电机:60YB06DV22,再选用可与 60YB06DV22 组合的减速箱 60GK60H。 ④确认负载惯性惯量: 皮带· 工作物的惯性惯量 Jm1=m1×(π×D/ 2π)2 =5×(π×20× -3/2π)2 10 =5× -4[kg· 2] 10 m 2 滚轮的惯性惯量 Jm2=1/8× 2× m D =1/8× (20× -3)2 1× 10 -4 =0.5× [kg· 2] 10 m 减速箱输出轴的全负载惯性惯量 J=5× -4+0.5× -4× 10 10 2=6× -4[kg· 2] 10 m 查厂家技术手册得 60GK60H 电机输出轴的容许负载惯性惯量??? Jm=0.062× -4[kg· 2]。 10 m 2 JG=Jm× =0.062× -4× 2=223.2× -4[kg· 2] i 10 60 10 m 因 J<JG, 即负载惯性惯量为容许值以下, 故可以使用。 且所选用的电机额定转矩为 40mN· m, 较实际负载转矩为大,因此电机能以比额定转速更快的转速运转。 再依据无负载时的转速(约 1500r/min)来计算皮带的速度,确认所选制品是否符合规格 要求。 V=(NM · π · D)/60· i=(1500×π×20)/(60× 60)=26.17[mm/s] 以上确认结果为均能满足规格要求。 综上所述,对负载工况的分析、负载计算,是选用电机、减速箱的基础。有关详细的计 算可参阅《机械设计手册》中相关章节。 三、 确定电机及相关配件型号。 结合结合工厂实际使用电源与备件情况, 选用电磁制动电机, 型号为 60-YB-06D-V22 (机 座号 60,YB 电磁制动电机,6W 圆轴,单相 220V) ;配套减速箱型号为 60-GK-60H(机座号 60,6W 减速箱,减速比 60,标准结构) ;采用弹性联轴器直接与输送带传动棍子连接,弹性 联轴器型号为 28MC08-08(公称外径 Φ 28,内径为 Φ 8) ;电动机直角安装脚型号为 RAL60。 2 四、 结论。 实际应用后,选择电机功率适中,输送速度合适,运转平稳,故障率低,完全满足设计 要求。通过工况分析,设计举例,负载等计算,可以合理、安全、可靠的选择电机,上文只 是选型与安装的过程,有关控制回路的接线请参考其它文献。 参考文献: ??? ??? 工程机械网 厦门精研自动化元件有限公司产品目录 2008 1 作者简介:袁卫华(1977—) ,男,江苏南通市人,南通农业职业技术学院助理实验师, 主要研究方向为自动化控制。 3