Методические указания по курсовому проектированию «проектирование электроприводов центрифуг» (стр. 2 из 4)
Максимальная загрузка ротора суспензией (например, утфе-пем сахаропесочного производства)составляет 450 кг для вариантов с 1 по 4, 800 кг для вариантов с 5по 8, 1200 кг для вариантов с 9 по 12.
Приводной электродвигатель соединяется своим выходным валом со шкивом ленточного тормоза через эластичную муфту [2, с. 250]. Массой деталей шлицевого соединения и муфты пренебрегаем. Вал центрифуги считаем абсолютно жестким. Жесткость См эластичной муфты указана повариантно в табл. 1.
При расчете момента инерции механизма и нагрузочной диаграммы следует принять, что центрифуга работает при максимапьной загрузке суспензией, загрузка и выгрузка производятся при постоянной ( пониженной) скорости вращения ротора, суспензия равномерно распределяется по высоте ротора, образуя цилиндрическое тело с внутренним диаметром
(рис. 1), прижатое центробежной силой к обечайке ротора.Удержание ротора в неподвижном состоянии при отключенном двигателе осуществляется механическим (ленточным) тормозом, используемым также для аварийного торможения.
Центрифуга предназначена для работы в закрытых незапы-ленных помещениях с температурой до +40 °С при влажности воздуха до 95%. Среда агрессивная, невзрывоопасная.
Рабочий цикл центрифуги характеризуется тахограммои работы привода ротора (рис. 2). Значения частоты вращения ротора (л, об/мин) и продолжительности участков рабочего цикла (t, с) заданы повариантно в табл. 2. Основные технологические операции рабочего цикла центрифуги выполняются в следующей последовательности (рис. 2):
разгон ротора незагруженной центрифуги из неподвижного состояния до пониженной скорости п, (длительность t1);
загрузка центрифуги на скорости nt (длительность t2);
разгон ротора до максимальной скорости n2 (длительность
t3);
промывка продукта, фильтрация на скорости n2 (длительность t4);
торможение ротора до пониженной скорости n3 (длительность t5);
завершение фильтрации и слива оттека на скорости n3 (длительность t6);
реверс ротора до скорости п4 (длительность t7+ t8):
опускание ножа, срез продукта, выгрузка на скорости n4 (длительность t9);
разгон ротора в обратном направлении до максимальной скорости n5 (длительность t10);
промывка сит на скорости n6 (длительность t11);
Торможение ротора до полной остановки, наложение механического тормоза (длительность t12);
пауза, состояние готовности к выполнению очередного цикла работы (длительность t13).
Тахограмма по рис. 2 для каждого из вариантов задания рассматривается как соответствующая рабочему циклу центрифуги с наиболее напряженным тепловым режимом двигателя из числа возможных рабочих циклов.
Электропривод ротора центрифуги должен обеспечивать возможность плавного регулирования скорости в диапазоне от "ползучей" скорости, равной 10 об/мин, до максимальной, равной max(n2, n5), в любом направлении.
Питание электропривода осуществляется от цеховой сети переменного тока с напряжением 380 В.
Вариант индивидуального задания студенту задается преподавателем указанием номеров вариантов конструктивных размеров по табл.1 и параметров тахограммы по табл. 2 в любых сочетаниях / всего 144 варианта/.
4. Методические указания и рекомендации
Процесс выполнения курсового проекта (работы) состоит из ряда этапов. Ниже приводятся методические указания по выполнению этапов работы в рекомендуемой последовательности.
Получив задание на курсовой проект (работу) с указанием номеров вариантов конструкции ротора и тахограммы (по табл.1 и 2), студенту необходимо изготовить рисунки, аналогичные рис. 1 и 2, с соблюдением масштабов и буквенным обозначением размерных, скоростных и временных параметров; в подрисуноч-ных надписях или отдельно (с последующим размещением а тексте) записать значения этих параметров, жесткости эластичной муфты и максимальной загружи(ротора;подобрать источники информации (литературу), необходимые для описания устройства центрифуги и технологического процесса [2,3,11,12 и др.]. Рисунки с изображением разреза ротора центрифуги и тахограм-мой, заданные весоразмерные, скоростные и временные параметры помещаются в ТЗ (см. п. 4.2).
При составлении описаний конструкции центрифуги и технологического процесса рекомендуется ознакомиться с номенклатурой выпускаемых промышленностью фильтрующих подвесных центрифуг [2,3] и подобрать тип центрифуги с ножевой выгрузкой осадка (ФПН), наиболее близкий к заданному варианту по максимальной загрузке и диаметру ротора, после чего выполнить эскиз общего вида центрифуги без излишней детализации, пригодный для описания конструкции и технологического процесса. На основе этого эскиза впоследствии может быть выполнен рисунок в тексте либо чертеж общего вида. Ссылаясь по необходимости на чертеж (рисунок) общего вида центрифуги (без присвоения ей условного обозначения типа), на котором должны быть показаны основные узлы центрифуги (ротор, двигатель, муфта, кожух, механизм среза осадка, несущая конструкция), необходимо кратко описать конструктивно устройство центрифуги и назначение ее основных узлов. После этого, привлекая к рассуждениям тахограмму, можно составить описание технологического процесса [3,11,12] (основные технологические операции перечислены в п. 3).
На основе описаний конструкций центрифуги и технологического процесса, а также дополнительных сведений из п.З составляется перечень требований к электроприводу ротора по исполнению двигателя, категории его защиты от окружающей среды, диапазону регулирования скорости и др. [13].
При выполнении курсовой работы последним пунктом данного раздела должен быть пункт с рекомендуемым названием.
Техническое задание на разработку электропривода ротора фильтрующей подвесной центрифуги".
4.2. Этап 2. Составление технического задания
На основе сформулированных требований к электроприводу составляется ТЗ. Структура и требования к оформлению тз описаны в [1,7]. В курсовом проекте ТЗ является самостоятельным документом, не входящим в состав ПЗ [указывается в ведомости проекта].
Руководствуясь сформулированными требованиями к электроприводу ротора, необходимо выбрать тип двигателя и систему электропривода. Характеристика этого этапа работы и некоторые рекомендации приведены в [1]. Выбирая систему электропривода, необходимо иметь в виду предпочтительность применения комплектных электроприводов, выпускаемых серийно (не снятых с производства).
Определившись в выборе системы электропривода, необходимо разработать функциональную схему его силовой части [1] и составить краткое описание элементного состава этой схемы и принципа ее работы.Функциональная схема в виде чертежа или рисунка может быть скорректирована после решения задач выбора силового электрооборудования (двигателя и преобразовательного агрегата, комплектного электропривода). Образец функциональной схемы см. в [13, с. 592].
4.4. Этап 4. Расчет мощности и выбор приводного электродвигателя
Этот этап проектирования [1] содержит ряд работ, выполняемых в приведенной ниже последовательности.
4.4.1. Анализ теплового режима работы электродвигателя. Выбор серии электродвигателей
Вычисляется фактическая продолжительность включения
и делается заключение о том, в каком тепловом режиме
будет работать электродвигатель [4,13,14]. Определяется серия, из которой будет выбран электродвигатель (общепромышленная или краново-металлургическая).4.4.2. Расчет и построение нагрузочной диаграммы механизма
Нагрузочная диаграмма механизма представляет собой график
изменения статического момента на валу ротора центрифуги во времени в течение рабочего цикла центрифуги. Необходимо определить значение (закон изменения) статического момента на каждом участке рабочего цикла.Все нагрузочные диаграммы и тахограмму (повторно) следует привести на одном рисунке или чертеже.