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1、轻型输送带电机的选择与实例分析袁卫华 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
2、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20mm,则输送带传动棍子速度最小约为2.4
3、5r/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57包,所以输送带一次输送重量为3.5KG4.9KG,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:皮带轮机构 : 皮带与工作物的总重量 m1=10kg 滑动面的
4、摩擦系数=0.3 滚轮的直径D =20mm 滚轮的重量 m2=1kg 皮带滚轮的效率 = 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小时运转决定减速箱的减速比: 减速比输出轴转速:NG=(V60)/(D)=(28±14)
5、15;60)/(×20)=26.7±2.7r/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)=5162.5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=m·g=0.3×10×9.807=29.4N
6、60; 负载转矩TL=F·D/2·=(29.4×20×10-3)/(2×0.9)=0.326N·m 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·G=0.326/(60×0.66)=0.00824N·m=8.24mN·m (减速箱的传导效率G=0.66)
7、60; 按使用电源电压波动(220V±10%)等角度考虑,设定安全率为2倍。 8.24×216.48mN·m电机所需功率取系数为2,则Pm=2T·2n=2×0.01648×2××1500/60=5.17W 起动转矩为16.48N·m以上的电机,可参阅标准电机型号/性能表来选择。参考文献:1工程机械网1 电机:60YB06DV22,再选用可与60YB06DV22组合的减速箱60GK60H。确认负载惯性
8、惯量: 皮带·工作物的惯性惯量Jm1=m1×(×D/ 2)2 =5×(×20×10-3/2)2 &
9、#160; =5×10-4kg·m2 滚轮的惯性惯量Jm2=1/8×m2×D2 &
10、#160; =1/8×1×(20×10-3)2 =0.5×10-4kg·m2减速箱输出轴的全负载惯性惯量 J=5×10-4+0.5×10-4×2=6×10-4kg·m2查厂家技术手册得60GK60H电
11、机输出轴的容许负载惯性惯量2厦门精研自动化元件有限公司产品目录 2008 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。2Jm=0.062×10-4kg·m2。JG=Jm×i2=0.062×10-4×602=223.2×10-4kg·m2 因JJG,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。
12、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··D)/60·i=(1500××20)/(60×60)=26.17mm/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,
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