Расчет мощности привода тележки в excel

…транспортных или крановых тележек, но и при проектировании различных приводных кареток в станках и нестандартном оборудовании.

Создав небольшую таблицу в Excel, можно научиться быстро и просто определять главные параметры привода за считанные секунды. Изменяя диаметры колес, частоту вращения вала двигателя, схему привода, при помощи этой программы вы за несколько минут сможете перебрать целый ряд всевозможных вариантов двигателей и выбрать наиболее подходящий. Расчет в Excel позволяет поэкспериментировать с уклоном пути и с ускорением при стартовом разгоне.

В первоначальном варианте статьи, которая «прожила» на блоге в неизменном виде почти 4 года, результатом расчетов была статическая мощность двигателя привода. В обновленном варианте добавлены возможность задания в исходных данных уклона пути и приближенный учет сил инерции, приводимых в движение масс. Результат вычислений – расчетная мощность двигателя с учетом динамики разгона и уклона пути.

Расчет в Excel мощности двигателя.

На расчетной схеме показаны исходные данные для расчета, приведенные к колесу тележки.

Напомню, что в ячейки программы Excel со светло-бирюзовой заливкой помещены исходные данные, а в ячейках со светло-желтой заливкой выведены результаты вычислений по формулам алгоритма.

Внимание!!! Для упрощения и облегчения выполнения задачи ввода исходных данных в таблицу Excel в примечаниях ко многим ячейкам столбца D (смотри красный уголок в правом верхнем углу) приведены рекомендации, пояснения и некоторые необходимые справочные материалы.

Расчетные формулы:

1. u=π*D*n_д/(60*v)
2. n_к=n_д/u
3. W_ск=Q_Σ*((2*μ+f*d)/D*k_p+SIN(γ))
4. T_ск=W_ск*D/2
5. P_сд=W_ск*v/η
6. t_п=v/a
7. T_дк=P_д*η*u*ψ*30/(π*n_д)
8. P_д=(W_ск+1,3*Q_Σ/9,81*a)*v/(η*ψ)

Результат расчета: чтобы разогнать по рельсовому пути в подъем с уклоном 0,3º тележку с грузом общей массой 1 тонна за 4 секунды до скорости 3,6 км/ч, допуская в этот период времени двукратную перегрузку двигателя, необходим мотор мощностью не менее 500 Вт с частотой вращения вала 1500 об/мин. При этом привод (редуктор и/или открытые передачи) должен иметь передаточное число 15,7 и создавать на выходном валу крутящий момент не менее 50 Нм.

Для дальнейшего после разгона равномерного движения тележки с грузом с постоянной скоростью 3,6 км/ч в уклон 0,3º необходимая мощность двигателя – 337Вт (67% от расчетной и 34% от пиковой мощности).

Итоговые замечания.

Примененный в расчете алгоритм является слегка упрощенным вариантом давно широко и успешно используемой классической методики расчета приводов тележек подъёмно-транспортных машин. Он, конечно же, не претендует на «абсолютную точность». Широкие диапазоны значений коэффициентов не располагают к этому, а, скорее, предполагается для получения адекватного результата наличие определенного инженерного опыта у пользователя.

Ознакомившись с методами расчетов сопротивления от трения качения автомобилей и поездов, можно заметить, что большинство используемых в них формул являясь эмпирическими, то есть выведенными по результатам экспериментов, также не блещут точностью в широком диапазоне…

Желающим углубиться в тему могу порекомендовать монографию В.А. и В.В. Анисимовых «Тяговые расчеты», Хабаровск, 2013

(sites.google.com/site/tagapoezd/monografia/)

и статью доцента, кандидата технических наук из МГТУ «МАМИ» Чебанюка А.М. «О сопротивлении качению пневмоколес»

(mami.ru/science/mami145/scientific/article/s09/s09_17.pdf).

Комментарии, уважаемые читатели, оставляйте в разделе «Отзывы», расположенном внизу страницы. Для прямой конфиденциальной связи с автором используйте страницу «Обратная связь».

Ссылка на скачивание файла: raschet-privoda-telezhki (58.5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Расчет редукторного привода транспортной тележки

На рисунке ниже представлены типичные схемы привода тележки. Привод может быть, как один общий на одну из осей (либо на каждую ось), либо устанавливаться непосредственно на колесо. 

Исходные данные:

Для предварительного расчета принимаются значения: 
время разгона = 0,5 с; коэффициент трения = 0,2. КПД составных частей тележки (всех кроме привода) не учитывается. 

Расчет начинается с определения частоты вращения выходного вала редуктора – n₂ по формуле 1. 

Общая масса загрузки определяется суммой массы тележки и массы груза.

Следующим этапом расчета является расчет общего момента инерции привода (I₂), приведенного к приводному валу тележки, по формуле 3.

Проделанные расчеты дают возможность посчитать моменты сопротивления перемещению (М_г), вращению (пусковой момент) (М_п) и, в конечном итоге, требуемый момент (М_тр), по которому можно сделать выбор редуктора. Для этого используются формулы 4-7.

После получения всех значений момент выбирается требуемый момент (М_тр), который равен максимальному значению между М_общ и М_мах/f, где f — коэффициент влияния преобразователя частоты (если ПЧ используется f = 1,5; если нет – f = 2).

Исходя из найденных параметров — М_тр
и n₂, а также учета требуемого сервис-фактора производится выбор конкретного мотор-редуктора. Принцип определения сервис-фактора можно найти в каталоге НТЦ Приводная Техника, либо в одной из наших статей на сайте.

Для примера сделаем подбор привода тележки с приводом оси передних колес с управлением ПЧ (для плавного разгона) и редким режимом работы под следующие данные:

Данные для подбора редуктора по результатам расчета:

Подходящий вариант привода – это редуктор 7й серии — 7МЦЧ-М-40/70-176.4(6.3х28)-ОП3-ПЦ28/БЛ-П14/160//0,25/4-14/160/000/IM3081-IP55/F/220/380/50/У3/S1-К1

Цилиндро-червячный мотор-редуктор габарита 40/70 с передаточным 1764,4 является отличным решением в данном применении. Одним из главных его преимуществ является ресурс зубчатого зацепления – 15 000 часов. Более подробно о данном мотор-редукторе можно узнать на нашем сайте или в каталоге.

Ввод данных