轻型输送带如何选择电动机的实例分析

发布时间:2012.06.25 新闻来源:高压电机|高压电动机|湘潭电机厂-湘潭电机集团有限公司 浏览次数:

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。
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Φ20mm,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]
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)TLPnLP
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。
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)210
=5×-4[kg·2]10m2
滚轮的惯性惯量
Jm2=1/8×2×mD
=1/8×(20×-3)21×10-4
=0.5×[kg·2]10m
减速箱输出轴的全负载惯性惯量
J=5×-4+0.5×-4×10102=6×-4[kg·2]10m
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]。10m2
JG=Jm×=0.062×-4×2=223.2×-4[kg·2]i106010m
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。
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Φ28,内径为Φ8);电动机直角安装脚型号为RAL60。
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。

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