2.6. Розрахунок потужності центрифуги

Споживана потужність різна в період пуску та в період усталеного руху. При пуску потужність витрачається на розгін обичайки, маси завантаження та на подолання опорів в підшипниках і на тертя ротора об повітря. Останнім при розрахунку побутових центрифуг нехтують.

На розгін ротора витрачається енергія [2]:

,                (2.17)

де J_p – момент інерції ротора, J_дв – момент інерції ротора двигуна, J_м – момент інерції муфти.

На розгін маси завантаження з врахуванням зміни радіуса центра мас завантаження витрачається енергія:

                                   (2.18)

де

По сумарній витраті енергії на подолання інерції знаходимо необхідну потужність:

,                                            (2.19)

де t_п – час пуску (при проектних розрахунках можна приймати 10...20 с).

Потужність на подолання сил тертя в опорах підшипників орієнтовно дорівнює [2]:

                           (2.20)

де r – радіус цапфи вала під підшипниками, f – коефіцієнт тертя в підшипниках.

Остаточно, пускова потужність:

.                                              (2.21)

При віджимі в усталеному режимі споживана потужність залежить лише від сил тертя в підшипниках, внаслідок чого

.                                                     (2.22)

Двигун підбирають по пусковій потужності з наступною перевіркою на нагрів. Для такої перевірки необхідні випробування з ціллю отримання залежності зміни M_ст в часі, за якою знаходять середнє значення M_ср і далі необхідну потужність двигуна:

                             (2.23)

Коефіцієнт тим більший, чим більші коливання навантаження. Підібраний по P_дв двигун має M_max, з врахуванням якого можна перевірити час пуску.

Час запуску центрифуги не повинен перевищувати 10...20 с. Час періоду гальмування для попередження механічних травм – не більше 5...15 с.

Для визначення допустимої кількості запусків за 1 годину з умови гранично допустимого нагріву обмоток двигуна необхідно перевірити t_п та t_т.

Аналітично це зробити складно. Необхідні параметри отримують експериментально, використовуючи рівняння:

                                 (2.24)

з якого маємо

.                                              (2.25)

Сумарний момент інерції J(w) та M_дин визначають експериментально, поетапно, за рівні проміжки Dw (рис. 2.9), що дає змогу розрахувати часові проміжки Dt_i, за допомогою яких знаходять t_п:

.                                               (2.26)

Рис. 2.9. Графічне зображення послідовності визначення t_п.