img width: 750px; iframe.movie width: 750px; height: 450px;
Как рассчитать нагрузку и выбрать скорость вращения

- Определяем нагрузку и скорость вращения

Шаг 1. Вычислите полезную массу, тут которую необходимо переместить, учитывая коэффициент трения и угол наклона. Пример: при массе 150 кг, коэффициент 0,15 и угле 30° получаем около 130 Н·м крутящего момента.

Шаг 2. Определите требуемый темп вращения. Для привода с диаметром шкива 0,5 м, перемещающего груз на 2 м/с, нужен частотный показатель ≈ 380 об/мин.

Шаг 3. Сравните рассчитанные значения с характеристиками доступных электродвигателей. Выбирайте модель, у которой номинальные параметры превышают полученные расчёты хотя бы на 15 % для запаса.

Практический пример расчёта

Груз: 200 кг
Коэффициент сопротивления: 0,12
Угол подъёма: 25°
Диаметр шкива: 0,4 м
Скорость линейного перемещения: 1,5 м/с

Момент = 200 · 9,81 · 0,12 · sin 25° ≈ 104 Н·м.
Частота = (1,5 м/с) · 60 / (π · 0,4 м) ≈ 360 об/мин.
Выбираем двигатель с крутящим моментом ≥ 120 Н·м и частотой ≥ 420 об/мин.

Контрольные точки при подборе

�[https://search.yahoo.com/search?p=%A2%20%D0%9F%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9 � Пиковый] момент не должен превышать 90 % от максимального значения двигателя.

• Рабочий диапазон частот должен покрывать требуемый темп с запасом 10–20 %.

• Обратная связь: наличие датчика положения сократит риск перегрузки.

Рекомендации по обслуживанию

Регулярно проверяйте смазку зубчатой передачи, снижая трение и продлевая срок службы. Ставьте датчики температуры, чтобы вовремя обнаружить перегрев.

Выбор материала: сталь, керамика, сплавы

Для компонентов, работающих при температурах выше 500 °C, предпочтительно использовать легированную сталь 30ХГСА: предел прочности 1100 МПа, удлинение 12 %, износостойкость повышается после термической обработки до 850 °C.

Если требуется минимальная теплопроводность и высокая усталостная прочность, выбирайте керамику из нитрида алюминия (AlN). При 800 °C сохраняет модуль упругости 300 ГПа, коэффициент теплового расширения 4,5·10⁻⁶ 1/°C, теплопроводность 150 Вт/м·K, что снизит тепловой дефицит.

Для комбинации лёгкости и стойкости к коррозии оптимальны никелево‑молибденовые сплавы (например, Х62). Показатели: предел текучести 900 МПа при 550 °C, прочность в разрыве 1200 МПа, стойкость к агрессивным средам выше 10⁵ ч экспозиции.

При работе в условиях высоких частотных нагрузок (до 20 кГц) рекомендуется сталь 65Г с предзакалкой. После двойной отжиговой обработки получают твердость 58 HRC, что позволяет выдерживать циклические усилия без микротрещин.

Требования к износостойкости в сухом среде удовлетворяют керамические изделия из оксида циркония (ZrO₂). Твердость по Виккерсу достигает 1200 HV, коэффициент трения 0,06, срок службы превышает 200 000 циклов.

Если критически важна комбинация весовой экономии и устойчивости к усталостным разрушениям, рассмотрите алюминиево‑литиевый сплав 2195. Плотность 2,6 г/см³, предел прочности 550 МПа, модуль упругости 70 ГПа, а также улучшенный коэффициент теплового расширения 21·10⁻⁶ 1/°C.