Дипломная работа: Проект электрооборудования мостового крана на 15 тонн

где Кi - количество операций в течении одного цикла Кi = 4;

 tp - время одной операции (подъёма или спуска), с;

 tц - время цикла, с;

  (2.4)

где H - высота подъёма, м;

  (2.5)

где Nc - число циклов в час;

 tц =  = 400 (2.5)

 tp =  = 55,5 (2.4)

  (2.3)

Находим окончательно предварительную мощность электродвигателя при каталожной продолжительности включения. Электродвигателя, предназначенного для работы в повторно-кратковременном режиме, выпускают с ПВкат. = 15;25;40;60;

 Рпред. = Р´пред.∙ = 27,632∙ = 26,45 кВт (2.6)

Частотой вращения ηн об/мин электродвигателя задаёмся по каталогу. По значениям Рпред. и ηн по каталогу выбираем двигатель типа MTF, MTH или HMT соблюдая условие, что номинальная мощность должна быть равна или несколько больше (до 20%) предварительной Рпред., т.е. РH ≥ Рпред.

Согласно условию изложенного выше выбираем электродвигатель по каталогу типа МТН512-8 ,паспортные данные которого занесены в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Технические данные асинхронного электродвигателя с

 фазным ротором типа МТН512-8

Рассчитываем номинальный момент двигателя.

  (2.7)

где Рн - мощность выбранного двигателя по каталогу, кВт;

 ωн – угловая скорость вращения выбранного двигателя, рад/с;

Имея значение частоты вращения ηн об/мин считаем угловую скорость по формуле:

 (2.8)

  (2.8)

  (2.7)

Рассчитываем нагрузочную диаграмму привода.

Нагрузочная диаграмма электродвигателя строится на основании уравнения движения электропривода М = Мс + Мдин.

Как видно из приведённого уравнения, для построения нагрузочной диаграммы электродвигателя М = ƒ(t) необходимо иметь график изменения во времени приведённых статических моментов Мс = ƒ(t) , т.е. нагрузочную диаграмму механизма подъёма мостового крана и график изменения во времени динамического момента  , для определения которого необходимо знать график изменения угловой скорости электродвигателя ω = ƒ(t) и приведённый момент инерции J.

Алгебраическая сумма статических и динамических моментов дает график изменения суммарного момента на валу электродвигателя, т.е. нагрузочную диаграмму электродвигателя.

Статические моменты, приведённые к валу электродвигателя при подъёме номинального груза:

  (2.9)

где mг - масса груза, т;

 mo - масса грузозахватного устройства, т;

 Dб - диаметр барабана, м;

 ηн - коэффициент полезного действия механизма;

 i - передаточное отношение редуктора и полиспаста.

  (2.10)

  (2.10)

где ωн – угловая скорость вращения электродвигателя, рад/с;

 Vп – скорость подъёма, м/с;

  (2.9)

 Статические моменты, приведённые к валу электродвигателя при тормозном спуске номинального груза:

  (2.11)

  (2.11)

Статические моменты, приведённые к валу электродвигателя при подъёме пустого грузозахватного устройства:

  (2.12)

где ηо – коэффициент полезного действия механизма при данной  нагрузке. Определяется по кривым ηо = ƒ(К3) , ηо = 0,1

Коэффициент нагрузки определяется по формуле:

  (2.13)

  (2.13)

  (2.14)

Статические моменты, приведённые к валу электродвигателя при спуске пустого грузозахватного устройства:

  (2.15)

  (2.15)

Значение Мсо может быть как положительным , так и отрицательным. Для приводов, у которых момент инерции не зависит от угла поворота, приведённой к валу электродвигателя динамический момент находится из уравнения:

  (2.16)

где  - ускорение или замедление ротора электродвигателя, рад/с2;

 Jэ - приведённый к валу электродвигателя эквивалентный момент инерции системы при работе с грузом и без груза, т.е. Jэг и Jэо

Определяем приведённый к валу электродвигателя эквивалентный момент инерции системы при работе с грузом:

  (2.17)

где К = 1,15 - коэффициент, учитывающий приближенно момент инерции редуктора и барабана;

Jдв - момент инерции электродвигателя (по каталогу), кгм2;

Jш - момент инерции тормозного шкива, кгм2;

Jм - момент инерции муфты и быстроходного вала редуктора, кгм2;

В ряде случаев Jш и Jм определяют приближенно в долях от момента инерции ротора электродвигателя:

Jш = 0,3∙Jдв ,  (2.18)

Jш = 0,3∙1,42 = 0,42 кгм2 (2.18)

Jм = 0,15∙Jдв ,  (2.19)

Jм= 0,15∙1,42 = 0,21 кгм2 (2.19)

Jп.д.г. – момент инерции поступательно-движущихся элементов  инерции, приведенный к валу электродвигателя

  (2.20)

  (2.20)

где Vп – скорость подъёма, м/с;

 ωн – угловая скорость вращения электродвигателя, рад/с;

  (2.17)

Определяем приведённый к валу электродвигателя эквивалентный момент инерции системы при работе без груза:

  (2.21)

где Jп.д.о. – момент инерции поступательно-движущихся элементов системы без учёта веса груза, приведённый к валу электродвигателя;

 (2.22)

 (2.22)

 (2.23)

Определяем допустимое ускорение электродвигателя:    

  (2.24)

где адоп – максимально допустимое линейное ускорение груза, м/с2;

Обычно адоп = аср. = (0,1÷0,3) м/с2 ,следовательно берём адоп = 0,2 м/с2;

  (2.24)

Динамический момент системы при подъёме груза:

  (2.25)

  (2.25)

Расчёт среднего пускового момента двигателя.

Зная величину статических и динамических моментов, можно определить средний пусковой момент, развиваемый электродвигателем при подъёме груза по формуле:

 Мср.п. = Мпг + Мдин , (2.26)

 Мср.п. =464 + 202,4 = 666,4 Нм (2.26)

Обычно Мср.п недолжно превышать (1,7÷2)∙Nн

Определение времени разгона при подъёме груза:

  (2.27)

где ωкон и ωнач - соответственно конечное и начальное значение угловой скорости, ωкон = ωн , ωнач = 0, рад/с;

Среднее время пуска для механизма подъёма обычно находится от 1 до 5 с;

  (2.27)

Определение времени разгона при тормозном спуске.

Двигатель работает в режиме электронного тормоза (тормозной спуск) и груз ускоряется под действием собственного веса, т.е. разгон системы происходит под действием момента, равного Мсг и определяется по формуле:

 (2.28)

 (2.28)

Определение времени разгона при подъёме грузозахватного устройства:

  (2.29)

где М´срп = (1,15÷ 1,25)∙Мн

 Мн – средний пусковой момент при подъёме и опускании

 грузозахватного устройства.

 М´срп = 1,2∙414,4 = 497,28 Нм (2.30)

  (2.31)

Определение времени разгона при спуске грузозахватного устройства:

 (2.32)

 (2.32)

Определение времени торможения.

Схемы управления электродвигателями механизмов подъёма предусматривают экстренное наложение механических тормозов при отключении статора электродвигателя от сети, т.е. при установке силового или командоконтроллера в нулевое положение.

В связи с этим для механизмов подъёма электрическое торможение электродвигателя можно не учитывать.

Время торможения для различных режимов определяется с учётом момента, развиваемого только механическим тормозом.

Момент тормоза Мт определяется максимальным статическим моментом Мс.макс, приведенным к тормозному валу (обычно это вал электродвигателя) и коэффициент запаса Кт

Мт = Кт∙Кс.макс. (2.33)

где Мс.макс. – максимальный статический момент на тормозном валу

Мс.макс = Мсг Нм;

Кт - коэффициент запаса.

По правилам Госгортехнадзора коэффициент имеет следующие значения:

- для легкого режима работы = 1,5;

- для среднего режима работы = 1,75;

- для тяжелого режима работы = 2;

- для весьма тяжелого режима работы =2,5;

При этом механизмы подъёма кранов, транспортирующих жидкий металл, ядовитые и взрывчатые вещества, должны иметь два тормоза. Коэффициент запаса каждого из них должен быть не менее 1,25.

Мт = 1,75∙297,8 =521,15 Нм (2.34)

По рассчитанному значению Мт выбираем тормоз с номинальным тормозным моментом равным или несколько больше, чем Мт, т.е. Мнт ≥ Мт.

Время торможения при подъёме груза:

 (2.35

 (2.35)

Время торможения при спуске груза:

 (2.36)

 (2.36)

Время торможения при подъёме грузозахватного устройства:

 (2.37)

 (2.37)

Время торможения при спуске грузозахватного устройства:

 (2.38)

 (2.38)

где ωнач – скорость, с которой начинается режим торможения;

 ωкон – скорость, при которой заканчивается режим торможения.

Пути, пройденные грузом или грузозахватным устройством во время пусков и торможений:

- при подъёме груза:

 (2.39)

 (2.39)

 (2.40)

 (2.40)

где Vп - скорость подъёма груза, м/с;

tр.пг - время разгона при подъёме груза, с;

 t.т.пг - время торможения при подъёме груза, с;

- при спуске груза:

 (2.41)

 (2.41)

 (2.42)

 (2.42)

- при подъёме грузозахватного устройства:

 (2.43)

 (2.43)

 (2.44)

 (2.44)

- при спуске грузозахватного устройства:

  (2.45)

  (2.45)

  (2.46)

  (2.46)

Пути, пройденные грузом или грузозахватным устройством с установившейся скоростью:

- при подъёме груза

Sу.пг = H – Sр.пг. – Sт.пг. , (2.47)

Sу.пг =10 - 0,081 - 0,019 = 9,9 м (2.47)

- при спуске груза

Sу.сг = H – Sр.сг. – Sт.сг. , (2.48)

Sу.сг =10 - 0,054 - 0,072 = 9,87 4м (2.48)

- при подъёме грузозахватного устройства

Sу.по = H – Sр.по. – Sт.по. , (2.49)

Sу.по =10 - 0,0234 - 0,030 = 9,946 м (2.49)

- при спуске грузозахватного устройства

Sу.со = H – Sр.со. – Sт.со. , (2.50)

Sу.со =10 – 0,0324 -0,029 = 9,938 м (2.50)

Страницы: 1, 2, 3, 4