240-2198 (Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана), страница 2

где i – передаточное отношение (i = 25.22);

 - к.п.д. передачи (= 0.84)

М_рм = момент сопротивления на валу рабочей машины

где Q+Q₀ – вес груза с крюком (кг) (Q+Q₀ = 5775 кг)

D_б – диаметр барабана (D_б = 0.4 м)

m – число полиспастов (m = 2)

 - кпд электропривода ( = 0.84)

5. Определение времени пуска и торможения привода.

Время пуска и торможения двигателя определяется по формулам:

где GD² – маховый момент системы электропривода (GD² = 12.84 );

n_дв – частота вращения двигателя (n_дв = 723 );

М_j – динамический момент электропривода

Знак плюс у момента Мg берётся в том случае, когда двигатель работает в двигательном режиме, а знак минус – при тормозном режиме.

Знак плюс у момента сопротивления выбирается в том случае, когда рабочая машина по-

могает движению системы (при опускании груза), а знак минус, если рабочая машина мешает движению системы.

Величина момента двигателя находится из уравнения:

Мg = М_н

где  - коэффициент, зависящий от типа двигателя и условия пуска.

Для двигателя постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором

 = 1.4  1.6.

Для данного двигателя  = 1.6.

где М_н – номинальный момент двигателя

Р_н – номинальная мощность двигателя (Р_н = 22 кВт);

n_дв – частота вращения двигателя (n_дв = 723 )

Мj₁ = Мg – М_с = 47.47 – 32.45 = 15.02

Мj₂ = - Мg – М_с = - 47.47 – 32.45 = - 79.92

Время пуска

с;

Время торможения

с.

В дальнейших расчётах знак минус, стоящий у времени торможения, не учитывается.

1. Определение пути, пройденного рабочим органом за время пуска и

торможения.

Путь, пройденный рабочим органом за время пуска и торможения, вычисляется по формулам:

где t_n – время пуска привода (t_n = 1.64 с);

t_m – время торможения привода (t_m = 0.31 с);

V – скорость поступательно движущегося элемента (V = 0.3 м/сек).

м;

м.

7. Определение пути, пройденного рабочим органом

с установившейся скоростью.

Путь, пройденный рабочим органом, с установившейся скоростью вычисляется по формуле:

где Н – высота подъёма башенного крана – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении. Под уровнем стоянки поднимается горизонтальная поверхность основания (например, поверхность головок рельсов для рельсовых кранов, путь перемещения гусеничных и пневмоколёсных кранов, нижняя опора самоподъёмного крана), на которую опирается неповоротная часть крана. (Принимаем Н =16 м)

S_n – путь, пройденный рабочим органом за время пуска (S_n = 0.25 м)

S_m – путь, пройденный рабочим органом за время торможения (S_m = 0.05 м)

S_p = H – (S_n + S_m) = 16 – (0.25 + 0.05) = 15.7 м.

8. Определение времени равномерного хода рабочей машины.

Время равномерного хода рабочей машины можно определить по формуле:

где S_p – путь, пройденный рабочим органом с установившейся скоростью (S_p = 15.7 м);

V – скорость поступательно движущегося элемента (V = 0.3 ).

сек.

9. Определение времени паузы (исходя из условий

технологического процесса).

Исходя из условий технологического процесса принимаем время паузы равным:

t₀ = 210c = 3.5 мин

что удовлетворяет техническим требованиям выбранного двигателя.

1. Определение продолжительности включения.

Время одного включения двигателя, его работы и последующей остановки, называется рабочим циклом. Продолжительность цикла обычно не более 10 мин. Промышленность выпускает крановые электродвигатели, рассчитанные на 15, 25, 40 и 60% - ную относительную продолжительность включения.

Величина ПВ показывает, сколько времени двигатель находится включенным в течение цикла:

Обычно крановые двигатели рассчитаны на работу при 25% ПВ, но один и тот же двигатель может работать и при 15 % ПВ, и при 40% ПВ, но при этом должна соответственно изменяться его нагрузка.

В данном случае

1. Построение нагрузочной диаграммы.

Нагрузочной диаграммой называется зависимость силы тока, момента, мощности в функции времени.

Для выбранного двигателя по полученным данным строим нагрузочную диаграмму М =(t) учитывая реальные времена протекания переходных процессов и величины пусковых и тормозных моментов, а также реальные значения пауз между временами работы двигателя.

г
де t_n- время пуска;

t_p- время работы;

t_m- время торможения;

t₀- время паузы.

M_n- момент пуска;

M_p- момент работы;

M_m- момент торможения.

1. Определение мощности двигателя из условий нагрева.

Электрические машины не должны нагреваться свыше допустимых пределов. При пере-

греве машины изоляция обмоточных проводов быстро стареет, теряет изоляционные свойства, становится хрупкой и при дальнейшей работе может обуглиться, что может привести к короткому замыканию и выходу машины из строя.

По нагрузочной диаграмме определяем эквивалентный по нагреву момент двигателя за время его работы без учёта времени пауз

где М_n и М_m – моменты, развиваемые двигателем при пуске и торможении.

Эквивалентная мощность

После этого производится пересчёт эквивалентной мощности на ближайшую, стандартную продолжительность включения

где ПВ_д – действительная продолжительность включения двигателя

ПВ_к – ближайшая по величине стандартная продолжительность включения по отношению к действительной ПВ.

Если полученная в результате расчёта мощность Р_к < Р_н двигатель, который был предварительно выбран, по условиям нагрева проходит.

Если же Р_к > Р_н, то необходимо задаваться следующим габаритом двигателя и расчёт производить вновь.

Определяем эквивалентный момент:

где M_n = 1.3 M_н = 1.3 ^. 29.67 = 38.57 (кг ^. м)

где k – поправочный коэффициент (k = 1.5);

(Q+Q₀) – вес груза с грузозахватным приспособлением;

D_б – диаметр барабана;

m – число полиспастов;

i – передаточное отношение;

 - кпд привода.

Эквивалентная мощность:

Поскольку Р_к = 21.6 кВт < Р_н = 22 кВт то двигатель по условию нагрева проходит.

1. Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную способность и по пусковому моменту.

Выбранный по каталогу двигатель (МТ51-8) проверяется на перегрузочную способность на основании неравенства:

где  - перегрузочная способность двигателя (выбирается по каталогу),  = 3;

М_н – номинальный момент (М_н =29.67 кГ^.м )

М_max - максимальный момент двигателя (выбирается по каталогу ), М_max = 85 кГ^.м.

Проверка по пусковому моменту осуществляется на основании неравенства:

где - кратность пускового момента (берется из каталога), =2.8;

М_с – момент сопротивления (М_с = 32,45 кГ^.м).

Если выбранный двигатель не проходит по перегрузке или пусковому моменту, то выбирается двигатель большего габарита, который удовлетворял бы этим неравенствам:

3^.29.67 = 58 кГ^.м

двигатель проходит на перегрузочную способность

0.7 ^. 2.8 ^. 29.67 = 58 кГ^.м > 32.45 кГ^.м

двигатель проходит по пусковому моменту.

1. Выбор данных двигателя по каталогу.

Выписываем все каталожные данные двигателя МТ 51- 8

1. Построение естественной механической характеристики двигателя.

Механической характеристикой двигателя называется, зависимость частоты вращения n от момента М нагрузки на валу.

Различают естественные и искусственные характеристики электродвигателей.

Естественной механической характеристикой называется – зависимость оборотов двигателя от момента на валу при номинальных условиях работы двигателя в отношении его параметров (номинальные напряжения, частота, сопротивление и тому подобное). Изменение одного или нескольких параметров вызывает соответствующее изменение механической характеристики двигателя. Такая механическая характеристика называется искусственной.

Для построения уравнения механической характеристики асинхронного двигателя воспользуемся формулой Клоса:

где М_k – критический момент двигателя;

S_k – критическое скольжение двигателя;