Мостовой кран 80тонн

крана, тележки и крюка. Так, работой  механизма подъема состоит из процессов

подъема и опускания груза и  процессов передвижения пустого  крюка. Для

увеличения производительности крана  используют совмещение операций: Время

пауз, в течение которого двигатель  не включен и механизм не работает,

используется для навешивания  груза на крюк и освобождение крюка, для

подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения

может быть разделен на периоды неустановившегося  движения (разгон,

замедление) и период движения с  установившейся скоростью.

    Мостовой кран установлен  в литейном цеху металлургического

производства, где наблюдается  выделение пыли, поэтому электродвигатель и

все электрооборудование мостового  крана требует защиты общепромышленного

исполнения не ниже IP 53 - защита электрооборудования  от попадания пыли, а

также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с

токоведущими и вращающимися частями, а также защита электрооборудования  от

капель воды падающих под углом 600 к вертикали.

    Краны литейных цехов  работают в непрерывно при  интенсивном

использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и

излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина

управления краном выполняется  теплоизолированной, в ней также  оборудуется

установка для кондиционирования  воздуха. Учёт режима работы крана при

проектировании и выборе электрооборудования  определяет энергетические

показатели и надёжность при  эксплуатации крановой установки. Правилами

Госгортехнадзора предусматривается  четыре режима работы механизмов: лёгкий

- Л, средний - С, тяжёлый - Т,  весьма тяжёлый - ВТ.

    По таблице 1.1 Л2 определяем  режим работы крана:  Проектируемый

мостовой кран работает в среднем  режиме с ПВ40.

 

 

 

                      3 Исходные данные проектирования.

 

       Исходными данными  проектирования являются физичес  - кие и

геометрические параметры механизма  подъема мосто -вого крана, а также

размеры помещения цеха, в котором  рас -положен кран. Исходные данные

представлены в таблице 3.1.

 

 

       Таблица 3.1 - Исходные  данные проектирования.

 

|Наименование параметра                                 |Значение        |

|                                                       |параметра       |

|1                                                      |2               |

|Грузоподъемность главного крюка                        |80 т            |

|Скорость подъема главного крюка                        |4,6 м/мин       |

|Скорость передвижения крана                            |75 м/мин        |

|Скорость передвижения тележки                          |30 м/мин        |

|Высота подъема главного крюка                          |6 м             |

|Вес главного крюка                                     |0,8т            |

|Диаметр барабана лебедки главного  крюка                |700 мм          |

|Вес тележки                                            |33 т            |

|Длина перемещения моста                                |60 м            |

|Длина перемещения тележки                              |22 м            |

|КПД главного подъема под  нагрузкой                     |0,84            |

|КПД главного подъема при  холостом ходе                 |0,42            |

|КПД моста                                              |0,82            |

|КПД тележки                                            |0,79            |

|Длина помещения цеха                                   |62 м            |

|Ширина помещения цеха                                  |15,5 м          |

|Высота помещения цеха                                  |10 м            |

|Режим работы крана средний                             |С               |

|Продолжительность включения крана  %                    |40%             |

 

 

 

  4 Расчет статических нагрузок  двигателя механизма подъема  мостового крана

 

       Целью расчета  является определение статических  нагрузок,  приведенных

к валу электродвигателя,  для  выбора  мощности  электродвигателя  механизма

подъема мостового крана.

       Исходными данными  являются технические характеристики  мостового крана

пункта 3.

 

       4.1 Статическая  мощность на валу электродвигателя  подъемной  лебедки

при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

                    Рст.гр.под = [pic]       (4.1) [pic]

 

       где G=m?g=80?103? 9,8=784000H-вес  поднимаемого груза;

            m-номинальная грузоподъемность, кг;

            g-ускорение свободного падения,  м/с2;

            G0=m0?g=0,8?103?9,8=7840Н-веспустого      захватываю-       щего

приспособления;

                m0 - масса пустого захватывающего  приспособле -ния, кг;

            vн = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость  подъема груза;

            (нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.

 

 

 

        Р ст.гр.под  .= [pic] = 65,98 кВт.

            4.2  Мощность  на  валу  электродвигателя  при  подъеме  пустого

захватывающего приспособления, кВт:

 

                      Р ст.п.гр.= [pic]    (4.2) [pic]

 

       где (хх=0,42 - КПД  механизма при холостом ходе.

 

                      Рст.п.гр.= [pic] =1,3 кВт.

       4.3 Мощность на  валу электродвигателя обусловленная  весом груза, кВт:

                     Ргр.=(G+G0)*vс*10-3              (4.3) [pic]

 

       где vс=vн=0,07 м/с - скорость спуска.

 

                      Ргр=(784000+7840)*0,07*10-3=55,42 кВт.

 

       4.4 Мощность на  валу электродвигателя, обусловленная  силой трения,

кВт:

          Ртр.=([pic]) * (1 - ?нагр.) * vc * 10-3      (4.4) [pic]

 

       Ртр .= ([pic]) * (1-0,84) * 0,07 * 10-3  = 8,88 кВт.

       Так как выполняется  условие Ргр ( Ртр, следовательно,

электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

 

       4.5 Мощность на  валу электродвигателя при тормозном  спуске,

определяется следующим способом, кВт:

 

               Рт.сп.=(G+G0)*Vс*(2-[pic])*10-3     (4.5) [pic]

 

       Рст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2-[pic])*10-3=44,8 кВт.

 

       4.6 Мощность на  валу электродвигателя во время  спуска порожнего

захватывающего приспособления, кВт:

 

                           Рс.ст.о.=G0?Vс? ([pic]-2) ?10-3       (4.6)

[pic]

 

       Рс.ст.о.=7840?0,07([pic]-2) ?10-3=0,2 кВт.

 

       4.7 После определения   статических  нагрузок  рассчитаем  нагрузочный

график механизма подъема мостового  крана  для  наиболее  характерного  цикла

работы (Таблица 4.1)

 

       4.7.1 Время подъема  груза на высоту Н:

                      tр1= [pic] =85,7 сек.

       где Н-высота  подъема груза, м.

 

       4.7.2 Время перемещения  груза на расстояние L:

                            t01=[pic] =48 сек.

       4.7.3 Время для  спуска груза:

                            tр2= [pic] =85,7 сек.

       4.7.4 Время на  зацепление груза и его отцепления:

 

                            t02= t 04=200 сек.

 

       4.7.5 Время подъема  порожнего крюка:

                            tр3= [pic] =85,7 сек.

       4.7.6 Время необходимое  для возврата крана к месту  подъема нового

груза:

                            t03= [pic] =48 сек.

       4.7.7 Время спуска  порожнего крюка:

                            tр4= [pic] =39,2 сек.

 

 

 

       Вычертим нагрузочный  график механизма подъема для  рабочего цикла:

 

 

 

       Рисунок 4.1- Нагрузочный  график механизма подъема для  рабочего цикла.

 

 

 

       Таблица 4.1- Рабочий  цикл механизма подъема.

 

 

|Участки    |Подъем  |Па - |Спуск  |Па -  |Подъем  |Па -  |Спуск  |Па -   |

|           |груза   |уза  |груза |уза   |крюка   |уза   |крюка  |уза    |

|1          |2       |3    |4     |5     |6       |7     |8      |9      |

|Рс, (кВт)  |65,98   |0    |44,8  |0     |1,3     |0     |0,2    |0      |

|t, (cек)   |85,7    |48   |85,7  |200   |85,7    |48    |85,7   |200    |

 

       4.7.8 Суммарное  время работы электродвигателя:

 

                  ( tр=tр1+ tр2+ tр3+ tр4=4*85,7 = 342,8 сек.

 

       4.7.9 Суммарное  время пауз:

 

                 ( t0=t01+t02+t03+t04=48+48+200+200=496 сек.

 

       4.8 Действительная  продолжительность включения, %:

 

                      ПВд= [pic] ? 100(          (4.8) [pic]

 

                            ПВд= [pic] ?100%=40,8%.

 

       4.9 Эквивалентная  мощность за суммарное время  работы

электродвигателя, кВт:

 

                         Рэкв= [pic]        (4.9) [pic]

 

                            Рэкв= [pic] =39,8кВт.

 

       4.10 Эквивалентную  мощность пересчитываем на стан- дартную

продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана,

кВт:

 

                      Рэн=Рэкв ? [pic]       (4.10) [pic]

 

                           Рэн=39,8? [pic] =40,2 кВт.

 

       4.11 Определяем  расчетную мощность электродвигате  ля с учетом

коэффициента запаса, кВт:

 

                    Рдв=[pic]                    (4.11) [pic]

 

       где Кз = 1,2 - коэффициент  запаса;

             (ред = 0,95 - КПД редуктора.

 

                          Рдв= [pic] =50,7 кВт.

 

       4.12 Угловая скорость  лебедки в рад/с и частота   вращения  лебедки  в

об/мин, определяется следующим способом:

 

                                                    wл=[pic]

                                   (4.12) [pic]

 

       где D - диаметр  барабана лебедки, м.

 

                             wл = [pic] = 0,2 рад/с.

 

 

             nл = [pic]                                    (4.13) [pic]

                         nл = [pic]= 2 об/мин.

 

       Полученные значение  мощности  электродвигателя  в   пункте  (4.11)  и

значение  стандартной  продолжительности  включения  ПВст  =  40%  ,   будут

являться основными критериями для выбора электродвигателя.

 

 

 

   5 Выбор типов электродвигателя  и редуктора механизма подъема  мостового

                                    крана

 

  Целью  расчета  является  выбор    приводного   электродви-   гателя   по

справочнику и проверка  его  по  перегрузочной  способности  и  по  условиям

осуществимости  пуска,  а  также  выбор  редуктора  для  механизма   подъема

мостового крана.

 

  Исходными данными являются  исходные данные  проекти-рования   пункта  3  и

результаты расчетов  пункта 4.

 

  5.1 Выберем электродвигатель  из следующих условий:

 

         Рном (  Рдв                                                   (5.1)

                                                                       [pic]

                               Рном ( 50,7 кВт

 

       Таблица 5.1 - Технические  данные асинхронного электро  -  двигателя  с

фазным ротором типа МТН512-6

 

 

|Параметры двигателя                            |Значение параметра  |

|1                                              |2                   |

|Мощность, Рн                                   |55 кВт              |

|Частота вращения, nн                           |970 об/мин          |

|Ток статора, I1                                |99 А                |

|Коэффициент мощности, Соs (                    |0,76                |

|КПД, (н                                        |89 %                |

|Ток ротора, I2                                 |86 А                |

|Напряжение ротора, U2                          |340 В               |

|Максимальный момент, Мm                        |1630 Нм             |

|Маховый момент, GD2                            |4,10 кг?м2          |

|Напряжение, U                                  |380 В               |

|Частота, f                                     |50 Гц               |

|Продолжительность включения,  ПВст              |40 %                |

 

 

      5.2 Проверяем выбранный  электродвигатель по допусти  - мой  нагрузке  и

условию осуществимости пуска.

       Выбранный электродвигатель  должен удовлетворять следующим  условиям:

 

       5.2.1 Первое условие  допустимой нагрузки:

 

   Мдоп  > Мс.max,                                                     (5.2)

                                                                       [pic]

 

      где Мс.max = 9550 ? [pic] Нм;

            Рс - статическая мощность при  подъеме груза, кВт;

           nн  - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

 

                      Мс.max = 9550 ? [pic] =649,5  Нм;

                            Мдоп = Мm = 1630 Нм;

 

                      Мдоп=1630 Нм > 649,5 Нм = Мс.max

 

       Первое условие  выполняется.

 

       5.2.2 Второе условие  допустимой нагрузки:

                        Мср.п ( 1,5 Мс.max                     (5.2.2) [pic]

 

       где Мср .п  = [pic] - средний пусковой момент, Нм;

              М1 = 0,85 ? Мm = 0,85 ? 1630 = 1385,5 Нм - максимальный  момент

двигателя при пуске, Нм;