Расчет и выбор крана для механического цеха

Принимаем

Рассчитаем омическое  сопротивление первой ступени.

Рассчитаем омическое  сопротивление второй ступени.

l - коэффициент переключения, находим по формуле.

In2 – переключения, определяем по формуле.

тогда

Рассчитаем омическое сопротивление  третей ступени.

Рассчитаем омическое сопротивление  двигателя.

Из полученных значений омического сопротивления ступеней определяем сопротивление секций ( r1, r2, r3 ).

Графический метод расчета.

Для нахождения величины омического сопротивления резистора графическим методом необходимо построить пусковые характеристики. Для построения пусковых характеристик нам необходимо знать Мn1 и Mn2, начальный и переключающий пусковой момент, возьмем значения этих моментов из предыдущего расчета Мn1=2 и Mn2=1,7 (его можно найти аналогично току In2).

Построим скоростные (механические) характеристики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По построенным характеристикам  определяем сопротивление ступеней.

Определим сопротивление секции.

 

Находим расчетный ток резистора  по формуле.

 

Е – относительная продолжительность  включения сопротивления определяется как отношение времени работы сопротивления к времени цикла работы двигателя ( tn1=tn2=4, Tц =56).

Тогда расчетный ток будет равен:

По расчетным параметрам выбираем ящик сопротивлений из справочника.

По полученным данным и технико-экономическим соображениям выпираем ящик сопротивлений типа 2ТД75400113

Iдлит.доп.=26А > Iр=18 А.

 

Iдл.д А	Rобщ. Ом	R для ступеней
		Р1-Р2	Р2-Р3	Р3-Р4	Р4-Р5	Р5-Р6	Р6-Р5	Р7-Р8
26	5,6	0,803	0,889	0,841	0,827	0,827	0,865	0,548

 

Составим схему включения элемент0в в схему.

Для этого используем сопротивления секций найденные  аналитическим методом так как  этот метод наиболее точный чем графический.

r1=0,8 Ом

 

 

 

в секцию включен один элемент.

rф=0,803 Ом

Поскольку отклонение величин не превышает 10% секция выбрана верно.

r2=0,65 Ом

 

 

 

 

 

в секцию включены пять элементов.

rф=r1,2 + r3,4,5=0.44+0.28=0.72 Ом

Поскольку отклонение величин не превышает 10% секция выбрана верно.

r3=0,55

 

 

 

в секцию включен один элемент.

rф=0.548

Поскольку отклонение величин не превышает 10% секция выбрана верно.

Общая схема соединения сопротивлений.

 

 

 

 

 

 

 

1-я 2-я 3-я секция

 

Расчет и выбор пусковых и регулировочных сопротивлений для двигателей передвижения тележки.

Двигатель МТКН 112-6

Р =5,3 кВт.

n =885 об/мин.

Iрот. =15,3 А.

Iстат. =19 А.

Cosφ =0.76

Мmax =118 H*м.

η =69%

U =203 В.

ПВ =25%

Аналитический метод  расчета.

По мощности двигателя принимаем число ступеней Z =3. для нормального пуска необходимо чтобы Мn₂ было больше Мс ≈20%, 1,2Мn>Мс. Число ступеней известно. Начальный пусковой ток Iп принимается из расчета, что двигатель разгоняется по линейной части механической характеристики. Если двигатель работает на линейной части характеристики ( М≤ 0,75Мmax), то момент пропорционален току (Мn₁≡In₁) и можно использовать скоростные характеристики вместо механических.

Принимаем

Рассчитаем омическое  сопротивление первой ступени.

Рассчитаем омическое  сопротивление второй ступени.

l - коэффициент переключения, находим по формуле.

In2 – переключения, определяем по формуле.

тогда

Рассчитаем омическое сопротивление  третей ступени.

Рассчитаем омическое сопротивление  двигателя.

Из полученных значений омического сопротивления ступеней определяем сопротивление секций ( r1, r2, r3 ).

Графический метод расчета.

Для нахождения величины омического сопротивления резистора графическим  методом необходимо построить пусковые характеристики. Для построения пусковых характеристик нам необходимо знать Мn1 и Mn2, начальный и переключающий пусковой момент, возьмем значения этих моментов из предыдущего расчета Мn1=2 и Mn2=1,2 (его можно найти аналогично току In2).

Построим скоростные (механические) характеристики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По построенным характеристикам  определяем сопротивление ступеней.

Определим сопротивление  секции.

 

Находим расчетный ток резистора  по формуле.

 

Е – относительная продолжительность  включения сопротивления определяется как отношение времени работы сопротивления к времени цикла  работы двигателя ( tn1=tn2=2.8, Tц =33).

Тогда расчетный ток будет равен:

По расчетным параметрам выбираем ящик сопротивлений из справочника.

По полученным данным и технико-экономическим  соображениям выпираем ящик сопротивлений  типа 2ТД75400113

Iдлит.доп.=26А > Iр=10 А.

 

Iдл.д А	Rобщ. Ом	R для ступеней
		Р1-Р2	Р2-Р3	Р3-Р4	Р4-Р5	Р5-Р6	Р6-Р5	Р7-Р8
26	5,6	0,803	0,889	0,841	0,827	0,827	0,865	0,548

 

Составим схему включения  элемент0в в схему.

Для этого используем сопротивления секций найденные аналитическим методом так как этот метод наиболее точный чем графический.

r1=2.5 Ом

 

 

 

в секцию включены три элемента.

rф=0,827*2+0,889=2,54 Ом

Поскольку отклонение величин не превышает 10% секция выбрана верно.

r2=1,5 Ом

 

 

 

в секцию включены два элемента.

rф=0,803+0,841=1,6 Ом

Поскольку отклонение величин не превышает 10% секция выбрана верно.

r3=0.9 Ом

 

 

 

в секцию включен один элемент.

rф=0.865 Ом

Поскольку отклонение величин не превышает 10% секция выбрана верно.

Общая схема соединения сопротивлений.

 

 

 

1-я 2-я 3-я секция

3. Расчет и выбор пускорегулирующей аппаратуры (контакторы, пускатели).

 

Для перемещения  груза.

Для защиты двигателей от токов короткого замыкания.

Определяем пусковой ток двигателя.

где, К- кратность пускового тока 3,2

Iст.- ток двигателя

Принимаем реле типа РЭО401 с пределами  регулирования тока срабатывания от 82А до 400А.

Для защиты двигателей от перегрузок выбираем температурно-токовое реле ТРП которое должно срабатывать в течение 9-20 мин.

Определим ток срабатывания реле.

По току срабатывания Iср принимаем реле типа ТРП-100

 

Для перемещения моста.

Для защиты двигателей от токов короткого замыкания.

Определяем пусковой ток двигателя.

где, К- кратность пускового тока 3,2

Iст.- ток двигателя

Принимаем реле типа РЭО401 с пределами  регулирования тока срабатывания от 16А до 152А.

Для защиты двигателей от перегрузок выбираем температурно-токовое реле ТРП которое должно срабатывать  в течение 9-20 мин.

Определим ток срабатывания реле.

По току срабатывания Iср принимаем реле типа ТРП-40

 

Для перемещения тележки.

Для защиты двигателей от токов короткого замыкания.

Определяем пусковой ток двигателя.

где, К- кратность пускового тока 3,2

Iст.- ток двигателя

Принимаем реле типа РЭО401 с пределами  регулирования тока срабатывания от 16А до 152А.

Для защиты двигателей от перегрузок выбираем температурно-токовое реле ТРП которое должно срабатывать  в течение 9-20 мин.

Определим ток срабатывания реле.

По току срабатывания Iср принимаем реле типа ТРП-40

 

Выбор тормозов к приводам крана.

Выбираем тормоз для механизма подъема.

Расчет ведется по тормозному моменту, обеспечивающему  удержание груза на весу в статическом  состоянии с определенным запасом торможения.

Находим момент торможения.

где, Кт – коэффициент  торможения.

G – грузоподъемность крана 83385 (1кг=9,81Н).

Dб – диаметр барабана см.

n – КПД механизма.

i – передаточное число.

По полученному Мтор выбираем тип тормоза для двигателя переменного тока ТКТГ с электродвигательным толкателем

Мтор=10-1250 кН*см.

Выбираем тормоз для механизма передвижения моста.

Расчет ведется по тормозному моменту, обеспечивающему  удержание груза на весу в статическом  состоянии с определенным запасом торможения.

Определим тормозной  момент Мт, обеспечивающий при торможении остановку ходовых колес моста  крана без скольжения по рельсам.

где,Dсп – сцепной вес крана 151074 (1кг=9,81Н).

Dб – диаметр барабана см.

d – диаметр цапфы вала ходового колеса см.

j – коэффициент трения в подшипниках ходовых колес.

n – КПД механизма.

i – передаточное отношение редуктора.

f – коэффициент трения качения 0,005.

По полученному Мтор выбираем тип тормоза для двигателя  переменного тока ТКТ с электродвигательным толкателем

Мтор=1.1-2.4 кН*см.

Выбираем тормоз для механизма передвижения тележки.

Расчет ведется по тормозному моменту, обеспечивающему  удержание груза на весу в статическом  состоянии с определенным запасом  торможения.

Определим тормозной момент Мт, обеспечивающий при торможении остановку ходовых колес тележки крана без скольжения по рельсам.

где,Dсп – сцепной вес крана 29430 (1кг=9,81Н).

Dб – диаметр барабана см.

d – диаметр цапфы вала ходового колеса см.

j – коэффициент трения в подшипниках ходовых колес.

n – КПД механизма.

i – передаточное отношение редуктора.

f – коэффициент трения качения 0,005.

По полученному Мтор выбираем тип тормоза для двигателя  переменного тока КМТ с электродвигательным  толкателем

Мтор=4,5-400 кН*см.

 

4. Расчет и выбор кабелей проводов троллей.

 

Краны питают от общей сети переменного  тока или от преобразовательных установок  постоянного тока. Так как механизмы  кранов вместе с электродвигателями и аппаратурой перемещаются относительно пункта питания, для подвода тока к ним применяют специальные голые провода – троллеи и скользящие по ним токосъемники.

Сечение выбирают по допустимой величине тока с проверкой провода на потерю напряжения. Провод выбирают по всей длине  перемещения механизма. Троллейная сеть характеризуется повторно – кратковременным режимом работы, поэтому выбирать троллей на допустимый нагрев нужно по эквивалентной силе тока (расчетная сила длительного тока) – I_Р, допустимую по нагреву.

где Р₃ – сумма номинальных мощностей трех наиболее мощных двигателей, кВт.

Р_Н – сумма номинальных мощностей всех двигателей, кВт

По силе тока I_p выбирают сечение троллей при условии I_p £ I_д, где I_д – сила допустимого по нагреванию тока.

Выбираем троллей.

Размеры - 50´50´5

Сечение – 480мм²

I=315A

Выбранное сечение проверяется, но потерю напряжения по наибольшей силе тока I_{max.пуск.}, которое возникает при пуске в ход наибольшего по мощности двигателя и потреблении остальными двигателями нормального расчетного тока.

где К – кратность пускового  тока, наибольшего по мощности двигателя.

I_max.ном.- номинальный ток наиболее мощного двигателя.

Потеря напряжения на 1 метр длины  троллеев зависит от силы тока I_{мах. пуск.} для различных профилей стали и определяется по кривым.

 

Определим фактическую потерю напряжения в троллеях в ( В и %)

  

Допустимая потеря напряжения не должна превышать 3-4%.

Таким образом, предварительно принятый по току уголок 50X50X5

Проходит по падению напряжения при питании троллеев в средней  точке.

 

Выбор питающего  кабеля троллей.

Принимаем кабель АВВГ – 1. Сечение  жилы выбираем по длительно допустимой нагрузке, при условии