Рачет портального крана

Для механізмів підйому найбільше  застосування отримали схеми з поліспастом, за допомогою якого рух від барабана передається крюку.

На  малюнку 1.3 представлена схема механізму  візка, який зазвичай має чотири ходові колеса, два з яких, сполучені  валом, приводяться в рух через  редуктор від двигуна.

 

 

Рис. 1.2 Кінематична схема підйомного механізму

 

 

 

Рис. 1.3 Кінематична схема  візка

 

 

 

2 Розрахункова частина

 

2.1 Розрахунок  механізму пересування візка  мостового крана

 

Початкові данні для  проектування електропривода механізму  пересування візка мостового  крана

 

	номінальна вантажопідйомність переміщення, кг……….….	10000
	маса візка, кг……………………………………………………	4200
	лінійна швидкість пересування  візка, м/хв………………….	37,5
	діаметр ходового колеса, мм………………………………….	350
	діаметр цапфи ходового колеса, мм………………………….	70
	передаточне число механізму…………………………………	20
	ККД механізму…………………………………………………	0,85
	довжина шляху що проходить  візок, м………………………	16

 

Розрахунок потужності та вибір приводного електродвигуна механізму пересування візка

Швидкість лінійного  переміщення

 м /с.

Швидкість обертання колеса знаходимо за формулою

.

Тоді:

Вт.

 

Для знаходження ККД передачі приймемо:

ККД муфти  ;

ККД зубчатої передачі ;

ККД черв’ячної передачі  ;

 ККД редуктора   .

ККД передачі буде знайдено за формулою:

Визначення моментів опору горизонтального переміщення вантажу механізму з вантажем

Нм.

Визначення моментів опору горизонтального переміщення вантажу механізму без вантажу

Нм.

Середнє значення моменту

 Нм.

Для вибору двигуна приймемо коефіцієнт, що враховує необхідність подолання динамічних навантажень , тоді

 Нм;

 Вт.

Потужність двигуна

 Вт.

Вибiр виду двигуна

 

При виборi системи керування вiдповiдно  на пiдставi заданого дiапазону регулювання, значения та характеру статичного навантаження вибираеться тип кранового двигуна. На пiдставi розрахунків вибираємо двигун:

Двигун типу 4А112МЧ/2 потужністю 4,2 кВт; ; ; ; ; В; ; ; ; Ом; Ом; Ом; Ом; .

 

Користуючись паспортними даними вибраного двигуна побудуємо механiчну характеристику. Визначимо синхронну кутову швидкiсть двигуна

, 1/с .

де f - частота струму живлячо~ мережi, Гц;

р - кiлькiсть пар полюсiв  двигуна.

, 1/с.

Номiнальна кутова швидкiсть  двигуна

, 1/с.

де - номiнальна частота обертання двигуна, об/хв.

, 1/с.

Номiнальний момент електродвигуна

, Н м.

Визначимо критичний  момент двигуна за паспортними даними двигуна

 Н м.

 

Задаючись значенням  ковзання, знаходимо вiдповiднi йому значения моменту та кутової швидкостi з рiвняння

;

, 1/с .

Механічна характеристика двигуна приведена на рис. 2.1

 

Рис. 2.1 Механічна характеристика двигуна

 

Розрахунок пуску

 

Вибираємо значення максимального  й мінімального пускових моментів

 Нм;

 Нм.

Для розрахунку пускових опорів побудуємо механічні характеристики пуску, яка зображена на рисунку 2.2

Рис.2.2 Механічні характеристики пуску  двигуна

 

З пропорціональних залежностей між ковзанням та опором ланцюга ротора слідує, що для моменту пуску будемо мати

,

звідки

 Ом.

Після шунтування першого  пускового ступеня 

,

звідки

Ом.

Аналогічно, опір другого  ступеня

 Ом.

Графічний метод розрахунку перехідних процесів

Механічні перехідні  процеси мають місце в електроприводах  з асинхронним короткозамкненим двигуном можуть бути розраховані лише графічними або графоаналітичними методами. Це пояснюється не лінійністю механічних характеристик електродвигунів і випливають звідси труднощами вираження їх аналітично.

Незважаючи на те, що графічні і графоаналітичні методи являються наближеними, не дозволяють робити загальних висновків і дають лише приватні рішення, вони широко застосовуються.

Найбільш розповсюджений є метод кінцевих різниць, який полягає в тому, що весь процес розбивають на окремі ділянки і дійсні криві замінюють ступінчастими. На кожній дільниці (ступені) алгебраїчну суму вказаних моментів приймають постійною і рівною середньому значенню для даної ділянки. Окремо для кожної ділянки проводять розрахунок перехідного процесу на підставі рівняння руху привода.

В роботі розрахуємо перехідний процес методом площин. Цей метод застосовується для розрахунку перехідних процесів при опірному пуску асинхронного двигуна. Цей метод графоаналітичний, тому що відрізки часу визначаються не за допомогою креслення, а за допомогою розрахунку по формулі

.

Розрахуємо данні для  побудови перехідних процесів асинхронного двигуна й занесемо їх в табл. 1

Параметри	1	2	3	4	5	6	7
, рад/с	10	20	40	16	25	11	24
, Н м	29	26	20	28	21	26	24
,с	0,058	0,130	0,340	0,097	0,202	0,071	0,317

Загальний час пуску  на усіх ступенях буде

с.

 

 

 

Перевiрка вибраного  двигуна на вiдповiднiсть заданому режиму роботи

 

Конкретно потужнiсть  двигуна з вибраного типу електродвигунiв визначасться двома факторами: розрахунковою потужнiстю, яка вiдповiдас еквiвалентному навантаженню, вiднесеному до номiнальної тривалостi включения ПВ, i можливiстю впевненого пуску при максимальному моментi статичного навантаження.

Номiнальна потужнiсть вибраного двигуна, кВт, при номiнальнiй ПВ повинна бути рiвна або бiльше розрахункової потужностi двигуна.

,

де - визначається з формули (1.3), кВт;

 - коефiцiент динамiчних втрат;

- коефiцiент режиму роботи;

- коефiцiент регулювання, визначається;

- зведений момент iнерцiї двигуна, ;

 - коефiцiент використання двигуна ( = 1, для механiзмiв, якi мають високу виробнiсть, для асинхронних двигунiв 0,85);

n - частота обертання, яка вiдповiдас номiнальнiй швидкостi механiзму, об/хв. (середньоквадратично за цикл роботи);

 - розрахункова ТВ електродвигуна,

,

де - частота обертання двигуна при пересуваннi вiзка з вантажем, об/хв.;

 - частота обертання двигуна при пересуваннi порожнього вiзка, об/хв.;

, - час пересування. вiзка з вантажем i порожнього вiзка вiдповiдно, с.

Якщо значення в квадратних дужках буде рiвним нулю або вiд’ємним, значить двигун з прийнятою системою регулювання взагалi не придатний.

Визначення розрахункової тривалостi включения двигуна

Пересування вiзка з вантажем. Зведений момент iнерцiї визначається за формулою

,

де - момент iнерцiї двигуна;

  - швидкiсть пересування вiзка, м/с;

-кутова швидкiсть двигуна, 1/с (визначасться з механічної характеристики),

, .

Динамiчний момент при розгонi двигуна

,

де  - пусковий момент двигуна, Нм. Для двигуна з фазним ротором можна прийняти ;

- усталене значения моменту  при пересуваннi вiзка з вантажем,

, Нм.

Час розгону двигуна  при пересуваннi вiзка з вантажем

,

де  - синхронна кутова швидкiсть двигуна, 1/с

, с.

Час гальмування двигуна  при пересуваннi вiзка з вантажем

,

де

,

де

,

де

,)

де  - коефiцiент, враховуючий тертя колiс об рейки (К=2);

- коефiцiент тертя в пiдшипниках  опор вала ходового колеса( =0,02);

- коефiцiснт тертя ходового  колеса ( =0,001),

, Н;

, Нм;

, Нм;

, с.

Пересування вiзка без вантажу:

Час розгону двигуна  при пересуваннi вiзка без вантажу

,

де

,

де  - швидкiсть двигуна визначається з механiчної характеристики за відомим моментом на валу двигуна при пересуваннi вiзка без вантажу ( ) ( =102,5 1/c)

,

де  - к.к.д. двигуна при частковому навантаженi,

,

.

З графіку залежності , вiдносно кривої , знаходимо значення

, Н;

, Нм;

, ;

, Нм;

, с.

Час гальмування двигуна  без вантажу

,

де  = 64, 1/с - швидкiсть визначасться з механiчної характеристики за відомим динамiчним моментом при гальмуваннi ( )

;

, Нм;

, с.

Визначення часу усталеного руху візка:

Час усталеного руху вiзка  з вантажем

,

де  - довжина шляху, який проходить вiзок в усталеному режимi з вантажем

,

де  - довжина шляху, який проходить вiзок при розгонi, м;

- довжина шляху , який проходить  вiзок при гальмуваннi, м;

,

,

, м;

, м;

, м;

, с.