Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Июня 2013 в 14:30, курсовая работа
Кранами називаються вантажопідйомні пристрої, які призначені для вертикального і горизонтального переміщення вантажів на великі відстані. По особливостях конструкцій, пов'язаних з призначенням і умовами роботи, крани розділяються на мостові, портальні, козлові, баштові і ін. У цехах підприємств електромашинобудування найбільшого поширення набули мостові крани, за допомогою яких проводиться підйом і опускання важких заготовок, деталей і вузлів машин, а також їх переміщення вздовж і поперек цеху. Вид мостового крана в основному визначається специфікою цеху і його технологією, проте багато вузлів устаткування крана, наприклад механізми підйому і пересування, виконуються однотипними для різних різновидів кранів.
Час усталеного руху вiзка без вантажу:
де - довжина шляху, який проходить вiзок в усталеному режимi без вантажу, м
де , - довжина шляху, який проходить вiзок без вантажу, при розгонi та гальмуваннi вiдповідно, м
Розрахункова тривалість включення двигуна може визначатися з формули
де - час роботи двигуна, який визначасться з врахуванням перехiдних режимiв
- час пауз, який визначасться з формули
де , - час пауз при зупинках вiзка, с (приймаємо рiвним , с)
За отриманими даними знаходимо частоту обертання, яка відповідає номiнальнiй швидкості механізму
Пiдставляемо значення в формулу
Номінальна потужність двигуна ( =4,2 кВт) більше розрахункової потужності ( =2,156, кВт), це означає, що вибраний двигун перегріватися не буде. За визначеною , вибираємо номінальну потужність з каталогу для асинхронного двигуна.
Перевірка вибраного двигуна з умов пуску
Вибраний двигун необхідно перевірити з умов пуску на найбільшому моменті статичного навантаження за формулою
де - пусковий момент асинхронного двигуна на обмотці номінальної частоти обертання, для асинхронного двигуна з фазним ротором ;
- коефiцiєнт заносу пускового моменту 1,85;
- коефiцiєнт несиметрiї пускових опорів в полі ротора ( =1.1, для систем з кулачковим контролером),
Рiвнiсть виконується, тобто двигун вибраний правильно.
Витрата енергії за цикл роботи електродвигуна
Одним з найголовніших вимог до проектованого електроприводу є його економічність. Тому в процесі проектування важливо визначити кількість енергії, що витрачається електроприводом за цикл роботи, середньозважений ККД за цикл і питома витрата енергії на одиницю продукції.
При розрахунку витрачається електроенергії необхідно враховувати, що потужність, що підводиться з мережі до двигуна, йде на подолання моменту навантаження, створення запасу енергії обертових мас електропривода і на покриття втрат в електродвигуні і передачі.
Загальна витрата електроенергії за цикл обчислюється як сума енергій, що витрачаються за час пуску, роботи в сталому режимі і гальмування. Число доданків цієї суми наочно видно з навантажувальної діаграми, побудованої також для одного циклу.
Прямуєте мати на веду, що такі електроприводи, як привід механізму підйому вантажу, при опусканні важких вантажів зазвичай працюю в генераторному рекуперативному режимі, повертаючись в мережу частину витраченої на підйом вантажу енергії. Цю енергію треба відняти з загальної витрати за цикл. Не роблячи великої помилки, генераторним режимом з поверненням енергії можна вважати лише сталий режим спуску вантажу. При пуску і гальмуванні двигун споживає енергію з мережі.
Втрати електроенергії в двигуні за час перехідного процесу з деяким ступенем наближення можна визначити з наступних виразів.
При пуску
При гальмуванні проти вмиканням
Дж.
При динамічному гальмуванні
Розрахунок енергії двигуна в сталому режимі можна розрахувати завдяки потужності на валу двигуна
Яка є у паспорті двигуна й приводиться в каталогах. При цьому енергію, споживану двигуном з мережі в сталому режимі, можна розрахувати
Таким чином, споживана двигуном з мережі за тривалість циклу енергія виражається формулою
2.2 Розрахунок механізму підйому вантажу
|
номінальна вантажопідйомність переміщення, кг……….…. |
10000 |
|
|
вага вантажозахватного пристрою,кг………………………. |
4200 |
|
лінійна швидкість підйому вантажу, м/хв…………………. |
15,5 |
|
діаметр барабану, м…………………………………………. |
0,4 |
|
висота підйому вантажу………………………………………. |
20 |
|
кратність поліспасту …………………………………………. |
4 |
Розрахунок потужності приводимого двигуна
Встановлене значення потужності при переміщенні номінального вантажу
де Q - сума номінальної вантажопідйомності та ваги вантажозахватного пристрою,
V - швидкість підйому номінального вантажу;
ηм - к.к.д. механізму при роботі з номінальним вантажем;
ηм - к.к.д. поліспаста;
Встановлене мінімальне значення потужності, при розгоні з найбільшою статичною потужністю
2.1.3 Встановлене значення моменту при підніманні вантажу, Нм
де nc – частота обертання двигуна, при заданій швидкості V пересування вантажу, об/хв;
де i - передаточне число механізму;
к - кратність поліспасту;
Dб - діаметр вантажного барабану,
Встановлене значення розрахункового мінімального моменту при пуску з заданим прискоренням
Встановлене значення найбільшого
гальмівного моменту при
де ωс - кутова швидкість;
η - сумарний К.К.Д.,
Вибір приводимого електродвигуна
З довідника вибираємо двигун з фазним ротором з наступним параметрами:
Двигун типу АНК200МЧ потужністю 37 кВт; ; ; А; В; ; ; ; Ом; Ом; Ом; Ом; .
Користуючись паспортними даними вибраного двигуна, будуємо механічну характеристику двигуна.
Номінальним момент двигуна
Критичний момент двигуна
Задаючись значенням ковзання, знаходимо вiдповiднi йому значения моменту та кутової швидкостi з рiвняння
Механічна характеристика двигуна приведена на рис. 2.3
Рис. 2.3 Механічна характеристика двигуна
Розрахунок пуску.
Вибираємо значення максимального й мінімального пускових моментів
Для розрахунку пускових опорів побудуємо механічні характеристики пуску, яка зображена на рисунку 2.4
Рис.2.4 Механічні характеристики пуску двигуна
З пропорціональних залежностей між ковзанням та опором ланцюга ротора слідує, що для моменту пуску будемо мати
звідки
Після шунтування першого пускового ступеня
звідки
Аналогічно, опір другого ступеня
Перевірка обраного двигуна на відповідність роботи у заданому режимі
Перевірка обраного двигуна виконується аналогічно, як і при розрахунку пересуванні візка.
Зведений момент інерції може бути визначений з формули
Динамічний момент при розгоні двигуна
Час розгону
Гальмівний момент механічного гальма кранового електроприводу в холодному стані повинен бути не нижче значення, яке визначається за формулою
де - кm =1,25 - визначається з таблицею.
Постійні втрати в електродвигуні (ΔРпост = ΔРпер)
Гальмівний момент, обумовлений постійними втратами в електродвигуні
Сумарний гальмівний момент:
Час зупинки піднімання вантажу при вимиканні двигуна
Усталена швидкість піднімання номінального вантажу
Шлях, пройдений вантажем при розгоні і гальмуванні
Час підйому вантажу в усталеному режимі
Гальмівний спуск вантажу.
Так як в межах допустимих навантажень механічну характеристику, для генераторного режиму і режиму двигуна, можна представити однією лінією, швидкість рекуперативного режиму визначається за формулою
де: ωс - синхронна кутова швидкість двигуна, рад/с;
ω2сп =60,6, рад/с швидкість в режимі двигуна.
Момент на валу електродвигуна при опусканні вантажу М2сп визначається з формули
Час розгону при опусканні вантажу з вимкненим двигуном
Гальмівний момент при вимиканні двигуна від мережі
Час зупинки опускаемого вантажу
Швидкість опускання вантажу
Шлях, пройдений вантажем, при розгоні та гальмуванні
Час опускання вантажу в усталеному режимі
Підйом холостого вантажозахватного пристрою
Момент на валу двигуна при підніманні холостого вантажозахватного пристрою
Навантаження механізму при підйомі холостого гака
Зведений до валу двигуна момент інерції, без вантажу
Час розгону при підніманні холостого вантажозахватного пристрою
Гальмівний момент при вимиканні двигуна в кінці підйому вантажозахватного пристрою
Час зупинки піднімаємого вантажозахватного пристрою