Автоматизация слада строительных материалов

 

(Н)

 

Момент статического сопротивления на тормозном валу двигателя определяется:

                                       (Н∙м)                               (3.1.10)

где h - КПД механизма от ходовых колес до тормозного вала

(h = 0,8…0,9);

       i_P – общее передаточное число  редуктора.

 

(Н·м)

 

Наибольший допустимый тормозной момент для механизма  передвижения, исходя из условия обеспечения при торможении остановки ходовых колес без скольжения по рельсам, определяется по формуле:

 

                       (кН∙м)          (3.1.11)

 

 

где G_T – суммарное давление на тормозные ходовые колеса:

 

                                                        (Н)                               (3.1.12)

 

      j - коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами: при работе в помещение j = 0,15.

(кН∙м)

 

(Н)

 

  Проверочные расчеты механизмов передвижения крана

 

После расчета и подбора  соответствующих узлов и деталей передвижения крана, таких как мотор-редуктор, тормоз, необходимо провести ряд проверочных расчетов и сравнить их с допустимыми величинами.

 

Проверка двигателя  на время разгона.

 

Первоначально этот параметр двигателя проверяется по допустимому  ускорению пуска (разгона). Этот параметр определяется по формуле без учета ветровой нагрузки:

 

(м/с²)        (3.1.13)

 

 

где n_ПР – число приводных колес;

      n – общее число колес;

      К_j - коэффициент запаса сцепления К_j = 1,2;

      К_Р – коэффициент, учитывающий трение реборд колеса о рельсы, который для подшипников качения  К_Р = 2,0…2,5;

      g – ускорение свободного падения g = 9,8 м/с².

 

(м/с²)

 

 

Рекомендуемое среднее  значение допустимого ускорения  механизма передвижения мостового крана составляет 0,5…1 м/с².

Допустимое время пуска (разгона) определяется из соотношения

                                             (с)                                       (3.1.14)

 

где - скорость передвижения крана, м/с.

(с)

 

Это время не должно превышать для крана 5…8 с.

 

 

Проверка запаса сцепления колес с рельсами.

 

Проверка запаса сцепления  производится для случая, когда кран не нагружен. Условие для нормальной работы привода:

 

                                                                                                     (3.1.15)

 

 

где К_СЦ – фактический коэффициент запаса сцепления колес с рельсами;

      [К_СЦ] – допустимое значение коэффициента запаса сцепления колес с рельсами.   [К_СЦ] = 1,2.

Фактический коэффициент  запаса сцепления ведущих колес  с рельсами  без учета ветровых нагрузок определяется по формуле:

 

                                                                     (3.1.16)

 

 

где а – фактическое  ускорение при пуске, м/с²;

       g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

      ω_С – коэффициент сопротивления передвижению.

 

 

На основании проверки было установлено, что кран имеет недопустимое сцепление колес с рельсами, поэтому для повышения сцепления предлагается заменить рельсы с выпуклой головкой на рельсы с плоской головкой, за счет чего увеличится площадь контакта ходового колеса с рельсом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет и выбор приводного механизма подъема козлового крана

 

Рисунок  3.6 - Кинематическая схема механизма подъема

 

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема козлового крана.

Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки  при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

 

                                (3.2.1)

 

где Q=m∙g=5∙10³∙ 9,8=49000H - вес поднимаемого груза;

m-номинальная грузоподъемность, кг;

g-ускорение свободного падения, м/с²;

G₀=m₀∙g=0,035∙10³∙9,8=343Н - вес пустого захватывающего приспособления;

m₀ - масса пустого захватывающего приспособления, кг;

v_н = 8м/мин = 0,13 м/с - скорость подъема груза;

h_нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.  

 

 (кВт)

Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления, кВт:

 

                                       (3.2.2)

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

(кВт)

 

Мощность  на валу электродвигателя обусловленная  весом груза, кВт:

 

                                       (3.2.3)

 

где v_с=v_н=0,13 м/с - скорость спуска. 

 

 (кВт)

 

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения, кВт:

 

                                (3.2.4)

 

 кВт.

 

Так как выполняется  условие Р_гр > Р_тр, следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется следующим способом, кВт:

 

                           (3.2.5)

 (кВт)

Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего приспособления, кВт:

                                  (3.2.6)

 (кВт)

После определения статических  нагрузок рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового  крана для наиболее характерного цикла работы (Таблица 4.)

Время подъема груза  на высоту Н:

 (сек)                                  (3.2.7)

где Н-высота подъема  груза, м.

Время перемещения груза  на расстояние L:       

 (сек)                                   (3.2.8)

Время для спуска груза:

 (сек)                                 (3.2.9)

Время на зацепление груза  и его отцепления:

t₀₂= t ₀₄=200 сек.                                      (3.2.10)

Время подъема порожнего  крюка:

 (сек)                               (3.2.11)

Время необходимое для  возврата крана к месту подъема  нового груза:

(сек)                                 (3.2.12)

Время спуска порожнего  крюка:

 (сек)                                (3.2.13)

Таблица 3.4 - Рабочий цикл механизма подъема

Участки	Подъем груза	Пауза	Спуск  груза	Пауза	Подъем крюка	Пауза	Спуск  крюка	Пауза
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Рс, (кВт)	7,63	0	5,19	0	0,1	0	0,02	0
t, (cек)	46,2	61	46,2	200	46,2	61	46,2	200

 

Рисунок 3.7 – Рабочий цикл механизма подъема

Суммарное время работы электродвигателя:

S t_р=t_р1+ t_р2+ t_р3+ t_р4=4*46,2 = 184,8 сек.                   (3.2.14)

Суммарное время пауз:

S t₀=t₀₁+t₀₂+t₀₃+t₀₄=61+61+200+200=522 сек.               (3.2.15)

 

Действительная продолжительность  включения, %:

 

                                  (3.2.16)

 

 

Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

 

Р_экв=                      (3.2.17)

 

Р_экв=

=4,6 (кВт)

 

Эквивалентную мощность пересчитываем на стандартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

                                    (3.2.18)

 

 (кВт)

 

Определяем расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт:

 

                                                               (3.2.19)

где К_з = 1,2 - коэффициент запаса;

      h_ред = 0,95 - КПД редуктора.

 

(кВт)

 

Выберем электродвигатель из следующих условий:

 

Р_ном ³  Р_дв                                                           (3.2.20)

Р_ном ³ 5,9 (кВт)

 

Технические данные асинхронного электродвигателя с фазным ротором типа МТF311-8:

Таблица 3.5 – Параметры двигателя

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	7,5 кВт
Частота вращения, nн	715 об/мин
Ток статора, I1	23 А
Коэффициент мощности, Соs j	0,68
КПД, hн	73 %
Ток ротора, I2	21 А
Напряжение ротора, U2	245 В
Максимальный момент, Мm	264,8 Нм
Маховый момент, GD2	1,1 кг∙м2
Напряжение, U	380 В
Частота, f	50 Гц
Продолжительность включения, ПВст	40 %

 

 

 

 

Расчет и  выбор редуктора

 

 Редуктор применяют  из-за разногласия скорости  вращения барабана лебедки механизма подъема и  вала электродвигателя. Редуктор выбирают по мощности, передаточному числу и скорости вращения.

Определяем передаточное число редуктора:

                                                (3.2.21)

n_Б – частота вращения барабана, об/мин, которая находится из соотношения:

(об/мин)                                    (3.2.22)

 

где U_П – скорость подъема груза, м/с;

      D_Б – диаметр барабана, мм.

  (об/мин)

 

На основании полученных параметров выбираем мотор редуктор со встроенным электрическим тормозом типа ЗМП-125, со следующими параметрами:

Таблица 3.6 - Параметры мотор – редуктора ЗМП-125

nДВИГ. = 715 об/мин	nВЫХ = 9 об/мин	i = 120
PДВ = 7,5 кВт		MMAX = 7500 Н∙м