Розрахунок кранової установки

— при  опусканні номінального вантажу

— при  підйомі порожнього вантажозахоплюючого механізму

— при  опусканні порожнього вантажозахоплюючого  механізму

 

 

3.2. Перевірка обраного двигуна згідно умов пуску

3.2.1. Приведений  маховий момент (кг∙м²) для завантажених і порожніх умов роботи

— при  підйомі номінального вантажу

— при  підйомі порожнього вантажозахоплюючого механізму

де  — приведений маховий момент для механізму підйому номінального вантажу і порожньго вантажозахоплюючого механізму відповідно, кг∙м²;

G₀ — маса вантажозахоплюючого пристрою, G0 = 0,2 т;

G — вантажність крану, G = 6 т .

V_п — швидкість руху механізму підйому, V_п = 19 м/хв;

n_дв — частота обертання двигуна, n_дв = 955 об/хв (п. 3.1.5);

GD2 —  маховий момент двигуна, GD2 = 1,25 кг×м2 (п. 3.1.5);

h_ном — ККД механізму підйому при номінальному навантаженні, h_ном = 0,81 (п. 1.1);

a — коефіцієнт, враховуючий вплив махових мас редуктора і муфт, приймаємо a = 1,25.

3.2.2. Час  пуску (с) при підйомі номінального навантаження

де V_п — швидкість руху механізму підйому, V_п = 19 м/хв;

а — прискорення, а = 0,2 м/с² (п. 1.3).

3.2.3. Надлишковий  момент (Н×м) при пуску на підйом з навантаженням

де  — приведений маховий момент для механізму підйому номінального вантажу,  = 1,95 кг∙м² (п. 3.2.1);

n_ном.п — частота обертання двигуна механізму підйому, n_дв = 955 об/хв (п. 3.1.5);

t_пуск — час пуску при підйомі номінального навантаження, t_пуск = 1,58 с (п. 3.2.2).

3.2.4. Пусковий  момент (Н×м), що повинен розвинути двигун

де М_п.н.пер — перерахований статичний момент при підйомі номінального навантаження, М_п.н.пер = 232,02 Н∙м (п. 3.1.6);

М_н.п.н — надлишковий момент при пуску на підйом з навантаженням, М_н.п.н  = 30,84 Н∙м (п. 3.2.3).

 

3.2.5. Номінальний  момент двигуна:

3.2.6. Перевантажувальна  здатність двигуна:

3.2.7. Номінальне  ковзання:

3.2.8. Критичне  ковзання на природній характеристиці:

3.2.9. Пусковий  момент двигуна

3.2.10. При  умові М_п.пуск ³ М_пуск вибраний двигун задовольняє умовам пуску.

3.2.11. Критична  частота обраного двигуна

3.2.12. Розрахунок  спільної характеристики асинхронного  двигуна з фазним ротором та  робочої машини при підйомі номінального вантажу проводимо по формулі

Результати  розрахунку заносимо в таблицю 3.1.

Таблиця 3.1

n, об/хв	0	100	200	300	400	500	600	700	800	900	932
M, Н·м	64,92	87,04	111,9	139,6	169,7	200,5	227,5	238,8	206,3	73,2	0

Побудована  за розрахунковими даними спільна механічна характеристика асинхронного двигуна з фазним ротором та робочої машини при підйомі номінального вантажу представлена на рис.3.2.

Рис.3.2. Спільна механічна характеристика асинхронного двигуна з фазним ротором та робочої машини при підйомі номінального вантажу

 

 

3.3. Перевірка двигуна по умові нагріву

3.3.1. Надлишкові моменти (Н×м) при пуску для кожної операції

— при підйомі номінального вантажу

— при опусканні номінального вантажу

— при підйомі порожнього вантажозахоплюючого механізму

— при опусканні порожнього вантажозахоплюючого механізму

де М_п.н.н, М_о.н.н, М_п.п.н, М_о.п.н – надлишкові момети при підйомі і опусканні номінального вантажу та підйомі і опусканні порожнього вантажозахоплюючого механізму відповідно, Н×м;

М_{п.н.пер.}, М_{о.н.пер.}, М_{п.п.пер.}, М_о.п.пер — перераховані  статичні моменти, Н×м (п. 3.1.6);

М_пуск — пусковий момент, що може розвинути двигун, Н×м (п. 3.2.4)

3.3.2. Тривалість  розгону (пуску), с

— при підйомі номінального вантажу

— при опусканні номінального вантажу

— при підйомі порожнього вантажозахоплюючого механізму

— при опусканні порожнього вантажозахоплюючого механізму

де t_п.п.н, t_п.о.н, t_п.п.п, t_п.о.п — тривалість розгону (пуску) при чотирьох операціях відповідно, с;

М_п.н.н, М_о.н.н, М_п.п.н, М_о.п.н — надлишкові момети при підйомі і опусканні номінального вантажу та підйомі і опусканні порожнього вантажозахоплюючого механізму відповідно, Н×м (п. 3.3.1);

  — приведений маховий момент для механізму підйому номінального вантажу і порожньго вантажозахоплюючого механізму відповідно, кг∙м² (п. 2.2.1);

3.3.3. Час  гальмування для всіх механізмів однаковий і дорівнює

де V_п — швидкість руху механізму підйому, V_n = 19 м/хв;

а — прискорення, а = 0,2 м/с² (п. 1.3).

3.3.4. Час роботи  з усталеною швидкістю визначається  для чотирьох операцій згідно  виразів:

— при підйомі номінального вантажу

— при опусканні номінального вантажу

— при підйомі порожнього вантажозахоплюючого механізму

— при опусканні порожнього вантажозахоплюючого механізму

де  — час роботи механізма підйому при підніманні та опусканні вантажу та порожнього вантажозахоплюючого пристрою, (п. 2.1.1);

V_п — швидкість руху механізму підйому, V_n = 19 м/хв;

t_п.п.н, t_п.о.н, t_п.п.п, t_п.о.п — тривалість розгону (пуску) при чотирьох операціях відповідно, с (п. 3.3.2).

t_г — час гальмування, с (п. 3.3.3).

3.3.5. Надлишкові  моменти (Н×м) при гальмуванні

— при підйомі номінального вантажу

— при підйомі порожнього вантажозахоплюючого механізму

де М_н.п.н.г, М_н.п.п.г — надлишкові гальмівні моменти при підйомі номінального вантажу і порожнього вантажозахоплюючого механізму, Н×м.

  — приведений маховий момент для механізму підйому номінального вантажу і порожньго вантажозахоплюючого механізму відповідно, кг∙м² (п. 3.2.1);

n_ном.п — частота обертання двигуна механізму підйому, об/хв (п. 3.1.5);

t_г — час гальмування, с (п. 3.3.3).

3.3.6. Гальмівні  моменти (Н×м)

— при  підйомі номінального вантажу

— при  опусканні номінального вантажу

— при  підйомі без навантаження

— при  опусканні без навантаження

де М_н.п.н.г, М_н.п.п.г — надлишкові гальмівні моменти при підйомі номінального вантажу і порожнього вантажозахоплюючого механізму, Н×м (п. 3.3.5).

М_{п.н.пер.}, М_{о.н.пер.}, М_{п.п.пер.}, М_о.п.пер — перераховані  статичні моменти, Н×м (п. 3.1.6);

3.3.7. Еквівалентний  момент (Н∙м)

      

де M_i — моменти при відповідних режимах роботи: пусковому,       усталеному і гальмівному, ;

t_i — тривалість дії відповідних моментів, с;

t_п.і — тривалість розгону відповідних операцій, с;

t_г.і — час гальмування, с;

t_уст.і — тривалість роботи з усталеною швидкістю, с.

3.3.7.1. Знаходимо значення окремих  членів

де М_п.н.пер, М_о.н.пер, М_п.п.пер, М_о.п.пер, М_пуск, М_г.п.н, М_г.о.н, М_г.п.п, М_г.о.п — відповідно статичні, пусковий і гальмівні моменти при відповідних операціях, Н×м;

де t_п.п.н, t_п.о.н, t_п.п.п, t_п.о.п — тривалість розгону (пуску) при чотирьох операціях відповідно, с (п. 3.3.2).

де t_г — час гальмування, с (п. 3.3.3);

де t_уст.п.н, t_уст.о.н, t_уст.п.п, t_уст.о.п — час роботи двигуна з усталеною швидкістю, с (п. 3.3.4);

3.3.8. Еквіваленнтна  потужність (кВт)

де М_екв — еквівалентний момент, Н×м (п. 3.3.7);

n_ном.п — частота обертання двигуна механізму підйому, об/хв (п. 3.1.7);

3.3.9. Приведена еквівалентна потужність (кВт) до стандартного значення ТВ

де Р_екв — еквівалентна момент, Н×м (п 2.3.7);

ТВ_п.ст — стандартна тривалість включення двигуна механізму підйому, ТВ_п.ст = 40% (таблиця 2.11 [2 стр. 52]);

ТВ_п — розрахована тривалість включення двигуна механізму підйому,  (п. 2.4).

3.3.10. При виконанні умови P_екв.ст £ Р_ном.п вибраний двигун задовольняє вимогам теплового режиму (номінальна потужність Р_ном.п (кВт) (п. 3.1.5));

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Розрахунок механізму переміщення візка, вибір двигуна механізму

Кінематична схема механізму  переміщення візка представлена на рисунку 4.1.

 

Рис 4.1. Кінематична схема переміщення  візка

1 — гальмівна муфта; 2 — редуктор; 3 — муфта; 4 — рельсове колесо.

 

4.1. Відповідно  вантажності крану G обираємо діаметр ходового колеса = 0,2 м, діаметр цапфи ходового колеса, d_к = 0,06 м [1 табл. 25, ст. 106].

4.2. Опір переміщенню візка (Н)

де G_в — маса візка, G_в = 3,0 т [1 рис. 44, ст. 105];

G — вантажність крану, G = 6,0 т;

К_р — коефіцієнт, що враховує опори тертя К_р = 2,5 [1 табл. 28, стр. 107];

f — коефіцієнт тертя підшипників кочення, f = 0,015 [1 табл. 26, стр. 106];

g — прискорення вільного падіння, g = 9,8 м/с²;

m - коефіцієнт тертя ходових колес при їх русі по рельсам, μ = 0,0003 м [1 табл. 27, стр. 107] ;

d_к — діаметр цапфи ходового колеса, d_к = 0,06 м;

— діаметр ходового колеса = 0,2 м.

4.3. Статична потужність двигуна (кВт)

де F_пер — опір переміщенню візка, F_пер = 1654 Н (п. 4.2)

V_в — швидкість руху механізму переміщення візка, V_в = 25 м/хв;

h_ном — ККД механізму, h_ном = 0,8 [1 пр. ХХХІІІ,  стр. 488].

4.4. Перерахунок  статичної потужності на стандартну  ТВ_в.ст згідно виразу

де ТВ_в — розрахована тривалість включення механізму переміщення візка, ТВ_в = 42,4% (п. 2.5);

ТВ_в.ст — стандартна тривалість включення двигуна механізму переміщення візка, ТВ_в.ст = 40 % (п. 4.5).

4.5 Згідно потужності  (кВт), вибираємо двигун МТF 011-6 з фазним ротором (таблиця 2.11 [2 ст. 52]) з такими параметрами:

• номінальна потужність Р_ном.в. = 1,4 кВт;
• частота обертання n_ном.в = 880 об/хв;
• коефіцієнт потужності cosj_в = 0,65;
• максимальний момент М_мах.в = 39 Н×м;
• маховий момент = 0,085 кг×м²;
• номінальний ККД h_в = 0,615;
• тривалість включення ТВ_в.ст = 40 %.