Курсовой проект
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
На тему:
«Расчёт силового подъёмника
По курсу: Электропривод
Студенту __________
Содержание
Введение. 6
Определение времени цикла и продолжительности включения двигателя 7
Расчет массы противовеса и момента на барабане лебедки. 7
Предварительный выбор двигателя. 10
Предварительное определение пускового момента. 12
Управление АДФР. 13
Выбор пускорегулирующих сопротивлений. 14
Заключение. 15
Список используемой литературы… 16
Масса пустой тележки mo=1100 кг.
Наибольшаямасса груза mг=7000 кг.
Угол наклонарельсового пути к горизонту αо=35градусов
Путь подъематележки L=180 м.
Скоростьдвижения тележки при подъеме и спуске V =1,1(м/сек)
Диаметрбарабана Dб =0,95 м.
Моментинерции барабана Jб=59 кгм2
Графическаячасть на ______листах
Дата выдачизадания „____“февраля 2008 года
Датапредставления руководителю „____“мая 2008 года
Руководителькурсовой работы: ____________________
Задание на курсовую работу:
Грузоподъемнаятележка, имеющая противовес движется по наклонному рельсовому пути под угломα к горизонту с помощью троса, перекинутого через барабан лебёдки.
/>
Рис.1Кинематическая схема привода грузоподъемной тележки.
1-тележка,2-барабан лебедки, 3-противовес,
4-редуктор,5-тормоз, 6-электродвигатель.
Техническиеданные механизма:
Масса пустойтележки mo=1100 кг.
Массапротивовеса mп= кг выбирается таким образом, чтобы усилия в канате при подъемегружёной и опускании пустой тележки были бы примерно одинаковы.
Наибольшаямасса груза mг=7000 кг.
Диаметрколес тележки Dк = 0.30 м.
Диаметр цапфd = 0.70 м.
Диаметрбарабана Dб =0.95 м.
Коэффициенттрения качения f = 0.05
Коэффициент,учитывающий трения реборд колеса о рельсы К = 2.5%
Коэффициенттрения скольжения μ = 0.1
КПД барабаналебёдки ηб = 0.9
КПДзубчатого редуктора в предварительном расчете можно принять ηр = 0.92
Моментинерции барабана Jб=59 кг м2
Угол наклонарельсового пути к горизонту αо=35градусов
Скоростьдвижения тележки при подъеме и спуске V =1.1(м/сек)
Путь подъематележки L=180 м.
Времязагрузки и разгрузки соответственно tз=18 с tр=10 с
Допустимоеускорение тележки a = 0.2 м/с2
В циклработы входят следующие операции:
а) загрузкатележки;
б) реостатныйпуск, установившееся движение, торможение груженой тележки;
в) разгрузкатележки;
г) спускпорожней тележки (разгон, установившееся движение, торможение порожней тележки).
В периодзагрузки и разгрузки двигатель отключен, а тележка удерживается механическимтормозом.
Введение
Электрическийпривод представляет собой электромеханическую систему, обеспечивающую реализациюразличных технологических процессов в промышленности, сельском хозяйстве, натранспорте, коммунальном хозяйстве и в быту с использованием механическойэнергии. Назначение электрического привода состоит в обеспечении движенияисполнительных органов рабочих машин и механизмов и управлении. Для выполненияэтих функций электропривод вырабатывает механическую энергию за счетэлектрической энергии, получаемой им от источника электрической энергии. Вырабатываемаяэлектроприводом механическая энергия передается различным исполнительныморганам рабочих машин и механизмов и при необходимости регулируется всоответствии с технологическими требованиями к режимам работы исполнительногооргана.
Подъемнотранспортные машины являются важнейшим оборудованием для механизации работ вовсех отраслях хозяйства – промышленности, строительстве, на транспорте,сельскохозяйственном производстве; применяются для перемещения людей накоротких трассах в вертикальном, горизонтальном и наклонном направлении. Всоответствии с функциями выполняемыми подъемно транспортными машинами, ихклассифицируют на грузоподъемные, транспортирующие и погрузочно-разгрузочные.
Грузоподъемныемашины предназначены для перемещения отдельных штучных грузов большой массы попроизвольной пространственной трассе, включающей вертикальные, наклонные игоризонтальные участки, циклическим методом, при котором периоды работыперемежаются с периодами пауз. Они могут выполнять и монтажные операции,связанные с подъемом и точной установкой монтируемых элементов и оборудования,а также поддержанием их на весу до закрепления в проектном положении.
/>Определение временицикла и продолжительности включения двигателя
Времяускорения и торможения:
/>
гдеV –скорость движения тележки при подъёме и спуске;
а –допустимое ускорение тележки;
Длина путипри ускорении (торможении):
/>
Путь,проезжаемый тележкой при равномерном поступательном движении:
/>
Времяравномерного движения:
/>
Времяподъёма (спуска) тележки:
/>
Полное времяцикла подъёмного механизма:
/>
Продолжительностьвключения (ПВ) для двигателей определяю из формулы:
/>
Расчет массы противовеса и момента на барабанелебедки
Дляопределения массы противовеса необходимо рассмотреть два Подъём гружёнойтележки:
Условиеравномерного подъёма тележки:
/>;
Проекции сил:
Y: />
X: />
Как видно изрисунка проекции силы G можно рассчитать по выражениям:
/> />
где mГ –наибольшая масса груза;
m0 – масса пустой тележки;
g –ускорение свободного падения;
α – уголнаклона рельсового пути к горизонту.
Выражениедля силы трения, учитывающие все коэффициенты трения:
/>;
где К –коэффициент, учитывающий трение рёбер колеса о рельсы;
f –коэффициент трения качения;
m – коэффициент трения скольжения;
dЦ – диаметрцапф;
DК – диаметрколес тележки.
Усилие вканате:
/>;
Где FП –сила, действующая со стороны противовеса.
Спуск пустойтележки:
Условиеравномерного спуска тележки:
/>;
Проекции сил:
Y: />
X: />
Как видно изрисунка проекции силы G можно рассчитать по выражениям:
/> />
Силу тренияопределяю по формуле:
/>;
Усилие вканате при спуске пустой тележки:
/>;
Откуда:
/>
Массапротивовеса:
/>
Усилия вканате при подъёме и спуске соответственно:
/>;
/>;
Момент набарабане посчитан по наибольшему усилию:
/>;
Где Dб –диаметр барабана;
ηб –КПД барабана лебедки
/>Предварительный выбордвигателя
Угловаяскорость барабана:
/>;
Мощностьбарабана:
/>
Предполагаемаямощность двигателя:
/>
Предварительновыбираю двигатель АД из серии МTH511-8 основногоисполнения на 380 (В) и с частотой вращения nД=705(об/мин)
Продолжительностьвключения, на которое он рассчитан: />
Номинальнаяугловая скорость двигателя:
/>
Передаточноечисло:
/> Возьмемдля расчетов i = 32.
Техническиеданные двигателя МTН511-8, из [6], стр.341:
Номинальнаямощность на валу двигателя РH = 28 (кВт);
Номинальнаяскорость вращения nН = 705 (об/мин);
Номинальныйток якоря IНОМ = 71 (А);
Максимальныймомент Мmax = 1000 (Нм);
Моментинерции якоря Jр = 1,08 (кг·м2);
Массадвигателя m = 470 (кг);
KПД hном = 83%;
Напряжение UД = 380 (В);
Фазноенапряжение ротора Uфр=281 (В);
Коэффициентмощности cosj=0,72;
Продолжительностьвключения ПВД = 40%;
Посчитаемзначение номинального момента на быстроходном валу:
/>
Угловаяскорость:
/>
Посчитаемзначение сопротивления ротора:
/>
Выбор редуктора
Произведемвыбор редуктора по следующим характеристикам:
По мощностина быстроходном ходу РH = 28 (кВт);
Попередаточному числу i = 32;
По скоростивращения быстроходного вала nН =705 (об/мин);
По моментуна тихоходном валу Мб = /> (Нм).
В нашемслучае будем считать, что редуктор работает непрерывно в течении восьми часов всутки. Характер его нагрузки тяжёлый, и имеет сильные толчки (коэффициентпересчета мощности редуктора 1,75).
Из [5], стр.52,53выберу двух ступенчатый цилиндрический редуктор ЦД2-75М:
Мощность набыстроходном валу РР = 34,2 (кВт);
Передаточноечисло i = 31,5;
Скоростьвращения быстроходного вала редуктора
nР = 750(об/мин);
Максимальныйкрутящий момент на тихоходном валу редуктора МР = 1400 (кгм).
Предварительное определение пускового момента
Моментсопротивления, приведённый к двигателю:
/>
Моментинерции складывается из момента инерции якоря двигателя и момента инерциибарабана. Момент инерции барабана, приведенный к двигателю:
/>
Суммарныймомент:
/>
Угловоеускорение:
/>
Где ωН– номинальная угловая скорость двигателя
ω0 –угловая скорость в начальный момент времени (Равно нулю);
tУТ – времяразгона двигателя.
Пусковоймомент на валу двигателя:
/>
Полученноезначение пускового момента не превосходит максимальный момент двигателя. Окончательнопринимаем двигатель МTH511-8.
Выбор тормоза:
Выбираемтормоз типа ТКП – тормоз колодочный постоянного тока с электромагнитнымприводом.
Коэффициентзапаса, для грузоподъемных механизмов принимается КЗ = 1,9;
Необходимыйтормозной момент:
/>
/>Выбираем тормозТипа ТКП-300, с номинальным тормозным моментом МТН=700 (Н×м);
Управление АДФР
/>
Пускдвигателя осуществляется в две ступени по заданному значению времени. Дляреализации данного принципа предусмотрены реле времени постоянного тока KT1 и KT2 (типа РЭВ-301), катушкикоторых с помощью резисторов управления Rу1 и Rу2 настроены на срабатывание при определенной скорости. Пускдвигателя осуществляется нажатием кнопки SB1, что всвою очередь, приводит к срабатыванию контактора KM1 иподключению АД к сети. Двигатель начинает разбег с введёнными в цепь роторарезисторами. По мере разбега АД, растет его ЭДС и, соответственно, растетнапряжение на катушках реле времени. При скорости ω1 срабатывает релевремени KT1 и через определенное время замыкает цепьконтактора КМ2, контакты которого при срабатывании закорачивают первую ступеньпускового резистора RД1. При скорости ω2срабатывает реле времени KT2 и замыкает цепь контактораКМ3, контакты которого при срабатывании закорачивают вторую ступень пусковогорезистора RД2. Двигатель выходит на естественнуюхарактеристику и заканчивает свой разбег в точке установившегося режима.
Выбор пускорегулирующих сопротивлений
Sкр — критическое скольжение;
Мкр –критический момент.
/>;
/>;
/>.
Находимсопротивление ротора:
/>
Критическоескольжение искусственных характеристик выбираем сами
/>;
/>
/>;
/>
Заключение
В результатерасчетов, проведённых в курсовом проекте, был рассчитан электрический привод ксиловому подъёмнику, а так же схема управления электрическим приводом.
Список используемой литературы
1. М.Г. Чиликин А.С. Сандлер Общий курс электропривода: Учебник для вузов. –6-еизд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат 1981. –576 с., ил.
2. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и системуправления технологическими процессами / Под ред.В.И. Круповича, Ю.Г. барыбина,М.Л. Самовера. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат 1982. –416с., ил.
3. Таев И.С. Электрические аппараты управления: Учебник для вузов по спец.»Электрические аппараты".2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. Шк.,1984. – 247 с., ил.
4. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. пособие для студ. учрежденийсред. Проф. Образования – М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. –368с., ил.
5. Редукторы. Справочное пособие / Под ред. Г.Н. Краузе, Н.Д. Кутулин, С.А.Сыцко. –2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1972. –144 с., ил.
6. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. Т.2/Под общ. Ред. И.П. Копылова,Б.К. Клокова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. –688 с., ил. Рекомендуемая литература
1. М.Г. Чиликин “Общий курс электропривода” Энергоиздат 1981 г. 575с.
2. И.П. Крылова “Справочник по электрическим машинам” Том 2 Энергоиздат1989г.619с.
3. Г.К. Краузе “Редукторы” Справочное пособие. Машиностроение Ленинград1972г.143с.
4. А.А. Вайсон “Подъёмно-транспортные машины” Машиностроение Москва 1989г.533с.