--PAGE_BREAK--Г – сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н;
V – скорость перемещения моста, м/с;
n – частота вращения двигателя, об/мин;
- КПД механизма при полном грузе.
Находим частота вращения двигателя по формуле 8
(8)
где, iр – передаточное число редукции привода;
Dх – диаметр ходового колеса, м.
об/мин
Н·м
Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
(9)
где, Кз – коэффициент загрузки крана на холостом ходу;
GГ – вес крана с грузом, Н;
G0– вес крана без груза, Н.
Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10
(10)
где, Мс2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при
движении без груза, Н·м;
F0 – сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н;
V – скорость перемещения моста, м/с;
n – частота вращения двигателя, об/мин
— КПД механизма без груза.
Вычисляем КПД механизма без груза по формуле 11
(11)
где, Кз – коэффициент загрузки крана на холостом ходу;
- КПД механизма при полном грузе.
Н·м
Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12
(12)
где, Мэ – средний статистический момент, Н·м;
Мс1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом, Н·м;
Мс2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при движении без груза, Н·м.
Н·м
Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
(13)
где, Рэ – средняя эквивалентная мощность механизма, кВт;
Мэ – средний статистический момент, Н·м;
n – частота вращения двигателя, об/мин.
кВт
Вычисляем время цикла по формуле 14
(14)
где, tц – время цикла, с;
Z – число циклов в час
3600 – 1 час, с;
с
Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
(15)
где, tраб – время работы при движении с грузом и без него, с;
L – путь перемещения механизма, м;
V – скорость перемещения моста, м/с.
с
Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16
(16)
где, ПВр – продолжительность включения механизма во время работы, %;
tраб – время работы при движении с грузом и без него, с;
tц – время цикла, с.
Приводим ПВр к стандартному значению ПВст = 30%
Рассчитываем мощность двигателя по формуле 17
(17)
где, РПВст – мощность двигателя моста, кВт;
Рэ – средняя эквивалентная мощность механизма, кВт;
ПВр – продолжительность включения механизма во время работы, %;
ПВст – стандартная продолжительность включения, %.
2,63 кВт
По расчетной частоте вращения, учитывая род тока по величине РПВст выбираем двигатель постоянного тока Д31 данные которого приведены в таблице 1.
Проверяем выбранный двигатель.аблица 1
Определим номинальный момент по формуле 18
Мн =9,55·Рн/n (18)
Мн=9,55·8000/820=93,1 Н·м;
Двигатель проверяется по двум условиям;
1. Определим средний пусковой момент двигателя по формуле 19
Мп =1,6-1,8МН (19)
где, Мн=93,1 Н·м;
Мп =1,6·93,1=148,96 Н·м;
2. Определим маховый момент, приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом и без него
С грузом по формуле 20
СДгр²=1,15 СДдв²+365(Gг+ G0)V²/n² Н·м (20)
Iя=0,3 кг·м²
СДдв²=0,3·40=12 кг·м²
СДгр²=1,15·12+365(98000+117600) ·1,25²/820²=196,3 Н·м²
Без груза по формуле 21
СД0²=1,15 СДдв²+365(С0·V²)/n² Н·м² (21)
.Рассчитываем время пуска для каждой операции
Максимально допустимое время пуска для механизмов передвижения 10-15 сек
С грузом по формуле 22
tп1= СДгр²·n/375· (Мп-Мст1) сек (22)
tп1=196,3·820/375· (148,96-113,4)=12 сек
Без груза по формуле 23
tп2= СДгр²·n/375· (Мп-Мст2) сек (23)
tп2=113,5·820/375(148,96-67,5)=3 сек
т.к.получилось малое время пуска двигателя перемещения моста без груза
tп2=3 сек просчитаем двигатель меньшей мощности
Проверим двигатель постоянного тока Д 22
Определим номинальный момент по формуле 18
Мн =9,55 · Рн/n (18)
Мн =9,55 · 6000/1070=53,5
1. Определяем средний пусковой момент двигателя по формуле 19
Мп =1,8 · Мн (19)
Мп=1,8 · 53,5=96,3
2. Определим маховый момент, приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом по формуле 20
Iя= 0,155 кг · м²
СДдв²=0,155 · 40 =6,2 кг · м²
СДгр²=1,15 · 6,2+365(98000+117600)1,25 ² /1070²=114,52 Н·м²
3.без груза по формуле 21
СД0²=1,15 · 6,2+365(117600 · 1,25 ²)/1070 ²=65,7 Н·м²
4.Рассчитываем время пуска для каждой операции с грузом по формуле 22
tп1=(114,52 · 1070)/375(96,3-113,4)=-19,1 сек
т.к получилось отрицательное значение время пуска двигателя перемещения моста tп1=-19,1 то двигатель Д 22 не подходит
ля двигателя Д 31 при расчетах время пуска без груза уменьшим пусковой момент за счет введения в цепь реостата по формуле 22
Мп=1 Мн =1 · 93,1=93,1 Н·м (22)
5.Вычисляем время пуска без груза по формуле 23
tп2 =113,5 · 820/375(93,1-67,5)=9,6 сек
6.Рассчитаем время торможения при каждой операции с грузом по формуле 24
tт = СДгр² · n/375(Мт+ Мст ) сек (24)
Мт = Мн =93,1 Н·м
tт1 =196,3 · 820/375(93,1+113,4)=2 сек
7.Для расчета время торможения без груза ограничим тормозной момент по формуле 24
Мт =0,8 Мном =0,8 · 93,1=74,48 Н·м (25)
tт2= 113,5 · 820/375(74,48+67,5)=1,74 сек
8.Замедление находим по формуле 26
а=v/ tn≤0.6;0.8 (26)
С грузом
а1=1,25/2=0,6
без груза
1=0,6≤0,6;0,8 а2=0,7≤0,6;0,8
9. Определим время установившегося движения tус по формуле 27
сек (27)
tу=360 · 0,106-12-9,6-2-1,74/2=6,4 сек
10. Строим нагрузочную диаграмму
11.Расчитаем эквивалентный момент по формуле 28
(28)
=95,3Н · м
2. Определим эквивалентный момент пересчитанный на стандартный ПВ по формуле 29
(29)
=48,6 Н·м
Мэ≤Мном
48,6≤93,1-условия выполняется, двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке
0,8λкр·Пн≤Мст.мах
0,8·3·93,1≤113,4
223,44≤ 113,4
Условия выполняется следовательно для перемещения моста применяем двигатель постоянного тока Д 31
5.2Двигателя тележки
1. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1
(1)
Определяем вес крана GГ с грузом по формуле 2
GГ = 10 · 9,8 · 103 = 98000 Н
Определяем вес крана без груза G0 по формуле 3
G0 =m0 · g · 103 (3)
где, m0 – вес тележки, т.
G0 = 5,6 · 9,8 · 103 = 54880 Н
Находим радиус ходового колеса по формуле 4
R = (4)
где, Dх – диаметр ходовых колес тележки, м.
R = м
Находим радиус цапфы колеса по формуле 5
r = (5)
где, Dц – диаметр цапфы колес тележки, м.
r = м
Находим сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1
Н
2. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6
(6)
Н
3. Рассчитываем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7
(7)
об/мин
Н·м
4. Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
(9)
=0,35
5.Определим КПД х.х по формуле 11
(11)
6. Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10
(10)
Н·м
7. Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12
(12)
Н·м
8. Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
(13)
кВт
9. Вычисляем время цикла по формуле 14
(14)
с
0. Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
(15)
с
11. Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16
(16)
Приводим ПВр к стандартному значению ПВст = 25%
12. Рассчитываем мощность механизма по формуле 17
(17)
кВт
По полученной мощности механизма и расчетной частоте вращения, учитывая род тока, выбирается двигатель постоянного тока марки Д 12, данные которого приведены в таблице 2.
Таблица 2
Проверяем выбранный двигатель.
Двигатель проверяется по двум условиям;
1. Определим средний пусковой момент по формуле 18
Мпуск – среднее значение пускового момента двигателя, Н·м;
Мпуск = (1,6-1,8) ·Мном (18)
где, Мном – номинальный момент двигателя, Н·м определяем по формуле 19
(19)
где, Рном – номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;
nном – номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.
Н·м
Мпуск = 1,6 · 20,9 = 33,44 Н·м
2.Рассчитываем маховый момент, приведенный к валу двигателя
с грузом по формуле 20
Ія=0,05 кг·м2
СДдв²=0,05 · 40=2
СДгр²=1,15 СДдв²+365(Сг+С0) · V/n² Н·м² (20)
СДгр²=1,15 · 2+365(98000+54880) · 0,6²/1140²=17,7 Н·м²
Без груза по формуле 21
СД0²=1,15 СДдв²+365(С0· V²)/n² Н·м² (21)
СД0²=1,15·2+365(54880 · 0,6²)/1140²=7,8 Н·м²
3. Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции
С грузом по формуле 22
с
с
4. Вычисляем тормозное время
т = Мном =20,9 Н·м
tт1,tт2 – время тормозное с грузом и без него, с.
С грузом по формуле 24
с
Без груза по формуле 24
с
5. Замедление по формуле 26
а=V/tт≤0,6-0,8 (26)
с грузом
а1 =0,6/1,3=0,46
без груза
а2=0,6/0,83=0,72
а1=0,46≤0,6-0,8
а2=0,72≤0,6-0,8
6. Вычисляем установившееся время движения механизма по формуле 27
(27)
с
.Строим нагрузочную диаграмму
SHAPE \* MERGEFORMAT
8. Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 28
Н·м
9. Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 29
(29)
=7,1 Н · м
Мэ≤Мном
7,1≤20,9 –условие выполняется, двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке
0,8λкр·Пн≤Мст.мах
0,8·3·20,9≤17,8
50,16≤ 17,8
Двигатель имеет малую нагрузку, т.к двигателей меньшей мощности нет
5.3 Двигателя подъемного механизма
1. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме груза по формуле 30
(30)
где, Мс1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;
Dб – диаметр барабана подъемной лебедки, м;
GГ – вес крана с грузом, Н;
G0– вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза, Н;
- КПД подъемника при подъеме груза;
iрп – передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов.
g – ускорение свободного падения, м/с.
Находим вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза по формуле 3
G0 =m0 · g · 103 (3)
где, m0 – вес грузоподъемного устройства, т.
продолжение
--PAGE_BREAK--G0 = 1,2 · 9,8 · 103 =11760 Н
iрп = iр · iп =34,2 · 2=68,4
где, iр – передаточное число редукции привода;
iп – кратность полиспастов.
Н·м
2. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза (тормозной спуск) по формуле 31
Мс2 = Мс1·(2·-1) (31)
где, Мс2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза, Н·м;
Мс1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;
- КПД подъемника.
Мс2 = 457·(0,79·2-1) = 265 Н·м
3. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства по формуле 32
(32)
где, Мс3 — момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
G0– вес грузозахватывающего устройства без груза, Н;
Dб – диаметр барабана подъемной лебедки, м;
iрп – передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов;
— КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза.
4. Находим КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 11
(11)
5. Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
(9)
Н·м
6. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 31
Мс4 = Мс3·(2·-1) (31)
где, Мс4 — момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
Мс3 — момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме
грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
— КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза.
Мс4 = 265·(2·0,38-1) = -63,6 Н·м
7. Вычисляем эквивалентный статический момент со штрихом по формуле 33
(33)
где, Мэ’ — эквивалентный момент со штрихом, Н·м;
Мс1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;
Мс2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза, Н·м;
Мс3 — момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
Мс4 — момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Н·м.
Н·м
8. Вычисляем время цикла по формуле 14
(14)
с
9. Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
(15)
где, L – высота подъема, м.
с
10. Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы
Приводим ПВр к стандартному значению ПВст = 40%
11. Определяем эквивалентный статический момент по формуле 28
(28)
где, Мэ — эквивалентный статический момент, Н·м;
Мэ’ — эквивалентный момент со штрихом, Н·м;
ПВр – продолжительность включения механизма во время работы, %;
ПВст – стандартная продолжительность включения, %.
Н·м
12. Находим частоту вращения двигателя по формуле 8
(8)
где, iрп – передаточное число редукции привода с учетом кратности полиспастов;
Dб – диаметр барабана, м.
об/мин
13. Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
(13)
кВт
По полученной мощности механизма выбирается двигатель постоянногоокаД806
Проверяем выбранный двигатель.
Таблица 3
Производим расчет и построение нагрузочной диаграммы
Педварительно выбранный двигатель проверяется по условиям нагрева, строится нагрузочная диаграмма с учетом пусковых и тормозных режимов
1. Определим средний пусковой момент по формуле 19
Мпуск – среднее значение пускового момента двигателя, Н·м;
Мпуск = (1,6-1,8) ·Мном (19)
где, Мном – номинальный момент двигателя, Н·м.определяем по формуле 18
(18)
где, Рном – номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;
nном – номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.
Н·м
Мпуск = 1,5 · 330 = 495 Н·м
2.Рассчитываем маховый момент, приведенный к валу двигателя по формуле 20
с грузом
СДдв²=1·40=40 кг·м²
СДгр²=1,15 ·СДдв²+365(Сг+С0) ·V/n² Н·м² (20)
СДгр²=1,15·40+365(9800+11760) ·0,2²/635²=53,3 Н·м²
Без груза по формуле 21
СД0²=1,15 СДдв²+365(С0·V²)/n² Н·м² (21)
СД0²=1,15·40+365(11760·0,2²)/635²=46,42 Н·м²
3. Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции по формуле 22
С грузом
с
с
Без груза
с
с
4. Вычисляем тормозное время по формуле 24
т = Мном =330 Н·м
tт1,tт2 – время тормозное с грузом и без него, с.
С грузом
с
с
Без груза
с
5. Замедление по формуле 25
а=V/tт≤0,6-0,8 (25)
а1 =0,2/0,1=2 а2=0,2/0,15=1,33
без груза
а3=0,2/0,18=1,11 а4=0,2/0,29=0,68
6. Определим время установившегося движения tус по формуле 26 (26)
с
7. Рассчитаем эквивалентный момент по формуле 27
8. Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 28
(28)
=288,33 Н·м
Мэ≤Мном
288,33≤330 –условие выполняется, двигатель удовлетворяет условиям нагрева
9. Проверяем на перегрузку по формуле 34
Λкр=Ммах/Мн=981/330=2,9 (34)
0,8λкр·Пн≤Мст.мах
0,8·2,9·330≥457
785,6≤ 457
Условие выполняется, двигатель Д806 с мощностью 22кВт берем в качестве привода механизма подъема
РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ.
Механической характеристикой называется зависимость скорости вращения двигателя от момента.
Характеристика двигателя будет естественной при условиях:
— напряжение на статоре должно быть номинальным;
— если отсутствуют добавочные сопротивления в статоре и роторе;
— на переменном токе частота будет ровна 50 Гц;
Для того чтобы построить естественную характеристику необходимо рассчитать три точки для механизмов.
6.1 Для двигателя моста определим точку х.х М=I=0
Точка 1 имеет координаты
Т1 (0; n0)
где, n0– обороты двигателя при пуске, об/мин.
Рассчитываем Т1- на идеальном холостом ходу
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 35
n0=Uн/nн ·Uн-Iн ·Rдв об/мин
где, n0– обороты двигателя при пуске, об/мин;
Rдв =0,5 · Uн(1- nн)/ Iн=0,5 ·220(1-0,84)/44=0,4 Ом
n0=820 ·220/220-44 ·0,4=885,6 об/мин
Т1 (0; 885,6)
Точка 2 имеет координаты
Т2 (Мном; nном)
где, Мном – номинальный момент двигателя, Н·м; находим по формуле 18
nном –номинальные обороты двигателя, об/мин.
М=Мн=9,55 ·Рн/ nном =9,55 ·8000/820=93,1 Н·м
Рассчитываем Т2 – в рабочем или номинальном Т2 (93,1; 820)
Механическая характеристика двигателя моста
SHAPE \* MERGEFORMAT
М Н·м
.2 Для двигателя тележки
Точка 1 имеет координаты
Т1 (0; n0)
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 36
(36)
Rдв =0,5 · Uн(1- nн)/ Iн=0,5 ·220(1-0,85)/14,6=1,13 Ом
n0=1140 ·220/220-14,6 ·1,13=1231,2 об/мин
Т1 (0; 1231,2)
Точка 2 имеет координаты
Т2 (Мном; nном)
где, Мном – номинальный момент двигателя, Н·м; находим по формуле 18
nном – номинальные обороты двигателя, об/мин.
М=Мн=9,55 ·Рн/ nном =9,55 ·2500/1140=20,9 Н ·м
Т2 (20,9; 1140)
Механическая характеристика двигателя тележки
SHAPE \* MERGEFORMAT
.3 Для двигателя подъемного механизма
Точка 1 имеет координаты
Т1 (0; n0)
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 36
(36)
Rдв =0,5 · Uн(1- nн)/ Iн=0,5 ·220(1-0,79)/116=0,19 Ом
n0=635 ·220/220-116 ·0,19=704,85 об/мин
Т1 (0; 704,85)
Точка 2 имеет координаты
Т2 (Мном; nном)
где, Мном – номинальный момент двигателя, Н·м; находим по формуле 18
nном – номинальные обороты двигателя, об/мин.
М=Мн=9,55 ·Рн/ nном =9,55 ·22000/635=330 Н ·м
Т2 (330; 635)
Механическая характеристика двигателя подъемного механизма
SHAPE \* MERGEFORMAT
РАСЧЕТ И ВЫБОР ПУСКОВЫХ, ТОРМОЗНЫХ И РЕГУЛИРОВОЧНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ.
Пусковым сопротивлением (реостатом) называется устройство, служащее для введения и выведения сопротивления в цепи ротора в период пуска и разгона электропривода.
Введение и выведение сопротивления производится ступенчато (секциями).
Для расчета пусковых сопротивлений задаются числа ступеней Z
Z=1-2 для двигателей до 10 кВт
Z=2-3 для двигателей до 50 кВт
Аналитический метод
7.1. Расчеты ведем для моста
1. Для моста Z=2
Определяем момент на двигателе по формуле 37
М=Мст1/Мн=113,4/93,1=1,21 (37)
М=I=1,21
2. Рассчитываем максимальный статический ток по формуле 38
Iст.мах= I · Iн=1,21 ·44=53,24 А (38)
3. Рассчитываем ток при расчете пускового сопротивления по формуле 39
I2=(1,1-1,2) Iст.мах=1,2 ·53,24=63,88 А (39)
4. Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
(40)
А
5. Находим отношение I1 к I2 по формуле 41
(41)
где, — отношение I1 к I2;
I1 — расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А;
I2 — ток при расчете пускового сопротивления, А.
6. Вычисляем сопротивление на первой ступени по формуле 42
(42)
где, R1 — сопротивление на первой ступени, Ом;
U2 – номинальное напряжение между кольцами ротора, В;
I1 — расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А.
Ом
7. Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
(43)
где, R2 — сопротивление на второй ступени, Ом;
R1 — сопротивление на первой ступени, Ом;
— отношение I1 к I2.
Ом
8. Вычисляем сопротивление двигателя по формуле 44
(44)
где, Rдв — сопротивление на третьей ступени, Ом;
R2 — сопротивление на второй ступени, Ом;
— отношение I1 к I2.
Ом
9.Находим расчетный момент по формуле 45
М1=I1 /Iн ·Мн=130,3/44 ·93,1=275,7 Н ·м
М2=I2 /Iн ·Мн=63,88/44 ·93,1=135,1 Н ·м
10. Находим сопротивления секций пускового реостата по формуле 46
r1 = R1 – R2 (46)
r2 = R2 – R3
где, r1, r2, сопротивления первой, второй и третьей секции, Ом;
R1, R2, R3 – сопротивления первой, второй и третьей ступени, Ом;
Rдв – сопротивление двигателя, Ом.
r1 = 1,68– 0,82 = 0,86 Ом
r2 = 0,82– 0,4 = 0,42 Ом
11. Находим общее пусковое сопротивление реостата по формуле 47
Rп = r1 — rдв (47)
Rп = 1,68- 0,4 = 1,28 Ом
RUн/Iн=220/44=5 Ом
12. Произведем расчет пусковых сопротивлений для механизма моста графическим способом
R1=a1/a=30/90=0.33 R1=R1 ·Rn=0.33 ·5=1.65
R2=aв/aд=15/90=0.16 R2=R2 ·Rn=0.16 ·5=0.8
Rn=Un/In=220/44=5 Rдв= Rдв ·Rn=0.08 ·5=0.4
Rдв=aб/aд=8/90=0,08
Все расчеты произведены верно
7.2. Для тележки
1. Для тележки Z=2
Определяем момент на двигателе по формуле 37
М=Мст1/Мн=17,8/20,9=0,85 (37)
М=I=0,85
2. Рассчитываем максимальный статический ток по формуле 38
Iст.мах= I · Iн=0,85 ·14,6=12,41 А (38)
3. Рассчитываем ток при расчете пускового сопротивления по формуле 39
I2=(1,1-1,2) Iст.мах=1,2 ·12,41=14,89 А (39)
4. Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
(40)
А
5. Находим отношение I1 к I2 по формуле 41
(41)
где, — отношение I1 к I2;
I1 — расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А;
I2 — ток при расчете пускового сопротивления, А.
6. Вычисляем сопротивление на первой ступени по формуле 42
(42)
где, R1 — сопротивление на первой ступени, Ом;
U2 – номинальное напряжение между кольцами ротора, В;
I1 — расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А.
Ом
7. Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
(43)
где, R2 — сопротивление на второй ступени, Ом;
R1 — сопротивление на первой ступени, Ом;
— отношение I1 к I2.
Ом
8. Вычисляем сопротивление двигателя по формуле 44
(44)
где, Rдв — сопротивление на третьей ступени, Ом;
продолжение
--PAGE_BREAK-- R2 — сопротивление на второй ступени, Ом;
— отношение I1 к I2.
Ом
9. Находим расчетный момент по формуле 45
М1=I1 /Iн ·Мн=34,9/14,6 ·20,9=50 Н ·м (45)
М2=I2 /Iн ·Мн=14,89/14,6 ·20,9=21,3 Н ·м
10. Находим сопротивления секций пускового реостата по формуле 46
r1 = R1 – R2 (46)
r2 = R2 – R3
где, r1, r2, сопротивления первой, второй и третьей секции, Ом;
R1, R2, R3 – сопротивления первой, второй и третьей ступени, Ом;
Rдв – сопротивление двигателя, Ом.
r1= 6,3 — 2,7 = 3,6 Ом
2 = 2,7– 1,17 = 1,53 Ом
11. Находим общее пусковое сопротивление реостата по формуле 47
Rп = r1 — rдв (47)
Rп = 6,3- 1,17 = 5,13 Ом
Rн =Uн/Iн=220/14,6=15 Ом
12. Произведем расчет пусковых сопротивлений для механизма моста графическим способом
R1=a1/a=50/121=0.41 R1=R1 ·Rn=0.41 ·15=6,15
R2=aв/aд=21/121=0,17 R2=R2 ·Rn=0.17 ·15=2,55
Rn=Un/In=220/14,6=15 Rдв= Rдв ·Rn=0.07 ·15=1,05
Rдв=aб/aд=9/121=0,07
Все расчеты произведены верно
7.3 Для подъемного механизма
1. Для моста Z=3
Определяем момент на двигателе по формуле 37
М=Мст1/Мн=457/330=1,38 (37)
М=I=1,38
2. Рассчитываем максимальный статический ток по формуле 38
Iст.мах= I · Iн=1,38 ·116=160 А (38)
3. Рассчитываем ток при расчете пускового сопротивления по формуле 39
I2=(1,1-1,2) Iст.мах=1,2 ·160=192 А (39)
. Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
(40)
А
5. Находим отношение I1 к I2 по формуле 41
(41)
где, — отношение I1 к I2;
I1 — расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А;
I2 — ток при расчете пускового сопротивления, А.
6. Вычисляем сопротивление на первой ступени по формуле 42
(42)
где, R1 — сопротивление на первой ступени, Ом;
U2 – номинальное напряжение между кольцами ротора, В;
I1 — расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А.
Ом
. Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
(43)
где, R2 — сопротивление на второй ступени, Ом;
R1 — сопротивление на первой ступени, Ом;
— отношение I1 к I2.
Ом
8. Вычисляем сопротивление двигателя по формуле 44
(44)
где, Rдв — сопротивление на третьей ступени, Ом;
R2 — сопротивление на второй ступени, Ом;
— отношение I1 к I2.
Ом
Ом
Находим полное сопротивление по формуле 48
Rп=R1-Rдв=0,73-0,18=0,550 Ом (48)
9. Находим расчетный момент по формуле 45
М1=I1 /Iн ·Мн=299,52/116 ·330=852 Н ·м
М2=I2 /Iн ·Мн=192/116 ·330=546,2 Н ·м
10. Находим сопротивления секций пускового реостата по формуле 46
r1 = R1 – R2
r2 = R2 – R3
r3=R3 — Rдв
где, r1, r2,r3 сопротивления первой, второй и третьей секции, Ом;
R1, R2, R3 – сопротивления первой, второй и третьей ступени, Ом;
Rдв – сопротивление двигателя, Ом.
r1 = 0,73– 0,46 = 0,27 Ом
r2 = 0,46– 0,29 = 0,17 Ом
r3=0,29-0,18=0,11
Rн =Uн/Iн=220/116=1,89 Ом
11. Произведем расчет пусковых сопротивлений для механизма моста графическим способом
R1=a1/a=27/71=0.38 R1=R1 ·Rn=0.38 ·1,89=0,71
R2=aв/aд=17/21=0.23 R2=R2 ·Rn=0.23 ·1,89=0.43
R3=aв/aд=11/71=0.15 R3=R3 ·Rn=0.15 ·1,89=0.28
Rn=Un/In=220/116=1,89 Rдв= Rдв ·Rn=0.09 ·1,89=0,17
Rдв=aб/aд=7/71=0,09
се расчеты произведены верно
8. Выбор схемы управления
Принципиальная схема –это схема электрических соединений, выполненная в развернутом виде.Она является основной схемой проекта
электрооборудования мостового крана и дает общее представление об электрооборудовании данного механизма, отражает работу системы автоматического управления механизмом. По схеме осуществляется проверка правильности электрических соединений при монтаже и наладке электрооборудования.
В схему управления мостового крана входит защитная панель ППЗК, схема электропривода механизма перемещения моста, схема электропривода механизма перемещения тележки, подъема.
9. ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ.
9.1 Контроллеры
Контроллеры бывают силовые (кулачковые) и магнитные (командо — контроллеры).
Силовые контроллеры своими контактами включаются в силовые цепи двигателей.
Магнитные контроллеры своими контактами включаются в цепи управления и через эти контакты в определенных положениях получают питание катушки контакторов, которые уже своими контактами будут давать питание на двигатель.
1. Выбор контроллера для моста и тележки
При выборе контроллера нужно учитывать;
— мощность двигателя;
— ток статора;
— род тока;
— номинальное напряжение;
— расчетную продолжительность включения.
Данные двигателя моста и тележки
Переменный ток
Рн м = 8 кВт
Рн т = 2,5 кВт
По справочнику Яуре А.Г. «Крановый электропривод» выбираем силовые кулачковые контроллеры
КВ 101
раб. полож. 6/6
напряжение 220В
мощность испол двиг. 10кВт
2. Выбор контроллера для подъемного механизма
Выбираем магнитный контроллер постоянного тока типа ПС или ДПС, предназначенный для управления электроприводами механизмов подъема
Для механизма подъема с Рном =22 кВт по справочнику выбираем контроллер типа ПС
ПС 160
Ток включения 450А
Напряжение 220В
Мощ. испол двиг. 30кВт
9.2 Крановые конечные выключатели
Конечные выключатели
Крановые конечные выключатели служат для предотвращения перехода механизмами предельно допустимых положений (ограничение подъема грузозахватывающего устройства или хода моста и тележки), а также блокировка открывания люков и двери кабины.
1. Конечные выключатели выбираются с учетом скорости перемещения механизмов.
Произведем выбор конечных выключателей
Для механизмов перемещения - КУ 701 рычажной с самовозратом
Для подъема — КУ 703 с самовозратом от груза
КУ 701
Скорость механизма 0,03-2 м/с
Категория размещения У1
Степеньзащиты IP44
Масса 2,7 кг
КУ703
Скорость механизма 0,01-1 м/с
Категория размещения У1
Степеньзащиты IP44
Масса 10,3 кг
9.3 Максимальные реле типа РЭ0401 для зашиты цепей крановых
1. Расчет максимального реле по формуле 48
Iср=2,5·Iн (48)
Для моста Iср=2,5·44=110 А
Для тележки Iср=2,5·14,6=36,5 А
Для подъема Iср=2,5·116=290 А
Для группы Iмах =241,2
Iср=2,5·241,2=603 А
Для механизмов перемещения, подъема выбираем реле типа РЭ0401
РелеРЭ0401
Электромагнит
Ток катушки
ПВ=40%
Пределы регулирования тока
Выводы катушки
1.мост ТД.304.096-12
6ТД.237.004-6
60
50-160
М6
2.Тележка 2ТД.304.096-18
6ТД.237.004-9
15
12-40
М6
3.Подъем 2ТД.304.096-8
6ТД.237.004-4
150
130-400
М8
4. группа 2ТД.304.096-4
6ТД.237.004-2
375
320-1000
М12
9.4 Резисторы
Применяются для пуска, регулирования угловой скорости и торможения
Резисторы выбирают по суммарному значению пускового сопротивления с учетом значений секций
1. Производим выбор резисторов:
Rn=Un/In
Для моста Rn=220/44=5 Ом
Для тележки Rn=220/14,6=15 Ом
Для подъема Rn=220/116=1,89 Ом
1. Мост
Контроллер КВ101
Номинальное сопротивление Rn=5 Ом
Мощность двигателя Рн=8кВт
Тип блока БК12
Рублика блока 02
Количество блоков 1
2. Тележка
Контроллер КВ101 Номинальное сопротивление Rn=15 Ом
Мощность двигателя Рн=2,5 кВт
Тип блока БК12
Рублика блока 03
Количество блоков 1
3.Подъем
Контроллер ПС 160
Номинальное сопротивление Rn=1,89 Ом
Мощность двигателя Рн=22кВт
Тип блока БК6
Рублика блока 07
Количество блоков 1
9.5 Защитная панель
Крановая защитная панель осуществляет следующие виды защиты:
- Электроснабжении, осуществляется с помощью нулевых контактов и контактора.
— Защита от токов короткого замыкания и больших свыше 250% перегрузок.
— Концевая защита, обеспечивающая отклонения при достижении механизмов крана крайних положений, осуществляется с помощью конечных выключателей.
— Блокировка предотвращение включения двигателей при открытой двери кабины и открытом люке.
— Аварийное отключение.
— Отключение при снижении напряжения в сети свыше 15 %.
9.6 Предохранители
Для крановых защитных панелей с Imax= 6А выбирают плавкие предохранители по условию Iвст ≥ Imax
По Imax выбираются плавкие предохранители типа ПР-2-15, Iвст = 6А
Конструкция защитной панели представляет собой металлический шкаф с установленной в нем аппаратурой
Размещается защитная панель в кабине крана
Выбираем защитную панель типа ППЗК для трех двигателей постоянного тока
Основная аппаратура ППЗК
-вводной рубильник QW
-контактор линейный КМ
-предохранители FU
-контакт люка и двери SQ
-контакты конечных выключателей SQ
-аварийный выключательA
Выбираем защитную панель ППЗБ 160
10. ТОКОПРОВОД К ДВИГАТЕЛЯМ КРАНА, ВЫБОР ТРОЛЛЕЕВ И ПРОВЕРКА ИХ НА ДОПУСТИМУЮ ПОТЕРЮ НАПРЯЖЕНИЯ.
Токопровод к двигателям крана осуществляется от общей сети цеховой подстанции.
Так как механизмы крана вместе с двигателями и аппаратурой перемещаются, то токопровод к ним осуществляется при помощи контактных проводов троллеев или гибкими медными кабелями.
От цеховой трансформаторной подстанции, через линейный автомат, кабелем проводится питание к основной сборке, а от нее подается питание на главные троллеи, которые устанавливаются на изоляторах, вдоль подкранового пути, на безопасной высоте со стороны противоположной кабине.
Токосъем осуществляется так: по ребрам уголков троллеев, сделанных из профилированной стали, скользят чугунные башмаки, которые крепятся на изоляторах. Молнии токосъема соединены с мостом.
При помощи медных многошпалочных перемычек башмаки соединены зажимами к линейной коробке находящиеся на мосту, а от них провода и кабели идут к защитной панели.
Троллеи находятся вдоль пролета моста, а токосъемник расположен на тележке.
Выбор сечений троллеев осуществляется по длительному току и проверяется на допустимую потерю напряжения.
Для троллеев применяется профилированная сталь с профилем 5, 6, 7,5:
5× 40× 40; 6× 63× 63; 7,5× 80× 80.
10.1. Главные троллеи
1. Определяем нагрузку крана по формуле 49
Рр=Кн ·Р∑+С ·Р3 (49)
Р∑-сумма мощностей всех двигателей =Р3
Кн –коэффициент использования=0,12
С=0,3
Рр=0,12 ·32,5+0,3 ·32,5=13650Вт
2. Расчетный ток определяем по формуле 50
Ip=Pp/Un ·ηср=13650/220 ·0,82=75,6 А (50)
ηср = ηм+ ηт+ ηп/3=0,84+0,85+0,79/3=0,82
3. Размер троллеев 50 ·50 ·5 мм
Ip≤ Iдоб
75,6≤345
R0=0,27Ом/0,001=0,00027Ом
4. Проверяем на потерю напряжения по формуле 51
U=200 ·Iмах ·lR0/Un≤3-4% (51)
При этом: Iмах=К · Iн1+ Iн2=1,7 ·116+44=241,2 А
Принимаем:
К=1,7
L=24 м
U=200 ·241,2 ·240,00027/220=1,42%≤3-4%
Из произведенных расчетов троллеи выбираем 50 ·50 ·5 мм
Проводку выполняем проводом ПРТО-500
1. Мост
Ip= Iн=44 А S=10мм²
2. Тележка
Ip= Iн=14,6 А S=2,5мм²
3. Подъем
Ip= Iн=116 А S=50мм²
4. Группа
p=1,7 ·116+14,6+44=255,8 А S=150мм²
11 РАСЧЕТ И ВЫБОР ТОРМОЗОВ.
Крановый механизм должен иметь устройство для его остановки в данном положении или ограничения пути торможения при побеге после отключения приводного электродвигателя. Такими устройствами называются тормоза, обеспечивающие остановку механизма крана за счет сил трения между вращающимся шкивом или диском и неподвижной тормозной поверхностью, связанной с механизмом.
11.1 Расчет тормозов для моста
1. Определяем расчет тормозного усилия, необходимое для остановки механизма по формуле 52
Мтр.у =(Q ·Rkk ·/9810 ·)+(GDг2 · nн/3750 · Vфакт ) · + Мст max (52)
где, Мтр.у – тормозное усилие, Н·м;
G – вес механизма с грузом, Н;
R – радиус ходового колеса, м;
- передаточное число;
- номинальное КПД моста;
GDг2 – маховый момент двигателя, Н·м;
— замедление моста при остановке, м/с2;
Мст max– момент статического сопротивления на валу двигателя, Н·м;
Vфакт – фактическая скорость моста, м/с;
nн – номинальная частота вращения двигателя, об/м.
Принемаем: = 0,65 м/с2;
2. Найдем передаточное число по формуле 53
(53)
где, - передаточное число;
nн – номинальная частота вращения двигателя, об/м;
nх.к – обороты ходового колеса, об/м.
3. Найдем обороты ходового колеса по формуле 54
(54)
где, nх.к – обороты ходового колеса, об/м;
V – скорость передвижения моста, м/с;
Dх – диаметр ходовых колес моста, м.
об/м
Определяем расчет тормозного усилия, необходимое для остановки механизма по формуле 52
Мтр.у =(10000+12000 ·0.3 ·0.84/9810 ·1242.4)+(114.52 ·820/3750 ·1.25 ) · 0.65+113.4=126.4Н·м
Мт≤126,4
190≤126,4
4. Момент тормозной по формуле 55
(55)
где, ПВр – расчетная продолжительность включения, %;
ПВст – стандартная продолжительность включения, %;
Мтр — тормозной момент, Н·м.
125≤63,2
электромагнит
тормоз
тип
Параллельное возбуждение
тип
Диаметр шкива
Расчетный ход
Мах. ход
ПВ%
Тяг усил
мощн
МП201
40
780
130
ТКП200
200
2,0
4
продолжение
--PAGE_BREAK--