Автор: Пользователь скрыл имя, 28 Марта 2013 в 01:54, курсовая работа
Електричні підйомні крани - це пристрої, що служать для вертикального та горизонтального переміщення вантажів. Пересувна металічна конструкція с розташованій на ній лебідкою є основним елементом підйомного крану. Механізми пересування ферми крану і підйомна лебідка приводяться до дії електричними двигунами.
Умови роботи, призначення визначають конструктивну форму крану. Кожну групу кранів в залежності від характеру транспортуємого вантажу підрозділяють по виду вантажозахватуючого пристрою.
Перелік умовних позначень та скорочень .................................................................5
Вступ ............................................................................................................................6
Вихідні дані до завдання ....…....................................................................................7
1. Електропривід вантажнопідйомної лебідки мостового крану ...........................8
1.1. Опис промислового механізму та технологічного циклу його роботи ………...8
1.2. Побудова діаграми статичного навантаження та попередній вибір потужності та типу асинхронного двигуна з фазним ротором ......................................................11
1.3. Визначення режимів роботи двигуна ..............................................................16
1.4. Побудова уточнених механічних та швидкісних характеристик двигу-на...22
1.5. Розрахунок перехідних процесів та побудова навантажувальної діаграми двигуна ...............................................................................................................................26
1.6. Перевірка двигуна за нагрівом та перевантажувальної здібності .................31
1.7. Тепловий розрахунок та вибір опорів, побудова схем з’єднань стандартних ящиків опорів ...........................................................................................................34
1.8. Розрахунок споживаної електроенергії за цикл роботи електроприводу .....39
2. Електропривід постійного струму за системою перетворювач-двигун ..........40
2.1. Розрахунок та побудова залежностей швидкості обертання та струму якоря двигуна від часу ..............................................................................................................40
2.2. Оцінка можливості пуску електроприводу в одну ступінь .............................42
Висновки ...................................................................................................................44
Охорона праці ............................................................................................................45
Список застосованої літератури ...............................................................................47
Додаток A. Перелік зауважень нормоконтролера ..................................................48
– розгін(28-30),рушення з усталеною швидкістю(30-31) і гальмування(31-32)
привода при напуску провису. Всі подальші цикли повторюються у вказаному порядку.
В електроприводі лебідки
застосовується асинхронний
Рисунок 1.1- Кінематична
схема механізму підйому
ТА ПОПЕРЕДНІЙ ВИБІР ПОТУЖНОСТІ ТА ТИПУ
АСИНХРОНОГО ДВИГУНА З ФАЗНИМ РОТОРОМ
1.1 Попередній розрахунок потужності двигуна
При змінному механічному навантаженні, що характерно для кранових і більшості інших механізмів, потужність двигуна визначають методом послідовних наближень: спочатку потужність попередньо знаходять з діаграми статичного навантаження, потім будують повну навантажувальну діаграму з урахуванням перехідних процесів і перевіряють двигун за нагрівом і перевантажувальною спроможністю.
1.2.1 Розрахунок
тривалості роботи при підйомі-
Підйом вантажу
- тривалість розгону та гальмування
- шлях розгону та гальмування
- тривалість руху з усталеною швидкістю при підійманні вантажу
Опускання вантажу
- тривалість розгону
- шлях розгону
- тривалість гальмування від основної швидкості до посадкової
- шлях гальмування
Приймаючи шлях руху з посадковою швидкістю , час руху з усталеною основною швидкістю
Тривалість руху з посадковою швидкістю
1.2.2 Розрахунок тривалості роботи при підйомі-опусканні крюка
Підйом пустого крюка
- тривалість розгону та гальмування
- шлях розгону та гальмування
- тривалість руху з усталеною швидкістю при підійманні пускового крюка
Опускання пустого крюка
- тривалість розгону
- шлях розгону
- тривалість гальмування від основної швидкості до посадкової
- шлях гальмування
Приймаючи шлях руху з посадковою швидкістю , час руху з усталеною основною швидкістю
1.2.3 Розрахунок
тривалості роботи при напуску-
- тривалість розгону (гальмування)
- шлях розгону (гальмування)
- тривалість руху з усталеною швидкістю при напуску-виборі провису
1.2.4 Побудова діаграми статичного навантаження двигуна
Передавальне число редуктора
де - передбачувана ном. швидкість обертання двигуна nн=580 об/хв.(1, Дод. Г)
Передавальне число одного ступеня = 3...5. Тоді число ступенів
Номінальний ККД редуктора визначається числом його ступенів і ККД однієї зубчастої пари, який дорівнює 0,95...96.
ККД(номінальний) механізму
де ККД барабану,
ККД поліспасту,
ККД редуктора.
Значення ККД барабана і поліспаста дорівнюють 0,97.
ККД механізму залежить від його завантаження.
Для випадку підіймання і опускання вантажу
де - номінальний ККД механізму,
- коефіцієнт завантаження, , так як G=Gн (Gн - номінальна вага корисного вантажу, що дорівнює вантажопідйомності лебідки).
Для випадку підіймання і опускання пустого крюка
де - номінальний ККД механізму;
- коефіцієнт завантаження, , де(Gн=G)
Потужність на валу двигуна при підійманні вантажу
При опусканні вантажу енергія направлена від механізму до двигуна. Тому потужність на валу двигуна
Потужність на валу двигуна:
- при підійманні крюка
- при опусканні крюка (з основною швидкістю)
Потужність, що розвивається двигуном при виборі і напуску провису канату
де - кутова швидкість двигуна ( с-1);
- коефіцієнт, що враховує втрати в редукторі при роботі в холостому режимі, /1/
За знайденими
значеннями і тривалостями
Еквівалентна за нагрівом потужність двигуна під статичним навантаженням:
Режим роботи двигуна - повторно-короткочасний, еквівалентну тривалість його включення:
де = - загальна тривалість статичного навантаження;
- час циклу, ,
де - сумарна тривалість розгону привода,
- сумарна тривалість гальмування приводу.
По каталогу /1/ вибирається двигун номінальної потужності
де - коефіцієнт запасу, =1,35;
- номінальна тривалість включення двигуна, = 25%.
1.2.5 Вибір двигуна
Паспортні дані обраного двигуна
Асинхронний двигун МТВ 613-10
Pн=80 кВт; f=50 Гц; TBн=25 %; Uн=380 В; nн=580 об/хв.; Mmax/Mн=3,0; cosφн=0,72; Icн=190 А; Icx=120 А; Rc=0,042 Ом; Xc=0,107 Ом; Epн=320В; Ipн=155 А; Rp=0,038 Ом; Xp=0,078 Ом; J=6,25 ; Ke=1,12.
Уточнимо передавальне число, число ступенів, номінальний ККД редуктора і, якщо розбіжність між уточненими і попередніми значеннями величин перевищує 7%, необхідно також уточнити потужності і .
Передавальне число і число ступенів збігаються з вказаною точністю, це свідчить, що й номінальний ККД редуктора, а також потужності і збігаються з раніше розрахованими.
Робота підйомних лебідок крані
1.3.1 Вибір та напуск провису
В обох випадках двигун, переборюючи втрати в редукторі, навантажується реактивним моментом опору:
де - усталена кутова швидкість двигуна при виборі чи напуску провису.
На рисунку 1.4 наведені механічні характеристики механізму та двигуна при виборі (напуску) провису.
Середній динамічний момент двигуна:
де
Оскільки середній динамічний момент відповідає середній швидкості , то величина пускового моменту двигуна:
Точки з координатами , і , визначають шукану реостатну механічну характеристику 1 (для характеристики 3 ті ж самі координати беруться з протилежним знаком).
Оскільки величина за модулем менша абсолютного значення моменту , то середній момент двигуна при гальмуванні:
Початковий гальмовий момент:
Точки з координатами , і , визначають шукану реостатну характеристику 2 (для характеристики 4 ті ж координати беруться з протилежним знаком).
1.3.2 Підйом вантажу
Величина середнього пускового моменту двигуна для забезпечення заданого прискорення при підійманні вантажу:
де – момент опору на валу двигуна при підійманні вантажу:
– середній динамічний момент двигуна при розгоні:
– швидкість двигуна при
підійманні вантажу (на
– приведений до вала двигуна момент інерції з урахуванням мас поступально рухомих елементів,
Приймаю початковий пусковий момент і момент переключення:
Тривалість розгону при підійманні вантажу
Перевірка довела абсолютну правильність розрахунків.
Середній момент двигуна при гальмуванні:
При >0 повинний зберігатися руховий режим, що реалізується на ділянці а– b графіка 13 (рисунок 1.5).
1.3.3 Спуск вантажу
Статичний момент на валу двигуна:
Динамічний момент при опусканні вантажу:
Середній пусковий момент при опусканні вантажу:
Середній гальмовий момент при опусканні вантажу:
До посадкової швидкості працює в режимі противмикання (х-ка 15), для остаточної зупинки використовують динамічне гальмування (х-ка 16).
1.3.4 Підйом та опускання пустого крюка
Момент опору на валу двигуна при підійманні крюка:
Середній динамічний момент двигуна:
Пусковий момент двигуна:
Точки з координатами: ( ; ) та ( ; ) визначають характеристику 18 (рисунок 1.6)
Початковий гальмівний момент:
Точки з координатами: ( ; ) та ( ; ) визначають характеристику 19 (рисунок 1.6)
Момент опору на валу двигуна при опусканні крюка:
Середній динамічний момент двигуна:
Пусковий момент двигуна:
Початковий гальмівний момент:
Механічні характеристики двигуна при підйомі та опусканні крюка представлені на рисунку 1.6.
1.4.1 Розрахунок опорів:
Розрахуємо пускові опори.
Розрахуємо масштаб:
де
Розрахуємо опори для
Опори визначаємо за формулою:
де – відстань на прямій між пусковими характеристиками
Результати обчислень занесені до табл.1.2
Таблиця 1.2 – Опори секцій підчас пуску двигуна при підіймань вантажу
Ri, Ом |
|
|
|
|
|
|
|
|
15,5 |
11 |
8,5 |
6,2 |
4,5 |
3 |
Розрахунок проводимо