Проверка электродвигателя механизма подъёма свободностоящего поворотного крана по нагреву и на перегрузочную способность

Предварительный выбор электродвигателя механизма подъем свободностоящего поворотного крана

Статическая мощность электродвигателя механизма подъема при подъеме номинального груза, кВт

где - сила тяжести грузозахватывающего устройства,

Н;

- сила тяжести поднимаемого груза,

Н;

м/с – скорость подъема, из исходных данных;

- КПД механизма подъема, из исходных данных;

- коэффициент, учитывающий потери на блоках, установленных на подшипниках качения;

- количество блоков;

- передаточное число полиспаста.

Где - КПД механизма подъема при подъеме пустого крюка, определяется по кривым зависимости КПД крановых механизмов от нагрузки и номинального КПД механизма подъема

Статическая мощность электродвигателя механизма подъема при тормозном спуске номинального груза, кВт

Статическая мощность электродвигателя механизма подъема при силовом спуске пустого крюка, кВт

Время подъема груза

где - коэффициент, учитывающий среднюю высоту подъема;

м – высота подъема, из исходных данных.

Определяем продолжительность включения электродвигателя механизма подъема, %

где - время работы механизма

Время цикла

где час .

- число циклов в час 1/час. Из исходных данных.

Выбираем стандартное значение ПВ_ном

По значениям Р_спн, Р_спо, Р_ссн, P_ссо, t_p и t₀ рассчитывается эквивалентная мощность Р_экв, за суммарное время рабочих операций, приведенное к ПВ_ном%.

(7)

Выбор электродвигателя производится по условию Р_ном³Р_экв×К_з при принятом значении ПВ_ном%.

Р_ном³Р_экв×К_з

где К_з=1,3 – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную нагрузку электродвигателя в моменты пуска и торможения.

На основании расчетных данных выбираем электродвигатель типа MTF211-6.

Данные электродвигателя

Номинальная мощность Р_ном=7 кВт;

Частота вращения n_ном=920 об/мин;

Номинальное напряжение U_ном=380 В;

Максимальный момент M_max=196 Н×м;

Момент инерции ротора J_p=0.115 кг×м² ;

Продолжительность включения ПВ_ном%=40 %.

Проверка электродвигателя механизма подъёма свободностоящего поворотного крана по нагреву и на перегрузочную способность

Принимаем сдвоенный полиспаст (а=2) с передаточным числом i_пол=2. Максимально натяжение каната сдвоенного полиспаста при подъеме номинального груза, Н

(8)

Рассчитаем канат по условию

(9)

где К_к – запас прочности в зависимости от назначения каната и режима работы механизма; для грузовых канатов при среднем режиме К_к=6; [8]

Р_к – разрывное усилие каната в целом, Н.

Выбираем канат типа ТК6×19=114, диаметром d_к=15,5 мм, имеющий при расчетном пределе прочности при растяжении, равном 1863,9 Н/мм² разрывное усилие Р_к=114286,5 Н.

Фактический запас прочности

(10)

Максимально допустимый диаметр барабана, измеренный по дну канавки для каната

(11)

где е – коэффициент, принимаемый в зависимости от типа грузоподъемной машины и режима ее работы, е=30.

Так как увеличение диаметра барабана приводит к повышению долговечности каната, то примем диаметр барабана D_б=0,5 мм.

Скорость каната, навиваемого на барабан, м/с

(12)

Число оборотов барабана в минуту, об/мин

(13)

Передаточное число редуктора механизма подъема

(14)

Приведенный момент инерции поступательно движущихся масс к валу ротора при подъеме номинального груза, кг×м²

(15)

Номинальном радиальная скорость, рад/с

(16)

Суммарный момент инерции привода механизма подъема при подъеме номинального груза, кг×м²

(17)

где k=1,18 – коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора;

J_p=0,115 кг×м² – момент инерции ротора, из каталожных данных.

Приведенный момент инерции поступательно движущихся масс к валу ротора при подъеме пустого крюка, кг×м²

(18)

Суммарный момент инерции поступательно движущихся масс к валу ротора при подъеме пустого крюка, кг×м²

(19)

Статический момент инерции привода механизма подъема при подъеме номинального груза, Н×м

(20)

где Р_спн=8,326 кВт – статическая мощность электродвигателя механизма подъема при подъеме номинального груза;

R_б – радиус барабана,

i_ред.п=0,135 – передаточное число редуктора механизма подъема;

Статический момент на валу электродвигателя механизма подъема при подъеме пустого крюка, Н×м

(21)

где Р_спо=1,16 кВт – статическая мощность электродвигателя механизма подъема при подъеме крюка.

Статический момент на волу электродвигателя механизма подъема при тормозном спуске номинального груза, Н×м

(22)

где Р_ссн=5,829 кВт – статическая мощность электродвигателя механизма подъема при тормозном спуске номинального груза.

Статический момент на волу электродвигателя механизма подъема при силовом спуске пустого крюка, Н×м

(23)

где Р_ссо=0,928 кВт - статическая мощность электродвигателя подъема при силовом спуске пустого крюка.

Номинальный момент электродвигателя, Н×м

(24)

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, из каталожных данных.

Средний момент электродвигателя при пуске, Н×м

(25)

Кратность пускового момента

(26)

Тормозной момент на валу электродвигателя механизма подъема приведенный к тормозному валу, Н×м

(27)

где К=2 – коэффициент запаса торможения.

Время разгона электродвигателя механизма подъема от w_ном при подъеме номинального груза, с

(28)

Время торможения электродвигателя механизма подъема на w_ном до 0 при подъеме номинального груза, с

(29)

Время работы электродвигателя механизма подъема на w_ном при подъеме номинального груза, с

(30)

Путь, проходимый механизмом подъема с номинальным грузом за t₁, м

(31)

Путь, проходимый механизмом подъема с номинальным грузом за t₃, м (32)

Суммарное время работы электродвигателя механизма подъема при подъеме номинального груза, с

(33)

Время разгона двигателя механизма подъема на w_ном при тормозном спуске номинального груза, с

(34)

Время торможения электродвигателя механизма подъема от w_ном до 0 при тормозном спуске номинального груза, с

(35)

Время работы электродвигателя механизма подъема на w_ном при тормозном спуске номинального груза, с

(36)

Путь, проходимый механизмом подъема с номинальным грузом за время t₄, м

(37)

Путь, проходимый механизмом подъема с номинальным грузом за время t₆, м

(38)

Суммарное время работы электродвигателя механизма подъема при спуске номинального груза, с

(39)

Время разгона электродвигателя механизма подъема до w_ном при подъеме пустого крюка, с

(40)

Время торможения электродвигателя механизма подъема от w_ном до 0 при подъеме пустого крюка, с

(41)

Время работы электродвигателя механизма подъема на w_ном при подъеме пустого крюка, с

(42)

Путь, проходимый механизмом подъеме без груз за время t₇, м

(43)

Путь, проходимый механизмом подъеме без груз за время t₉, м

(44)

Суммарное время работы электродвигателя механизма подъема при подъеме пустого крюка, с

(45)

Время разгона электродвигателя механизма подъема от w_ном при силовом спуске пустого крюка, с

(46)

Время торможения электродвигателя механизма подъема от w_ном до 0 при силовом спуске пустого крюка, с

(47)

Время работы электродвигателя механизма подъема на w_ном при силовом спуске пустого крюка, с

(48)

Пусть, проходимый механизмом подъема без груза за время t₁₀, м

(49)

Пусть, проходимый механизмом подъема без груза за время t₁₂, м

(50)

Суммарное время работы электродвигателя механизма подъема при силовом спуске пустого крюка, с

(51)

Суммарное время работы механизма за цикл, с

(52)

Время цикла, с

(53)

где St₀ – суммарное время пауз, , из исходных данных.

Фактическая продолжительность включения, %

(54)

Исходя из полученных данных строем тахограмму (рисунок _) и нагру- зочную диаграмму (рисунок _) электродвигателя механизма подъема.

Проверку выбранного электродвигателя по нагреву производят, методом эквивалентного момента, приведенному к стандартному значению ПВ_ном, использую нагрузочную диаграмму (рисунок _), Н×м

(55)

где