СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ, Расчет мощности электродвигателя привода мостового крана по нагрузочному графику и выбор электродвигателя в каталоге - Электрооборудование мостового крана

Расчет мощности электродвигателя привода мостового крана по нагрузочному графику и выбор электродвигателя в каталоге

Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры механизма передвижения моста, а также размеры помещения цеха, в котором расположен кран. Исходные данные представлены в таблице:

Таблица 2.1

Наименование параметра

Значение параметра

Грузоподъемность главного крюка

10т

Скорость подъема главного крюка хн

4,6 м/мин

Скорость передвижения крана хм

75 м/мин

Скорость передвижения тележки

30 м/мин

Высота подъемного главного крюка

6 м

Масса главного крюка

0,1 т

Диаметр барабана лебедки D

700 мм

Масса тележки

4 т

Длинна перемещения моста L

60 м

Длинна перемещения тележки L

22 м

КПД моста

0,82%

Режим работы крана средний

С

Продолжительность включений ПВ%

40%

Радиус ходовых колес

550 мм

Радиус шейки оси ходовых колес

75 мм

Диаметр барабана лебедки

0,7 м

Jп передаточное число полиспаста

12

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики мостового крана таблица №1,п. 1.3.и [Л. З].

Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза, определяется следующим образом:

РСт. гр. под = (G+G0)* нН * 10-3/ зНагр

Где G=m*g=10*10-3 * 9,8=98000Н - вес поднимаемого груза;

M - номинальная грузоподъемность, кг;

G - ускорение свободного падения, м/с2;

G0=m0*g=0,1 *103 * 9,8=980 Н - вес пустого захватывающего приспособления;

MO-масса пустого захватывающего приспособления, кг;

НН = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

ЗНагр =0,84 - КПД под нагрузкой.

РСт. гр. под = (98000+3980)* 0,07 * 10-3/ 0,84= 8,25кВт

Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления:

РСт. п..гр = G0 * нН * 10-3/ зХх кВт

Где зХх = 0,42 - КПД механизма при холостом ходе

РСт. п..гр = 980 * 0,07 * 10-3/ 0,42 = 0,16кВт

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная весом груза:

РСт. п..гр = (G +G0) * нС * 10-3, кВт

Где нС= нН=0,07 м/с - скорость спуска

РСт. п..гр = (98000 +980) * 0,07 * 10-3 = 6,93кВт

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения

РТр = (G +G0) / зНагр * (1- зНагр) * нС * 10-3

РТр = (98000 +980) / 0,84 * (1- 0,84) * 0,07 * 10-3 =1,32кВт

Так как выполняется условие РГр > РТр,следовательноГ Электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется следующим способом:

РТ. сп = (G +G0) * нС (2-(1/ зНагр))* 10-3, кВт

РТ. сп = (98000 +980) * 0,07 (2-(1/ 0,84))* 10-3=5,61кВт

Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего приспособления:

РТ. ст. о. = G0 * нС ((1/ зХхх)-2)* 10-3, кВт

РТ. ст. о. = 980 * 0,07 ((1/ 0,42)-2)* 10-3= 0,03 кВт

После определения статических нагрузок рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы, используя [Л.7 с 389] по таблице 18-1 (Таблица №2)

Время подъема груза на высоту Н:

TР1=H/нН=6/0,07 =85,7 сек.

Где Н - высота подъема груза, м

Время перемещения груза на расстояние L

T01=H/нКр=6/1,25 =48 сек.

Время для спуска груза:

TР2=H/нН=6/0,07 =85,7 сек.

Время на зацепление груза и его отцепления:

T01= t04= 200 сек.

Время подъема порожнего крюка:

TР3=H/нН=6/0,07 =85,7 сек.

Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза: t03=L/нКр=60/1,25 =48 сек.

Время спуска порожнего крюка:

TР4=H/нН=6/0,07 =85,7сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Таблица 2-2 Рабочий цикл механизма подъема.

Участки

Подъем груза

Пауза

Спуск груза

Пауза

Подъем крюка

Пауза

Спуск крюка

Пауза

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ре. (кВт)

8,25

0

5,61

0

0,16

0

0,03

0

T, (сек)

85,7

8

85,7

200

85,7

8

85,7

200

Суммарное время работы электродвигателя:

?tР= tР1+ tР2+ tР3+ tР4= 4*85,7 = 342,8 сек.

Суммарное время пауз:

?t0= t01+ t02+ t03+ t04= 48+48+200+200=496 сек. Действительная продолжительность включения:

ПВД=(?tР/(tР+t0))*100%

ПВД=(342,8/(342,8+496))*100% = 40,8%

Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя:

РЭкв =v Р2С1 * tР1+ Р2С2 * tР2+ Р2С3 * tР3+ Р2С4 * tР4/ ?tР, кВт

РЭкв =v 8,252 * 85,7+ 5,612 * 85,7+ 5,612 * 85,7+ 0,032 * 85,7/ 342,8 =34,2кВт

Эквивалентную мощность пересчитываем на стандартную

Продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт: РЭн = РЭкв *v ПВДв/ ПВСт ,

РЭн = 34,2 *v 40,8/40=34,5кВт

Определяем расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса:

РДв = РЭн *КЗ/ зРед

Где КЗ =1,2 - коэффициент запаса;

ЗРед = 0,95 - КПД редуктора

РДв = 34,5*1,2/ 0,95 = 46 кВт

Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в об/мин, определяется следующим способом:

ЩЛ=2* нН/ D, рад/с,

Где D - диаметр барабаны лебедки

ЩЛ=2* 0,07/ 0,7 = 0,2 рад/с

NЛ =30*щН / р, об/мин

NЛ =30*0,2 / 3,14 = 2 об/мин

Полученное значение мощности электродвигателя равное 50,7кВт и значение стандартной продолжительности включения ПВСт = 40% , будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

Воспользуемся исходными данными и результатами расчетов.

Выберем электродвигатель из следующих условий:

РНом ?РДв РНом?50,7 кВт

Таблица 2-3

Параметры двигателя

Значение параметра

Мощность, РН

55 кВт

Частота вращения, пН

970 об/мин

Ток статора, U

99 А

Коэффициент мощности, сos ц

0,76

КПД, зН

89%

Toк рoтopa, l2

89А

Напряжение ротора, U2

340В

Максимальный момент, МТ

1630 Нм

Маховый момент, GD2

4,10 кг*м2

Напряжение, U

380 В

Частота, f

50Гц

Продолжительность включения, ПВСм

40%

Проверяем выбранный электродвигатель по допустимой нагрузке и условию осуществимости пуска.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям:

Первое условие допустимой нагрузки:

МДоп >МС. мах.,Нм, где МСмах = 9550* РСмах / nН Нм;

РС - статическая мощность при подъеме груза, кВт;

NН - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

МС. мах=9550*8,25/970 =81,22 Нм;

МДоп =MM= 1630 Нм;

МДоп=1630 Нм > 81,25 Нм = МС. мах

Первое условие выполняется.

Второе условие допустимой нагрузки:

МСрп ?1,5 МС. мах

Где МСрп = М1М2/2 - средний пусковой момент, Нм;

М1 = 0,85* MM= 0,85 * 1630 = 1385,5 Нм - максимальный момент двигателя при пуске, Нм;

М2 = (1,1 + 1,2)* МН = 1,2*81,25 = 97,46 Нм - минимальный момент двигателя, Нм;

МН = 9550 * РН / nН = 9550 * 55/970= 541,4 Нм - номинальный момент двигателя, Нм.

МСрп= 1385,5+97,46/2=741,48 Нм;

1,5* МС. мах =1,5*81,25= 121,83 Нм;

МСрп = 741,48 Нм > 121,83Нм = 1,5* МС. мах

Второе условие выполняется.

Третье условие допустимой нагрузки:

М2?1,2 МС. мах

1,2* МС. мах=1,2*81,22= 97,46 Нм.

М2 = 97,46 Нм ? 97,46 Нм=1,2* МСмах

Третье условие выполняется.

Проверяем двигатель по условию осуществимости пуска:

АБ?а, м/с2,

Где аБ - допустимое линейное ускорение при подъеме или перемещении груза, м/с2;

АБ =(0,2 + 0,3) м/с2 - для механизма подъема;

А - наибольшее линейное ускорение при подъеме груза, м/с2.

А = н/tПмин м/с2

Где tПмин - наименьшее время при пуске с состояния покоя до скорости v с наибольшей загрузкой, сек.

TПмин = GD2Прив *nН /38,2*( МСр. пуск- МСт. мах) сек,

Где GD2Прив=4* JПрив кг*м2

Где JПрив =1,3* JДв+182/ n2Н *WК. мех кгм2,

Где JДв = GD2/4 кгм2

WК. мех =m* н2Н /2 Дж

МС. мах =9550* РСт. мах/ nН

МС. мах =9550* 8,25/970 =81,22 Нм;

WК. мех =(10000+100)*0,072/2=27,7Дж

JДв =4,1/4= 1,025 кгм2

JПрив =1,3* 1,025 + 182/9702* 27,7=1,33 кгм2

GD2Прив=4*1,33= 5,32 кгм2

TП. мин =5,32 *970/38,2*(741,48-81,22)=1,15 сек

А = 0,07/1,15=0,06м/с2

АБ=0,3 м/с2 >0,06м/с2 = а

Условие осуществимости пуска выполняется.

Так как электродвигатель МТН 512 - б удовлетворяет всем условиям выбора, то для привода механизма подъема мостового крана устанавливаем электродвигатель данного типа.

Похожие статьи




СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ, Расчет мощности электродвигателя привода мостового крана по нагрузочному графику и выбор электродвигателя в каталоге - Электрооборудование мостового крана

Предыдущая | Следующая