Подъемно-транспортные машины

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»

РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА (РУТ (МИИТ)

Контрольная работа по дисциплине: «Электрооборудование подъемно-транспортных, строительных, дорожных средств и оборудования»

Выполнил студент IV курса:

Ситников Н.Н.

Шифр: 1810-п/НСс-1642

Москва 2022



Содержание

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Список литературы



Задача 1

Для привода подъема мостового крана используется двигатель постоянного тока параллельного возбуждения. Вал двигателя соединен с барабаном подъемной лебедки через редуктор с передаточным числом i.

Исходные данные:

Масса груза, т	mгр	20
Диаметр барабана, м		0,75
КПД лебедки и редуктора		0,8
Скорость перемещения, м/мин		10
Допустимое ускорение, м2/сек		0,5

Требуется:

1) найти мощность, развиваемую двигателем при подъеме груза требуемой массы с заданной скоростью;

2) выбрать двигатель по каталогу;

3) определить необходимое передаточное отношение редуктора i;

4) рассчитать требуемый момент двигателя при подъеме и спуске груза с установившейся скоростью;

5) определить момент, развиваемый двигателем, и усилие в тросе при пусках на подъем и спуск с заданным ускорением.

Решение

1. Для определения статической мощности на валу двигателя при подъеме груза (P_п , кВт) можно воспользоваться следующим выражением:

,

где g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

m_гр - масса груза, т;

=10/60 = 0,167 м/с - скорость подъема;

- общий КПД подъемного механизма.

,

2. Выбираем двигатель МТН 611-10

3. Передаточное отношение редуктора (i) из следующего выражения:

,

где частота вращения барабана при известной линейной скорости подъема груза, об/мин:

,

где - диаметр барабана, м.

об/мин.

,

4. Статический момент подъема груза с установившейся скоростью с учетом потерь в механизме, Н·м:

,

,

Статический момент спуска груза с установившейся скоростью с учетом потерь в механизме, Н·м:

.

,

Для приведения статических моментов рабочего органа к валу двигателя, необходимо воспользоваться следующим выражением:

,

где M_с.в - момент статический, приведенный к валу двигателя, Н·м;

M_с.ро =2360 Н·м - момент статический рабочего органа из справочных данных на двигатель.

,

5. Приведенный к валу двигателя максимальный динамический момент системы, обеспечивающий разгон и торможение электропривода с заданным допустимым ускорением (a_доп ), определяется выражением:

,

где J_пр= 4,325 кг·м² - приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции системы электропривода.

,

При решении задачи приведенные моменты инерции редуктора и барабана принять равными 20 % от момента инерции якоря двигателя.

Усилие в тросе при пуске на подъем и спуск с заданным ускорением:

,

где знак «+» соответствует подъему груза, а знак «-» - спуску груза.

,

,

Задача 2

Грузоподъемная лебедка имеет кинематическую схему согласно рис.1. поднимает груз _гр (кг). Максимальная скорость подъема . Ускорение и замедление при достижении максимальной скорости и снижении ее до нуля Момент инерции барабана = . Момент инерции ротора двигателя = 1,5. Момент инерции ведущей и ведомой шестерен редуктора соответственно = и = . Максимальная (номинальная) частота вращения двигателя . КПД редуктора =0,9. Высота подъема груза H.

Диаметр барабана - .

Рисунок 1. Кинематическая схема грузоподъемной лебедки: - двигатель, Ред - редуктор, ЗК1, ЗК2 - зубчатые колеса редуктора, - масса груза

Исходные данные:

H=20 м

.

Требуется:

Построить диаграмму изменения скорости и момента на валу электродвигателя за время подъема груза.

Решение

Время ускорения ( и время замедления ( груза при подъеме

= =4,67 с.

Путь, проходимый грузом за время, соответственно, - и - .

,

Время движения груза с максимальной скоростью

,

Максимальная скорость двигателя

,

Максимальная скорость барабана

.

Передаточное отношение редуктора

,

Статический момент на валу барабана

,

Статический момент, приведенный к валу двигателя

==203,98

Суммарный момент инерции механической системы, приведенной к валу двигателя

,

Момент на валу двигателя в период разгона

,

Момент на валу двигателя в период движения с установившейся максимальной скоростью

=203,98

Момент на валу двигателя в период торможения

=,

Построение диаграммы скорости и момента приведено на рис. 2.

Рисунок 2. Диаграмма скорости и момента на валу двигателя

Задача 3

Привод стола продольно-строгального станка приводится в движение двигателем постоянного тока параллельного возбуждения.

Кинематическая схема привода представлена на рис. 3.

Рисунок 3. Кинематическая схема привода

Исходные данные:

Усилие резания, кН		20
Частота вращения зубчатого колеса, сочлен. с зубчатой рейкой, об/мин		25
Масса детали, кг		1000
Масса стола, кг		1500
Коэффициент трения стола о направляющие		0,1
Число зубьев шестерен редуктора		30
		110
		28
		130
Диаметр колеса, м	D	0,45
Моменты инерции шестерен, кгЧм2		0,5
		1,5
		0,9
		2,0
Момент инерции двигателя, кгЧм2		3,1

Требуется:

1) найти приведенный к валу двигателя момент инерции системы;

2) рассчитать развиваемый двигателем момент при прямом ходе стола;

3) определить величину тормозного момента двигателя, необходимого для остановки станка в течение 0,8 секунды.

Решение

1. Приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции системы электропривода, кг·м²:

+ ,

где J_дв , J₁…J_n - моменты инерции двигателя и других элементов (муфты, шестерни и т. п.), кг·м²;

, _{1, n} - угловые скорости двигателя и других вращающихся частей привода, с-¹;

i₁ …i_n - значения передаточных отношений соответствующей ступени механической передачи. грузоподъемный лебедка тормозной

,

.

.

=17,02.

.

= 3,38 кг·м².

2. Усилие, преодолеваемое электроприводом при перемещении поступательно-скользящего тела по плоскости, Н:

,

где F_z - составляющая действующего на тело внешнего усилия, направленная против его движения (например, усилие резания в станках), Н.

Усилие трения при скольжении тела по горизонтальной поверхности определяется по формуле, Н:

,

где: - коэффициент трения скольжения тела по поверхности, б/р;

- суммарная масса перемещаемого тела, кг;

g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

(0,3 -ё 0,5) - вертикальная составляющая внешнего усилия, действующая согласно с силой тяжести тела, Н.

,

=3252,5 Н,

,

Статический момент рабочего органа с учетом потерь в механизме, Н·м:

,

где D - диаметр колеса (барабана, звездочки, шкива и др.), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение вала в поступательное движение рабочего органа, м.;

- КПД механизма.

КПД одной ступени зубчатой цилиндрической передачи составляет 0,96-0,99.

,

,

Приведенный к валу двигателя статический момент сопротивления, Н·м:

,

,

3. Значения тормозного момента необходимо определить из уравнения движения привода, полагая, что движение привода равномерно замедленное.

Уравнение движения привода в общем случае:

,

где M - вращающий момент, развиваемый двигателем;

M_с - момент сопротивления на валу двигателя;

J_пр - приведенный момент инерции;

- отношение, показывающее изменение скорости двигателя во времени.

При торможении уравнение движения привода запишется следующим образом:

.

Момент, развиваемый двигателем, в данном случае является тормозным и имеет отрицательный знак, поскольку направлен против движения. Момент сопротивления реактивный и также имеет отрицательный знак.

Приняв M = const , M_с = const и J_пр = const , получим выражение для определения тормозного момента:

-

При определении тормозного момента следует учитывать, что скорость привода меняется со скорости номинальной до скорости нулевой (остановка), т. е. = и =

.



Список литературы

1. Онищенко Г.Б. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений. 2-е изд. - М: Издательский центр «Академия», 2008. - 288 с.

2. Подъемно-транспортные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование». - 4-е изд. - М: Машиностроение, 1989. - 536.

Размещено на Allbest.ru