Расчёт кранового электропривода механизма подъема

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации.

Федеральное агентство морского и речного транспорта.

Якутский институт водного транспорта (филиал) ФБОУ ВПО.

«Новосибирская академия водного транспорта»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Расчёт кранового электропривода механизма подъема.

Выполнил: Борисов Р.А.

Проверил: Лесных А.С.

Якутск 2014 г

Содержание

Введение

Задание

• 1. Требования, предъявляемые к крановым электроприводам
• 2. Расчет нагрузок механизма электропривода
• 3. Выбор системы электропривода
• 4. Расчет и построение циклограммы
• 5. Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателя
• 6. Разработка схемы электропривода
• 7. Расчет и выбор резисторов
• 8. Расчет длительности пуска двигателя
• 9. Расчет и выбор тормозного устройства
• Заключение
• Список использованной литературы
• Введение
• Краны являются основным видом грузоподъемных машин циклического действия. Они бывают различных видов: мостовые, козловые, башенные, портальные.
• На речном транспорте широкое распространение получили портальные и плавучие краны.
• В настоящее время на 100 м причального фронта в среднем приходится до 3х кранов.
• Сегодня повышение производительности перегрузочной техники циклического действия может быть достигнуто совмещением технологических операций по переработке грузов, а так же за счет перехода на тиристорный привод, которого являются:
• расширение диапазона регулирования (до 100ч1), гарантирует лучшую сохранность грузов при спуске;
• плавность регулирования существенно снижает динамические нагрузки и исключает удары в механической части привода;
• снижение расхода электроэнергии;
• повышение быстродействия за счет формирования желаемых механических характеристик и переходных процессов;
• приспособленность к автоматизации более высокого уровня, например к программному управлению, совместной работе с управляющим ЦВМ и т.д.
• Задание
• На курсовой проект по дисциплине: “Электрооборудование и автоматизация береговых установок”
• Тема №3 “Расчет кранового электропривода механизма подъема”
• ВАРИАНТ №35
• Исходные данные:
• Производительность крана: Q=95тс/час;
• Номинальная грузоподъемность: G=5тс;
• Вес грузозахватного приспособления: G₀=80кГс;
• Радиус грузового барабана: R_б=0,4м;
• Скорость подъема полного груза: v₁=1,03м/с;
• Максимальная высота подъема груза: H_max=25м;
• К.п.д. механизма при подъеме номинального груза: =0,82;
• Диапазон регулирования: D=18;
• Режим работы- ВТ
• 1. Требования, предъявляемые к крановым электроприводам
• Исполнение кранового электрооборудования должно соответствовать категориям У1 и У2 ГОСТ I5I50-69.
• Вид привода и система управления должны выбираться на основании комплексной оценки с использованием обобщенного критерия оптимальности.
• Системы управления электроприводов должны быть унифицированы. Электроприводы механизмов одинакового функционального назначения должны иметь единые схемные решения независимо от грузоподъемности кранов.
• В переходных и установившихся режимах работы электроприводов системы управления должны обеспечивать заданный характер движения рабочего органа.
• Все электроприводы должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими их автоматическое отключение от сети при электрических перегрузках, коротких замыканиях, снижении или исчезновении напряжения сети, превышении грузоподъемности, достижении механизмами конечных положений.

В многодвигательных приводах срабатывание защиты одного из электродвигателей должно приводить к автоматическому отключению остальных.

Системы управления должны иметь нулевую блокировку и минимальную защиту, исключающие возможность самопроизвольного пуска электроприводов после чрезмерного снижения или исчезновения напряжения питающей сети.

Все механизмы, за исключением механизма поворота, должны быть оборудованы механическими тормозами закрытого типа. В случае применения тормоза закрытого типа в механизме поворота должно быть предусмотрено устройство, обеспечивающее замедленную его работу перед наложением тормоза. При исчезновении напряжения питающей сети все механизмы, за исключением механизма поворота, должны автоматически затормаживаться.

В системах управления должна быть предусмотрена возможность проверки и контроля работы элементов электроприводов при отключенных силовых цепях и заторможенных механизмах.

• Системы управления должны быть стойкими к воздействию внешних помех, искажениям формы кривой тока и изменениям напряжения питающей сети. В системах управления должны быть предусмотрены устройства для подавления собственных помех, вызывающих искажение формы кривой тока питающих сетей, для обеспечения качества электроэнергии по ГОСТ 13109-67.
• Управление электродвигателями всех механизмов должно выполняться двумя комбинированными командоаппаратами, причем один из них предназначен для выполнения операций поворота и изменения вылета стрелы, а другой -- подъема и спуска грузов, а также для закрытия и раскрытия грейфера. Для электроприводов механизмов поворота и изменения вылета направления движения (наклона) рукоятки командоаппарата должны соответствовать направлению перемещения груза.

При установке рукоятки командоаппарата электроприводов грузовой лебедки в положения, соответствующие комбинациям - закрытие и подъем, закрытие и спуск, в первую очередь должны выполняться операции закрытия и раскрытия грейфера.

Система управления электроприводом механизма подъема должна обеспечивать ограничение конечных полонений челюстей грейфера (закрыт, раскрыт), а также автоматическое регулирование электроприводов замыкающей и поддерживающей лебедок, нормального заполнения грейфера перегружаемым материалом и ограничения статических и динамических нагрузок в системе при переходе от зачерпывания к подъему. Закрытие и раскрытие грейфера при неподвижно висящем грейфере должно выполняться электроприводом замыкающей лебедки, при спуске и подъеме - затормаживанием одной из лебедок и безостановочной работе электропривода другой лебедки в прежнем направлении.

Зачерпывание должно осуществляться так, чтобы обеспечивалось принудительное выбирание слабины каната поддерживающей лебедки с усилием, не препятствующим нормальному заполнению грейфера перегружаемым материалом.

В случае подачи комбинации команд "зачерпывание и подъем" должен осуществляться плавный переход от одной операции к другой и выравнивание усилий в замыкающем и поддерживающем канатах в начале подъема груженого грейфера.

Системы управления электроприводами грузовых лебедок и механизмов изменения вылета стрелы должны обеспечивать кратковременный перевод электроприводов в режим электрического торможения при установке рукоятки соответствующих командоаппаратов из рабочих в нулевые положения, с последующим наложением механических тормозов.

Системы управлении электроприводами механизмов поворота при установив рукоятки командоаппарата в нулевое положение долины обеспечивать:

- свободный выбег механизма при отпущенной педали тормоза;

- режим электрического торможения при нажатой педали тормоза;

- нулевую блокировку по положению педали тормоза.

Системы управления электроприводами грузовых лебедок должны гарантировать получение устойчивых пониженных скоростей движения номинального груза в пределах: при подъеме 0,3-0,5 м/с, при спуске 0,I5-0,25 м/с.

При пусках и электрическом торможении электроприводов грузовых лебедок средние ускорения движения груза не должны превышать значений:

для кранов грузоподъемностью 3-5т 0,7-I,О м/с²;.

для кранов грузоподъемностью 10т и выше 0,4-0,6 м/с².

При пусках и электрическом торможении электроприводов механизмов поворота и изменения вылета стрелы амплитуды углов отклонения канатов с грузом от вертикали (для среднестатистических условий работы) не должны превышать значений: для механизма поворота 0,09 рад (5), для механизма вылета стрелы 0,05-0,06 рад (3-3,5 ).

Расчет мощности электродвигателя механизма подъема должен производиться на относительную продолжительность 60%, механизма поворота и изменения вылета стрелы 60% или 40%, а механизма передвижения портального крана - из условий работы в кратковременном режиме (S 2).

Место установки путевого выключателя должно выбираться с учетом обеспечения безопасного вы6ега механизма l (М):

для механизма подъема - l = (0,5...0,7) v²;

для механизма вылета стрелы - l =(0,6...0,8) v²;

для механизма передвижения - l =(4,0...6,0) v²;

где v - максимальная линейная скорость, м/с

Механизм подъема должен иметь ограничитель грузоподъемности, срабатывающий при 110% номинального груза (G_Н), при этом должны быть исключены возможные ложные срабатывания, вызываемые кратковременными динамическими нагрузками.

Для предотвращения схода канатов с ручьев барабанов грузовых лебедок механизм подъема должен быть оборудован устройством, автоматически отключающим электродвигатели при ослаблении канатов.

Для безударного выбирания зазоров в передачах системы управления электроприводами механизмов поворота и изменения вылета стрелы должны обеспечить предварительный момент двигателя 0,2М_С.РАСЦ при длительности действия 0,4-0,5с. Начальный пусковой момент электродвигателя механизма передвижения портального крана должен определяться из условий отсутствия пробуксовки приводных колес.

При выборе рода тока магнитного контроллера и коммутационных аппаратов следует ориентироваться на режим работы проектируемого электропривода, см./I/, стр. I3-I6.

Конструкция и размещение устройств управления на кранах должны обеспечивать защиту обслуживающего персонала от случайных прикосновений к токоведущим частям, защиту установленного электрооборудования от попадания на них атмосферных осадков; удобство обслуживания, а также легкое обнаружение и быструю замену неисправных элементов. Для обеспечения безопасной работы электроприводы крановых механизмов должны иметь степень защиты IP44 по ГОСТ I4254-80.

2. Расчет нагрузок механизма электропривода

Предварительное расчетное значение мощности электродвигателя, соответствующее нагрузке привода, находится из выражения:

где,

-номинальная грузоподъемность крана;

g=9,8м/с²- ускорение свободного падения;

m=5000кг-масса номинального груза;

-скорость подъема номинального груза, мс^-1;

-номинальный к.п.д. механизма;

3. Выбор системы электропривода

Предварительный выбор типа привода осуществляется, исходя из:

- задания на курсовой проект(типа механизма, диапазона регулирования, режима работы);

- расчетной нагрузки электропривода;

- требований предъявляемых к крановым электроприводам/1/;

На основании этой методики и данных таблицы 3.1. /1/ , были выбраны 3 возможных варианта электроприводов:

Тип электродвигателя и системы управления	Характеристики
	Диапазон мощности, кВт	Диапазон регул-я вниз	Диапазон регул-я вверх	Вероятность безотказной работы	Уровень автом-ции
Электродвигатель постоянного тока- генератор с МУ в качестве возбудителя(Г-Д)	2-180	100:1	1:2	0,7-0,8	2
Асинхронный электродвигатель с к.з. ротором- преобразователь частоты с непосредственной связью(АДК-ПЧН)	5-100	30:1	1:1	0,80	2
Электродвигатель постоянного тока- тиристорный регулятор напряжения (ДП-ТРН)	3-200	100:1	1:2	0,85	2

Окончательный выбор электропривода выполняется по обобщенному критерию оптимальности:

; (3.1.)

где технико-экономическая характеристика(частный критерий);

весовой коэффициент i-го частного критерия.

Определяем частные критерии по нижеследующей методике/1/.

Экономический показатель характеризуется приведенными затратами. Абсолютные приведенные затраты:

; (3.2.)

где и -суммарные ежегодные отчисления от капитальных вложений для j-того варианта двигателя и системы управления(для электродвигателей мощностью до 100 кВт при двухсменной работе Е=0,26, для систем управления двигателями -Е=0,27);

k_jД и k_jС.У. -основные капитальные затраты по j-тому варианту на двигатель и систему управления (выбираются по /2/);

k_1Д=(кол-во ДПТ)·(стоим. ДПТ за кВт)·Р_под+ (стоим. АД за кВт)·Р_под =2·28·61,5+25·61,5=3444+1537,5=4981,5руб.- стоимость системы Г-Д взятая для расчетной мощности;

k_1С.У.=(стоим. СУ для ГД за кВт)·Р_под=32·61,5=1968руб.- стоимость СУ для Г-Д взятая для расчетной мощности;

k_2Д=(стоим. АДК за кВт)·Р_под=25·61,5=1537,5руб.- стоимость АДК-ПЧН взятая для расчетной мощности;

k_2С.У.=(стоим. СУ для АДК-ПЧН за кВт)·Р_под=65·61,5=3997,5руб.- стоимость СУ для АДК-ПЧН взятая для расчетной мощности;

k_3Д=(стоим. ДПТ за кВт)·Р_под=28·61,5=1722руб.- стоимость ДПТ взятая для расчетной мощности;

k_3С.У.=(стоим. СУ для ДПТ за кВт)·Р_под=50·61,5=3075руб.- стоимость СУ для ДПТ взятая для расчетной мощности;

Р_под- предварительное расчетное значение мощности электродвигателя;

С_{jП.Э .}- стоимость потребляемой электроэнергии, руб/год.

; (3.3.)

где P- расчетная мощность, кВт

- к.п.д. электропривода, =0,8-0,86;

k- отношение средней мощности, потребляемой за цикл, к расчетной (для механизмов подъема k=0,6-0,65);

t- время работы крана за год, t=4500час;

C_Э- стоимость электроэнергии (4 коп.), руб/кВтч

Находим абсолютные приведенные затраты для электропривода №1 (Г-Д):

З₁=Е_1Дk_1Д+ Е_1С.У.k_1С.У.+С_1П.Э.=

для электропривода №2 (АДК-ПЧН):

З₂=Е_2Дk_2Д+ Е_2С.У.k_2С.У.+С_2П.Э.=

для электропривода №3 (ДП-ТРН):

З₃=Е_3Дk_3Д+ Е_3С.У.k_3С.У.+С_3П.Э.=

Находим относительные значения показателя для различных вариантов электропривода:

для Г-Д -;

для АДК-ПЧН -; (3.4.)

для ДП-ТРН-;

Значения критерия , в соответствии с требованиями к крановому электроприводу, устанавливается следующим образом. Для приводов имеющих диапазон регулирования 41 и выше, =1. В соответствии с этими данными можно сделать заключение, что:

; ; ;

Значение критерия, определяемого по диапазону регулирования избыточного момента, для крановых электроприводов дискретного действия равно нулю, в то время как для электроприводов непрерывного действия с обратными связями по току и токовыми отсечками .Следовательно:

; ; ;

Критерий характеризуется коэффициентом плавности-k_пл. При непрерывном регулировании k_пл=1.Следовательно:

; ; ;

Значения критерия принимаются в соответствии с величиной вероятности безотказной работы электропривода P(t) за навигацию по данным табл. 3.1,/1/.

= P(t), следовательно-; ; ;

Значение критерия стандартизации и унификации для электроприводов, выполненных на комплектных серийно -выпускаемых промышленностью образцах, следует принимать . Это означает, что:

; ; ;

Эргономический критерий количественно определяется в зависимости от уровня автоматизации электропривода. Для ручного управления с автоматическим регулированием по электрическим и технологическим параметрам . Следовательно:

; ; ;

Для окончательного выбора рассчитаем обобщенный критерий оптимальности для каждого электропривода:

;

Для Г-Д:

Для АДК-ПЧН:

Для ДП-ТРН:

Электропривод с максимальным обобщенным критерием является наиболее оптимальным. В данном случае это электропривод постоянного тока с тиристорным регулятором напряжения (ДП-ТРН).

4. Расчет и построение циклограммы

Циклограмма отражает последовательность и длительность операций, входящих в цикл работы крана. Она представляет собой график изменения скорости перемещения груза во времени.

средняя высота подъема;

Предварительное значение суммарной длительности разгона(пуска) электропривода механизма подъема, независимо от характера выполняемой операции, принимается постоянным и его минимальное значение определяется исходя из допустимых ускорений:

где v-установившаяся скорость перемещения груза, м/с;

a_ср- среднее допустимое ускорение механизма, м/с²(берется из требований предъявляемых к крановым электроприводам,/1/);

Значения длительности торможения t_т всех электроприводов принимаются равными длительности разгона:

;

Длительность установившихся режимов работы электропривода механизма подъема крана:

- коэффициент использования паспортной скорости (для механизмов подъема =1);

Длительность цикла:

где G - грузоподъемность крана;

Q - производительность крана;

Относительная продолжительность включения электродвигателя:

5. Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателя

Предварительный выбор электродвигателя.

Необходимая мощность электродвигателя:

где z-число приводных двигателей механизма подъема (крюковой кран z=1);

Рассчитанное значение мощности приводим к стандартному ПВ_ст=60%:

По ранее выбранному типу двигателя и найденной мощности P_расч для ПВ_ст=60% из каталога /5/ предварительно выбираем электродвигатель ближайшей большей мощности. Но следует учесть что при выборе двигателя, питающегося от тиристорного преобразователя, нужно иметь запас по мощности (3-5%).

Тип эл. дв.	, кВт	n, об/мин	, A	J,	Rя, Ом	RД.П., Ом	RН.О., Ом	Фн, Вб10-2
Д-740	36	640	235	10,25	0,0079	0,005	0,0066	8,7

Проверка электродвигателя на перегрузочную способность

;(5.4.)

где -максимальное значение момента сопротивления на валу электродвигателя;(5.5.)

номинальный момент выбранного электродвигателя;

номинальная частота вращения выбранного двигателя;

-коэффициент, учитывающий условия нормальной коммутации электродвигателя (=3,5-для двигателей с независимым возбуждением);

В результате:

917,9?3,5•835,8

917,9?2925,3

Неравенство выполняется. Следовательно двигатель проходит по перегрузочной способности.

Общее передаточное число редуктора механизма подъема может быть найдено из выражения:

(5.5.)

где R_б- радиус барабана лебедки, м.

Проверка двигателя на нагрев

Расчет моментов сопротивления на валу электродвигателя

Момент при подъеме номинального груза:

(5.7.)

;

Момент при опускании номинального груза:

(5.8.)

где ;

Момент при подъеме пустого ГЗУ:

(5.9.)

(5.10.)

Момент статический при спуске пустого ГЗУ:

(5.11.)

где

Величина М₄ оказалась отрицательной. Это значит, что вес недостаточен для преодоления момента сил трения в механизме и для его спуска электрическая машина должна работать в двигательном режиме.

Расчет начального пускового момента электродвигателя

Суммарный приведенный момент инерции ведущей массы системы:

(5.12)

где 1,1-коэффициент, учитывающий моменты инерции барабана и редуктора;

-момент инерции электродвигателя кгм²

-момент инерции муфты кгм²;

По полученному значению и допустимому среднему ускорению рассчитывается максимально допустимое значение начального пускового момента:

(5.13.)

где -расчетное значение момента сопротивления на валу эл. дв.;

k - коэффициент для приводов, с постоянным избыточным моментом при пуске двигателя принимается равным -1;

a_ср -для кранов грузоподъемностью 3-5т(0,7-1,0м/с²);

Определение токов электродвигателя

Ток при подъеме номинального груза:



;

Ток при опускании номинального груза:

;

Ток при подъеме пустого ГЗУ:

;

Ток при спуске пустого ГЗУ:

;

Находим среднее квадратичное значение тока якоря электродвигателя при пуске :

;(5.17.)

Повторно- кратковременное значение тока якоря электродвигателя в течении цикла:

;(5.18.)

где -токи и длительности переходных режимов;

-токи и длительности установившихся режимов;

- длительность цикла;

Определяем значение расчетной электрической нагрузки , эквивалентной действительной по эффекту теплового воздействия на электродвигатель:

,(5.19.)

где I₁₀₀-каталожное /5/ значение тока якоря электродвигателя при ПВ=100%, А;

в- коэффициент определяемый способом охлаждения электродвигателя.

Для электродвигателей постоянного тока с естественным охлаждением в=1,/1/;

Проверка на нагрев производится в соответствии с условием:

(5.22.)

160,8<213,9 А,

Неравенство выполняется. Следовательно предварительно выбранный электродвигатель считается принятым к установке.

6. Разработка схемы электропривода

Общие положения.

Если для управления двигателем предполагается использовать какой- либо тиристорный преобразователь(регулятор), то выбор его типа целесообразно выполнять с учетом следующих факторов:

- тиристорный преобразователь(ТП) или регулятор(ТР) должны обеспечивать все необходимые технологические режимы;

- для всех крановых механизмов необходим реверс;

- подъем и спуск пустого ГЗУ желательно выполнять на повышенных скоростях(для двигателей постоянного тока это наличие означает двухзонного регулирования;

- в каждом конкретном случае следует уделять особое внимание рекуперации энергии в сеть, как самому экономичному и эффективному режиму работы, отказ от него требует специального обоснования;

- ТП и ТР в крановых электроприводах снабжаются специальными релейно- контакторными системами управления, разработка которых также входит в задание курсового проекта;

- Жесткость статических характеристик в приводах крановых механизмов не должна превышать жесткости естественных механических характеристик двигателей(при диапазоне регулирования < 25:1), в тоже время просадка напряжения не должна оказываться сколько- нибудь заметного влияния на работу привода;

- с помощью ТП и ТР должны формироваться переходные процессы заданной длительности и интенсивности(с тем, чтобы механические нагрузки в приводе не превышали допустимого уровня);

- потребляемая двигателем мощность, величина питающего напряжения, число включений в час, а так же климатические условия, в которых должны работать ТП и ТР, дают возможность выбирать их конкретный тип;

Краткая характеристика тиристорных преобразователей.

Основные преимущества использования ТП заключаются в обеспечении плавного регулирования частоты вращения двигателей, в высоких энергетических показателях статических преобразователей, в отсутствии силовых подвижных контактов. В тех случаях когда же используется силовая релейно- контакторная аппаратура, обеспечивается ее безтоковая коммутация. Кроме того, с помощью ТП представляется возможным формировать требуемые механические характеристики и переходные процессы.

Установка тиристорных преобразователей на всех механизмах крана является первым этапом разрабатываемой в настоящее время комплексной автоматизации перегрузочных работ, базирующейся на использовании управляющей ЭВМ.

Выбор ТП и МК

P_потр=P_дв=36кВт- номинальная мощность двигателя;

U_c=220В- напряжение сети;

Режим работы: С

I_н=235А-номинальный ток двигателя;

Выбираем ТП постоянного тока из /5/:

АТРК 250/230

U_нd=230В-выпрямленное напряжение;

I_нd=250A-ток нагрузки преобразователя;

При ПВ=100%

I_dmax=500A;

Диапазон выпрямленного напряжения в % (100%ч0ч100%)

U_нв=230В

I_нв=15А

Диапазон регулирования Uв=54ч330В

з?0,91; cosц?0,84

Выбираем из /5/ трансформатор: ТСЗР-100/0,5

Резисторы динамического торможения типа Б6- 5шт.

Для управления двигателем предполагается использовать магнитный контроллер (МК). Его выбор целесообразно выполнять с учетом следующих факторов:

- МК должен обеспечивать все необходимые технологические режимы;

- для механизма подъема МК должен быть несимметричным;

- род тока двигателя определяет род тока силовой части МК;

- номинальный режим работы кранового механизма(легкий- Л, средний- С, тяжелый- Т, весьма тяжелый- ВТ) определяет род тока системы управления МК и, как следствие, тип ее аппаратов;

- в зависимости от выполняемых функций управления МК может быть простым или дуплексным;

- МК обязательно должны обеспечивать автоматизацию процессов разгона и торможения двигателей;

- потребляемая двигателем мощность, величина питающего напряжения, число включений аппаратов в час, а так же климатические условия, в которых должен работать МК, дают возможность выбрать конкретный тип МК и его аппаратов.

Выбираем магнитный контроллер /5/ серии: ПС-250

Режим работы: Л,С,Т,ВТ- для кранов общего назначения;

Исполнение: каркасно- реечная конструкция;

Назначение: механизм подъема I_н=250А;

Максимально допустимый ток включения: 800А;

Выбор вентилей преобразователя

Найдем среднее значение тока протекающее по 1-ой ветви преобразователя:

;

где I_н- номинальный ток двигателя;

а- количество параллельных ветвей тиристорного преобразователя;

Выбранный вентиль должен удовлетворять условиям:

I_ср?I_н·k_охл·n; (6.1.)

где k_охл=0,25- коэффициент при естественном охлаждении;

n- количество вентилей в 1-ой ветви(для АТРК 250/230, n=2);

;

78,3<125,А- условие выполняется;

Проверим другое условие:

; (6.2.)

где k_u- коэффициент запаса по напряжению(k_u=1,2 для лавинных вентилей);

;

- для надежности применим VS 5-го класса;

500?373- условие выполняется;

Выбираем тиристор /5/ типа ТЛ 250:

I_н=250А,-номинальный ток вентиля;

U_обр=500В-обратное напряжение вентиля;

7. Расчет и выбор резисторов

Расчет добавочного сопротивления

С необходимостью выбора резисторов приходится сталкиваться в тех случаях, когда для управления электродвигателем выбран МК, ТП или ТР в сочетании с каким-либо дополнительным режимом работы (например, динамическое торможение).

Расчет добавочного сопротивления в цепи якоря ДПТ независимого возбуждения для режима динамического торможения по формуле/1/:

; (7.11.)

крановой электропривод резистор двигатель

где щ_нач- частота вращения развиваемая двигателем в начале режима динамического торможения;

М_нач=-М₂- момент развиваемый двигателем в начале режима динамического торможения

R_я- суммарное сопротивление якорной цепи двигателя;

c=k·Ф- постоянная двигателя.

8. Расчет длительности пуска двигателя

Определим время разгона электропривода на прямолинейной характеристики при постоянном динамическом моменте/1/:

;(7.15.)

где J_У- суммарный момент инерции механизма приведенный к валу двигателя кг•м²;

-постоянный динамический момент;

щ_кон, щ_нач- начальная и конечная частота вращения двигателя при разгоне рад/с;

9. Расчет и выбор тормозного устройства

В задачу расчета электроприводов механизмов крана входит выбор оттормаживающего аппарата. Для торможения крановых механизмов в основном применяются колодочные тормоза.

В качестве аппаратов управления тормозными устройствами механизмов подъема чаще всего применяются электрогидравлические толкатели, обеспечивая более плавное растормаживание.

Момент тормозной, обеспечивающий надежное затормаживание механизма, М_Т

Для механизма подъема согласно Правил безопасности эксплуатации ПТМ тормозной момент берется с учетом коэффициента запаса торможения, выбираемого по таблице 7.3. /1/ в зависимости от режима работы привода

;(7.28.)

где k_З=1,75-коэффициент запаса торможения для среднего режима работы;

М_Т.Р.- расчетная величина тормозного момента для полного торможения в заданное время;

; (7.29.)

Диаметр тормозного шкива и радиальный отход колодок принимаем по таблице(7.4.) /1/ при М_Т=3110Н•м:

- радиальный отход колодок д=1,75?10^-3м;

- диаметр шкива D_ш=0,6м;

Работа по отводу колодок от шкива с учетом зазоров в рычажной системе, принимаемых равными 10% от величины д и к.п.д. системы находится из формулы /1/:

;(7.34.)

Необходимым условием растормаживания привода является выполнение следующего неравенства: ;

А_ЭМ- работа оттормаживающего аппарата по растормаживанию системы;

(7.36.)

F_ЭМ- усилие подъема, развиваемое толкателем/5/Н;

G_Я- вес якоря электромагнита;

h- ход штока/5/, мм;

96 > 92

Условие выполняется. Расчет и выбор оттормаживателя считается законченным, т.к. величина А_ЭМ незначительно превышает величину А_К.

Данные выбранного тормоза /5/ :

Тип: ТКТГ

Диаметр шкива: 600мм

Отход колодок: 1,8мм

Тормозной момент: 5000Н?м

Данные электрогидравлического толкателя:

Тип: Т 160 Б

Усилие подъема:1600Н

Ход штока:60мм

Время подъема штока: 0,85с

Время опускания штока: 0,75с

Мощность двигателя: 0,4кВт

Частота вращения: 2800об/мин

Ток двигателя при 380В: 1,3А

Объем рабочей жидкости: 7,5л

Заключение

В данном курсовом проекте был рассчитан крановый электропривод механизма подъема, для которого был выбран электродвигатель, обеспечивающий заданный режим работы, сам электропривод и систему управления к нему.

Курсовой проект ставит своей целью закрепить, систематизировать и углубить теоретические знания, научиться применять эти знания при решении производственно-технических задач, привить навыки к самостоятельной работе с учебной и справочной литературой.

Литература

1. Алаев Е.Г. Электрооборудование и автоматизация береговых объектов. Н.: НИИВТ, 1993, 101с.

2. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод: Справочник. М.: Энергоиздат, 1988, 344с.

3. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода 6-ое издание. М.: Энергоиздат, 1981, 536с.

4. Копылов В.И. ТЭЛ. М.: Энергоиздат, 1985, 560с.

5. Прейскурант цен 1504 - Аппаратура электрическая низковольтная.

6. Конопелько О.К. Методические указания по схемам электроприводов береговых установок. Н.: НИИВТ, 1981, 63с.

Размещено на Allbest.ru