Задача 3.

Определить статическую мощность эл. двигателя механизма подъёма крана. Пользуясь справочными таблицами выбрать эл. двигатель и редуктор, Проверить, выбранный двигатель по мощности, если известны: G – грузоподъёмность крана; h – максимальная высота подъёма крюка; υ _гр – скорость подъёма груза; m_n – кратность полиспаста механизма; α – число полиспастов в механизме. Расчётные схемы приведены в примере решения аналогичной задачи (Рис. 1). Расчётные параметры даны в таблице 1 и выбираются по последней цифре шрифта.

Расчётные параметры к задаче 3

Таблица 1

Расчётные параметры	Вариант задания
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
G (т)	10	5	30	12,5	8	16	18	25	30	3
h (м)	10	22,5	16	20	15	18	24	8	24	30
υгр (м/мин)	14	10	4	8	12	10	8	10	0,8	8
mn	2	2	4	3	2	2	4	2	5	3
α	2

Рис.1. Кинематическая схема к решению задач.

Пример решения к задаче 3.

Статическая мощность двигателя (формула )

Здесь η_м = 0,85 — КПД механизма подъема (табл. 1.9).

Из табл. 111.25 выбираем крановый электродвигатель серии MTF с фазовым ротором типа MTF311-6, имеющий при ПВ 25% номи­нальную мощность N_ном —13 кВт и частоту вращения вала n =935 об/мин.

Маховой момент якоря GD² = 0,9 кгс • м . Из табл. 111.27 найдем диаметр вала выбранного двигателя d ₁ = 50 мм.

Частота вращения барабана (формула (2.35))

Передаточное число привода должно быть

Из табл. III.22 по данному передаточному числу и мощности вы­бираем редуктор цилиндрический двухступенчатый горизонтальный крановый типоразмера Ц2-300 с передаточным числом i_p = 31,5 и допустимой мощностью на быстроходном валу при среднем режиме работы N_б = 14,6 кВт.

Момент статического сопротивления на валу двигателя в пе­риод пуска, учитывая, что на барабан навиваются две ветви каната, равен

,

где: S_б – нагрузка в канате полиспаста идущего на барабан; α – число полиспастов в механизме подъёма; η_м – КПД механизма подъёма; D – диаметр барабана.

Номинальный момент на валу двигателя

.

Расчетный момент для выбора соединительной муфты

Коэффициенты к₁ и к₂ (их наименования и значения) приведены в табл. 1.21.

Из табл. III. 35 выбираем зубчатую муфту № 3 с тормозным шкивом, имеющую маховой момент GD² = 2,5 кгс • м². Диаметр шкива 300 мм и диаметр отверстия под вал 50 мм. Определяем ма­ховой момент эквивалентной системы вращающихся масс, приведен­ный к валу двигателя , ,

где: δ = 1,1 ÷1,25 – коэффициент учитывающий влияние масс передаточного механизма; GD_я² = 0,9 кгс · м² – маховый момент якоря двигателя (определяется по таблицам); GD_м² = 2,5 кгс · м² – маховый момент соединительной муфты.

Средний пусковой момент двигателя:

Время пуска:

Ускорение при пуске

Поскольку график действительной загрузки механизма подъема не задан, воспользуемся усредненным графиком использования механизма по грузоподъемности (рис. 1.1, а), построенным на основе опыта эксп­луатации кранов и определим моменты, раз­виваемые двигателем, и время его пуска при подъеме и опускании груза в различные периоды работы механизма.

Согласно этому гра­фику, за время цикла (подъем и опускание груза) механизм будет работать с номинальным грузом G = 5000 кгс — 1 раз, с грузом 0,5 G = 2500 кгс-5 раз, с грузом 0,1 G = 500 кгс —4 раза.

Усилие в канате, набегающем на барабан при подъёме груза G_i за цикл работы:

Моменты статического сопротивления при подъёме груза G_i за цикл работы:

Моменты статического сопротивления при опускании груза G_i за цикл работы:

Избыточный момент при опускании груза будет представлять собой сумму среднего пускового момента двигателя и момента статических сопротивлений механизма при опускании груза. Результаты расчетов с учетом изложенного приводятся в табл. 2.

Таблица 2

Наименование показателя	Обозна-чение	Единица измерения	Результаты расчёта при подъёме груза, кгс
			5000	2500	500
1. Натяжение каната у барабана при подъёме.	Sб	кгс	1265	633	127
2. Момент при подъёме груза.	МС	кгс·м	14,2	7,55	2,2
3. Время пуска при подъёме.	tn	с	1,15	0,64	0,47
4. Натяжение каната у барабана при опускании (η0 в числителе).	Sсоп	кгс	1240	620	125
5. Момент при опускании груза.	Мсоп	кгс·м	10	4,72	0,65
6. Время пуска при опускании.	Tоп	с	0,3	0,35	0,41
7. КПД	η	-	0,85	0,8	0,55

Считая, что средняя высота подъема и опускания груза должна составлять 0,5 ÷ 0,8 от номинальной высоты h=15 м, примем

Н_ср = 0,8 h = 0,8 · 15 = 12 м.

Тогда время установившегося движения

Сумма времени пуска при подъеме и опускании груза за цикл работы механизма

Общая сумма времени включения двигателя за цикл

Среднеквадратичный момент

,

где: - сумма квадратов момента статического сопротивления движению за цикл работы механизма подъёма с характерными нагрузками.

Среднеквадратичная мощность двигателя

Следовательно, условие запаса мощности соблюдается: