1. Описание технологической и кинематической схемы

Мостовой кран – грузоподъемная машина, предназначенная для подъема, опускания и горизонтального перемещения различных грузов. Мостовые краны состоят из двух основных узлов: моста, передвигающегося вдоль цеха и грузовой тележки или тали, передвигающихся по мосту.

На рисунке 1 представлен двухбалочный мостовой кран опорного типа с основным и вспомогательным механизмами подъема груза. Главные 7 и концевые 6 балки составляют мост крана. На грузовой тележке 3 установлены основной 9 и вспомогательный 10 механизмы подъема груза и механизма передвижения тележки 11. К мосту крана прикреплена кабина управления 1. Электроэнергия к механизмам крана подается с помощью специальных токоведущих шин (троллеев) 5, установленных вдоль стен цеха. Для осмотра троллеев предназначена кабина 4. Энергия к механизмам подъема груза и передвижения тележки подается с помощью гибкого кабеля 2, перемещающегося на катках по натянутой проволоке 8.

Рисунок 1. Двухбалочный мостовой кран. 1 – кабина управления; 2 – гибкий кабель; 3 – тележка; 4 – кабина для осмотра троллеев; 5 – троллеи; 6,7 – концевые и главные; 8 – проволока; 9, 10 – основной и вспомогательный механизмы груза; 11 – механизм передвижения тележки

Рисунок 2. Кинематическая схема ЭП передвижения моста.

Электродвигатель 1 вращательного движения с моментом инерции J_д через одноступенчатый редуктор 4 с парой шестерен 5 и 6 приводит во вращение с угловой скоростью ω₂ ходовое колесо 8 моста. На схеме показаны также соединительные механические муфты 3 и 7, первая из которых служит шкивом для механического тормоза.

Рисунок 3. Структурная схема ЭП.

Для мостового крана питающегося от 3х фазной сети с частотой 50Гц обеспечивающего подъем и перемещение груза в цеху.

Таблица 1. Исходные данные.

Масса крана, кг	313375
Скорость передвижения моста, м/с	0.5
Длина пролета балки, м	30
Диаметр ходовых колес, м	0.4
Диаметр цапф колес тельфера и балки, м	0.065
Максимальная масса поднимаемого груза, кг	200000
КПД передачи	0.95
Время цикла, с	210
КПД механизма передвижения моста( с грузом)	0.95
КПД механизма передвижения моста( без груза)	0.85
ПВ, %	40

2. Расчет механических нагрузок и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя

Расчет мощности привода механизма передвижения моста крана производится по формуле:

где f_об – обобщенный коэффициент сопротивления движению; v_пер – скорость перемещения, м/с; η_п – к.п.д. передачи; m_т –масса тележки и балки, кг ;

Обобщенный коэффициент сопротивления определяется по формуле:

где К – коэффициент сопротивления, учитывающий трение реборд колес о рельсы (К=1,5 – 2,5); μ – коэффициент трения качения(μ=0,015) или трения скольжения(μ=0,15) в зависимости от вида подшипника; r – радиус шейки оси колеса, м; f₀ – коэффициент трения качения ходового колеса по рельсу М (f₀=0,0003 м для колес Rхк≤150 мм); R_хк – радиус ходового колеса.

Таблица 2 Технические данные выбранного двигателя

Тип	ПВ	Рн	nном	Uст	Iст	cosφ	GD2	mk	mm	mп	ηн
-	%	кВт	об/мин	В	А	-	кгм2	-	-	-	-
MTF 412-8	40	22	725	380	65	0.90	3.0	2,1	1.4	2	0.83

К установке принимаем четыре двигателя типа MTF 412-8.(Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором)

Для построения нагрузочной диаграммы необходимо определить следующие величины:

Номинальный момент двигателей

Величина среднего пускового момента двигателей

Величина тормозного момента

Момент сопротивления при движении крана с грузом

Момент сопротивления при движении крана без груза

Величина махового момента при движении крана с грузом

Величина махового момента при движении крана без груза

Суммарная величина махового момента груженого крана

где δ – коэффициент учитывающий наличие вращающихся частей на валу двигателя, принимается 1,05 – 1,25

GD_муф – величина махового момента, учитывающая наличие соединительных муфт и редуктора для ЭП кранового механизма передвижения моста грузоподъемностью 200 тонн принимаем 16.44 кг∙м²

Суммарная величина махового момента порожнего крана

Время пуска при движении груженного крана

Время пуска при движении крана без груза

Время торможения крана

где β_д - добавочный коэффициент принимается от 0.3 до 0.6

Время установившегося движения крана

Вывод: по результатам расчета моментов двигателя и их времени действия строим нагрузочную диаграмму.

Рисунок 4. Нагрузочная диаграмма ЭП перемещения моста.