Тема 1.3 Электрическое и электромеханическое оборудование

Общепромышленных механизмов

Практическое занятие № 28

Расчет электропривода механизма передвижения крана

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику расчета электропривода кранового механизма, построение механических характеристик двигателя крана

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

Рассчитать мощность и выбрать двигатель кранового механизма

Краткие теоретические сведения:

Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния. По особенностям конструкции, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные и др. В цехах предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производятся подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек цеха.

Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1. Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах (для обычных кранов до 4:1, для специальных кранов - до 10: 1 и более) в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку - с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки, транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при посадке и облегчают работу оператора, так как не требуют многократного повторения пусков для снижения средней скорости привода перед остановкой механизма.

2. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.

3. Ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связано с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора, с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с уменьшением раскачивания подвешенного, на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения; второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.

4.Реверсирование электропривода и обеспечение его работы как в двигательном, так и в тормозном режиме.

Существующие системы управления крановыми электроприводами можно объединить в три группы:

- непосредственного управления приводными электродвигателями постоянного и переменного тока с помощью силовых кулачковых контроллеров;

- дистанционного управления приводными электродвигателями постоянного и переменного тока с помощью магнитных контроллеров;

- управления двигателями постоянного и переменного тока с питанием от преобразователей тока, частоты и напряжения.

В большинстве случаев используются асинхронные электроприводы.

Электроприводы с двигателями постоянного тока последовательного возбуждения благодаря своей механической характеристике обеспечивают возрастание скорости при снижении момента нагрузки, что представляет значительный интерес для механизмов подъема. Такие электроприводы отличаются сравнительно высокими регулировочными свойствами при использовании включаемых в силовые цепи резисторов и релейно-контакторной аппаратуры, однако имеют ограниченное применение. Последнее объясняется необходимостью использования дорогостоящих и дефицитных двигателей постоянного тока и электроснабжения на постоянном токе. Для качественного регулирования крановых механизмов применяются электроприводы постоянного тока по системе тиристорный преобразователь - двигатель. Такие электроприводы применяются на мостовых перегружателях, высокопроизводительных башенных кранах и других крановых установках мощностью 300... 600 кВт

Порядок выполнения работы:

1 Рассчитать мощность и выбрать двигатель привода механизма передвижения крана в соответствии с заданным вариантом по таблице 42.

Ход работы:

Алгоритм расчета

Статическая мощность при перемещении с грузом Рпг, кВт

где k – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд колес о рельсы (таблица 40);

f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам. Значения коэффициента f в зависимости от типа рельсов и диаметра ходового колеса (таблица 41);

μ – коэффициент трения скольжения в подшипниках опор вала ходового колеса (0,015 ….0,02) – для подшипников качения; (0,08 … 0,15) – для подшипников скольжения;

R_K – радиус ходового колеса, м;

r_Ц – радиус цапфы, м;

q – ускорение свободного падения, q = 9,81 м/с²

Таблица 40- Значение коэффициента k

Крановый механизм	Вид привода механизма	Обод ходовых колес	k	Примечание
Мост	Центральный Раздельный или центральный	Конический - Цилиндрический с ребордами - Цилиндрический без реборд	1,2 1,5 1,1	— — С боковыми направляющими роликами
Тележка	Центральный	Цилиндрический с ребордами	2,5 2,0	С жестким токоподводом С кабельным токоподводом

Таблица 41 - Значение коэффициента f

Диаметр ходового колеса, м	0,2-0,32	0,4-0,56	0,63-0,7	0,8	0,9-1,0
Рельс плоский	0,3·10-3	0,5·10-3	0,6·10-3	0,65·10-3	0,7·10-3
Рельс выпуклый	0,4·10-3	0,6·10-3	0,8·10-3	1,0·10-3	1,2·10-3

Эквивалентная мощность для рабочей части цикла Рэ, кВт

где α – коэффициент определяют по кривым, приведенным на рисунке 40 в зависимости от и вида кранового механизма. Отношение времени пуска ко времени рабочей операции =0,2 для механизмов передвижения кранов, работающих в цехах. Кривая 1 относится к механизмам передвижения кранов. Кривая 2 – к механизмам передвижения тележек. Кривая 3 – для механизмов подъема.

Фактическая продолжительность включения ПВф, %

где t_P – время работы, с

где Z – число операций за цикл, для механизма передвижения Z = 2;

t_Ц – время цикла, с

Угловая скорость вращения , рад/с

Частота вращения п, об/мин

Предварительная мощность двигателя, пересчитанная на стандартное значение продолжительности включения Рпред, кВт

Если 15%<ПВ_Ф<60%, то ПВ_СТ принимают 40%.

Если для привода механизма применяется несколько двигателей, то Р_ПРЕД необходимо разделить на их количество m:

По предварительной мощности Р_ПРЕД., стандартному значению ПВ_СТ и n по каталогу выбирается двигатель, соблюдая условия:

Р_НОМ. ≥ Р'_ПРЕД.

n_НОМ. ≈ n

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1.Укажите назначение кранов

2. Перечислите типы кранов

3. Назовите основные свойства механизма передвижения кранов, определяющих требования к электроприводу

4. Перечислите требования, предъявляемые к электроприводу механизма передвижения кранов

5. Какие системы электропривода применяются для механизма передвижения кранов?

Таблица 42 – Исходные данные для расчета