2. Расчетная часть
.1 Расчет мощности электродвигателя тележки мостового крана, его выбор и проверка по условиям пуска
Исходные данные для расчета механизма передвижения тележки мостового крана:
. Вес поднимаемого груза Q = 73,5 кН
. Вес тележки Q0 = 50 кН
3. Скорость передвижения тележки х = 0,55 м/с
4. Диаметр ходовых колес тележки Dхк = 0,3 м
. Диаметр шейки оси ходового колеса dц = 0,08 м
6. КПД механизма передвижения Ƞ = 0,85
7. Путь передвижения тележки L = 34,1 м
. Число циклов в час Nц = 10
. Передаточное число редуктора i = 24,91
Статическая мощность при передвижении крана с грузом:
Рс(г)
=
10-3,
кВт (2)
где Рс(г) - статическая мощность при передвижении крана с грузом, кВт;
k1 - коэффициент, учитывающий трение ходовых колес о рельсы, k1 = 2;
Q - вес поднимаемого груза, т;
Q0 - вес тележки, т;
µ - коэффициент трения скольжения, µ = 0,08;
rц - радиус цапфы, мм;
f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f = 0,001;
х - скорость передвижения тележки, м/с
Rхк
=
,
м (3)
где Rхк - радиус ходового колеса, м;
Dхк - диаметр ходового колеса, м.
Rхк
=
0,15
м
rц
=
,
м (4)
где rц - радиус цапфы ходового колеса, мм;ц - диаметр цапфы ходового колеса, мм.
rц
=
0,04
м
Рс(г)
=
10-3
= 4,5кВт
Статическая мощность при передвижении тележки без груза:
Рс(о)
=
10-3,
кВт (5)
где Рс(о) - статическая мощность при передвижении тележки без груза, кВт;
k1 - коэффициент, учитывающий трение ходовых колес о рельсы, k1 = 2;
Q0 - вес тележки, т;
µ - коэффициент трения скольжения, µ = 0,08;
rц - радиус цапфы ходового колеса, мм;
f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f = 0,001;
х - скорость передвижения тележки, м/с;
Rхк - радиус ходового колеса, мм;
Ƞ - КПД механизма передвижения.
Рс(о)
=
10-3
= 1,8 кВт
Время работы крана:
tр
=
,
с (6)
где tр - время работы крана, с;
L - путь передвижения тележки, м;
х - скорость передвижения тележки, м/с.
tр
=
= 62 с
Длительность цикла:
Тц
=
,
с (7)
где Tц - длительность цикла, с;ц - число циклов.
Tц
=
= 360 с
Суммарное время паузы:
∑t0 = Tц - 2∙tр, с (8)
где ∑t0 - суммарное время паузы, с.ц - длительность цикла, с;р - время работы крана, с.
∑t0 = 360 - 2∙62 = 236 с
Время паузы механизма между рабочими операциями:
t0
=
,
c
(9)
где tр - время паузы механизма между рабочими операциями, с;
∑ tр - суммарное время паузы механизма между рабочими операциями, с;
t0
=
= 118 с
Относительная продолжительность включения:
ПВ
=
100%
(10)
где ПВ - относительная продолжительность включения;р - время паузы механизма между рабочими операциями, с;ц - длительность цикла, с.
ПВ
=
∙100% = 34,4%
Рисунок 7 - Нагрузочная диаграмма механизма передвижения тележки
Эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки:
Рс.э.р.
=
,
кВт (11)
где Рс.э.р. - эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки, кВт;
Рс(г) - статическая мощность механизма передвижения тележки с грузом, кВт;
Рс(0) - статическая мощность механизма передвижения тележки без груза, кВт.
Рс.э.р.
=
= 3,42 кВт
Пересчитываем полученную мощность на стандартную продолжительность включения:
,
кВт (12)
где Рсэ.ст. - эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки стандартная, кВт;
ПВ - продолжительность включения;
ПВст - стандартная продолжительность включения;
Рс.э.ст.
=
3,42∙
= 4,01 кВт при ПВст
= 25%.
Для механизма передвижения тележки выбираем один двигатель.
Мощность двигателя передвижения тележки:
Рдв = КзЧРс.э.ст., кВт (13)
где Рдв - мощность двигателя передвижения тележки, кВт;
Кз - коэффициент запаса, Кз = 1,2;
Рсэ.ст. - эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки стандартная, кВт;
Рдв = 1,2 ∙ 4,01 = 4,8 кВт
Частота вращения вала двигателя:
nдв
=
,
об/мин (14)
где nдв - частота вращения вала двигателя, об/мин;
х - скорость передвижения тележки, м/с;
-
переводной коэффициент.дв
=
= 873 об/мин
Выбираем двигатель серии MTН 112-6 с фазным ротором:
номинальная мощность: Рн = 5 кВт;
номинальная частота вращения: nн = 930 об/мин;
ток статора: I1 = 13,7 А;
ток ротора: I2 = 15,7 А;
напряжение: U = 380 В;
коэффициент мощности: cos ц = 0,7;
число пар полюсов: 2 р = 6;
кратность
максимального момента: лм
=
= 2,7;
кратность
пускового момента: лп
=
= 2;
напряжение статора: U = 380 В;
продолжительность включения: ПВ = 25%
cos ц = 0,7;
КПД: Ƞ = 79%;
число пар полюсов: 2 р = 6;
ЭДС ротора: Ер = 165 В.
Краново - металлургические электродвигатели серии МТ предназначены для привода крановых и других механизмов, работающих в кратковременных и повторно-кратковременных режимах, в том числе с частыми пусками и электрическим торможением.
Проверка двигателя по условиям пуска:
) Частота вращения двигателя для проверки привода тележки крана:
nдв = 873 об/мин
) Максимальный статический момент нагрузки:
Мст
=
,
Н∙м (15) где Мст
- максимальный статический момент
нагрузки, Н∙м;
- переводной коэффициент;
Рст - статическая мощность двигателя, кВт, Рст = Рдв,
где Рдв - расчетная мощность двигателя;
nн - номинальная частота вращения выбранного двигателя, определяется по каталогу или из условия: nн = n0∙ (1 - sн) об/мин;
n0 - синхронная частота вращения магнитного поля статора:
,
об/мин;
где f - промышленная частота тока, f = 50 Гц;
р - число пар полюсов двигателя;- скольжение.
Мст
=
= 49,29 Н∙м.
) Номинальный момент выбранного двигателя:
Мн
=
,
Н∙м (16) где Мн
- номинальный момент выбранного двигателя,
Н∙м;
- переводной коэффициент;
Рн - номинальная мощность двигателя, выбранная по каталогу, кВт;н - номинальная частота вращения, об/мин.
Мн
=
= 51,3 Н∙м
4) Пусковой момент выбранного двигателя: (17)
Мп = лп∙ Мн Н∙м
где Мп - пусковой момент выбранного двигателя, Н∙м;
лп - кратность пускового момента определяется по каталогу выбранного двигателя;
Мн - номинальный момент двигателя, Н∙м;
Мп = 2∙51,3 = 102,6 Н∙м
,8∙Мп ≥ kп∙Мст;
где Мп - пусковой момент выбранного двигателя, Н∙м;
kп - коэффициент учитывающий увеличение статического момента во время пуска, kп = 1,2;
Мст - максимальный статический момент нагрузки, Н∙м;
,8∙102,6 ≥ 1,2∙49,29;
,1 > 59,15.
Условие выполняется. Окончательно принимаем двигатель серии
MTН 112 - 6 с фазным ротором.