Омский государственный технический университет

Кафедра «Электрическая техника»

Пояснительная записка

К курсовому проекту по дисциплине

«Автоматизированный электропривод»

«Проектирование электропривода подъемной установки мостового крана»

Выполнил: студент группы ЭЭб- 427

Горай А.И.

Проверил: к.т.н. Мирошник А.И.

Омск 2011.

Задание

Вариант: 6.

Грузоподъемность лебедки G₁=100 кН.

Вес грузозахватного устройства G₀=6 кН.

Диаметр барабана D_б=0,4 м.

Скорость подъема и опускания груза V_н=0,5 м/с.

Ускорение замедления при работе с грузом а₁=0,5 м/с².

Ускорение замедления при работе без груза а₀=0,6 м/с.

Кратность полиспаста i_п=5.

Передаточное число редуктора i_р=8,1.

Длительность цикла t_ц=600 с.

КПД редуктора _р=0,86.

КПД полиспаста _п=0,99.

КПД барабана _б=0,95.

Высота подъема Н=12 м.

Продолжительность включения механизма ПВ=41%.

К инематическая схема механизма показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Кинематическая схема механизма подъема:

1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – барабан; 4 – полиспаст; 5 – тормоз; 6 – соединительная муфта

Цикл работы механизма состоит из операций подъема, перемещения, опускания груза, затем подъема, перемещения и опускания захватного приспособления.

Введение

Общепромышленные механизмы являются основными механизмами множества конкрет­ных разновидностей производственных установок. К их числу относятся: подъемные краны, экскаваторы, пассажирские и грузовые подъемники различной конструкции, промышленные манипуляторы и роботы, канатные дороги, эскалаторы, различные конвейеры, осуществляющие транспортировку людей и грузов, насосы, вентиляторы, воздуходувки и т.п.

Общепромышленные механизмы играют в народном хозяйстве важнейшую роль. Они являются основным средством механизации и автоматизации различных производственных процессов. Поэтому уровень промышленного производства и производительность труда в значительной степени зависят от их технического совершенства. Наиболее универсальны как средства механизации подъемно-транспортных операций подъемные краны, нашедшие широкое применение в самых различных отраслях промышленности, в строительстве и на транспорте.

На промышленных предприятиях наиболее распространенным и универсальным подъемно-транспортным устройством является мостовой кран. Основными механизмами мостового крана являются: механизм передвижения моста, механизм передвижения тележки и подъемная лебедка, которая снабжается индивидуальным электроприводом.

В данном курсовом проекте рассчитывается электропривод подъемной лебедки.

Расчет времени пуска и торможения

Время пуска двигателя равно времени его торможения:

с грузом

с,

без груза

с.

Средняя скорость передвижения груза (грузозахватного устройства) за время пуска и торможения

м/с.

Путь, пройденный грузом (грузозахватным устройством) за время пуска и торможения:

м,

м.

Путь, приходящийся на движение груза (грузозахватного устройства) при установившейся скорости:

м,

м.

Время подъема (опускания) груза (грузозахватного устройства) с установившейся скоростью:

с,

с.

Полное время подъема (опускания) с грузом

с.

Полное время подъема (опускания) без груза

с.

Приведение к валу двигателя момента статической нагрузки

Вес груза и грузозахватного устройства

кН.

Коэффициент полезного действия передачи

,

где – КПД передачи при поднятии и опускании грузозахватного устройства. При =0,28.

Подъем с грузом

Нм.

Опускание с грузом

Нм.

Подъем без груза

Нм.

Опускание без груза

Нм.

Определяем статический среднеквадратический (эквивалентный) момент:

Предварительный выбор мощности и типа электродвигателя

Предварительный выбор мощности электродвигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту, с учетом коэффициента запаса К_з, который учитывает неизвестную на этапе предварительных расчетов динамическую составляющую нагрузки.

К_з=(1,1–1,5). Принимаем К_з=1,3.

Нм.

Действительная продолжительность включения

%.

Требуемая номинальная скорость двигателя:

об/мин,

рад/мин.

Эквивалентная расчетная мощность двигателя

кВт.

Пересчитанная на стандартную продолжительность включения мощность

кВт.

По рассчитанной скорости вращения и номинальной мощности с учетов принятой системы электропривода предварительно принимаем двигатель типа 4МТF(Н)225M6.

Параметры выбранного двигателя:

Pн	nн	Uрот	Iрот	Iст	cos 	r1	x1	x2/	JP	MK	I0
кВт	об/мин	В	А	а	-	Ом	Ом	Ом	Ом	Нм	А
37	965	293	77	78	0,818	0,1	0,23	0,31	0,9	1000	37,2

Уточненный выбор мощности электродвигателя

Выбранный двигатель необходимо проверить по условиям нагрева и перегрузки. Для этого необходимо рассчитать и построить нагрузочную диаграмму привода.

Динамический момент зависит от момента инерции привода и его ускорения.

;

,

где – угловое ускорение, 1/с²;

– суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма, кгм².

– момент инерции вращающихся передач, кгм².

Массы поступательно движущихся частей:

кг,

кг.

Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом

м.

Угловые ускорения:

с^-2,

с^-2.

Моменты инерции:

кгм²,

кгм²,

кгм².

Динамические моменты:

Нм,

Нм.

Моменты двигателя при пуске с грузом:

Нм,

Нм.

Моменты двигателя при торможении с грузом:

Нм,

Нм.

Моменты двигателя при пуске без груза:

Нм,

Нм.

Моменты двигателя при торможении без груза:

Нм,

Нм.

По рассчитанным моментам строим нагрузочную диаграмму электропривода (рисунок 2).

Эквивалентный момент двигателя при ПВ_расч=16,61 %

где =0,75 – коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателя при пуске и торможении (для двигателей с само вентиляцией).

Приведем эквивалентный момент двигателя к стандартной ПВ=40 %:

Нм.

Номинальный момент предварительно выбранного двигателя

Нм.

Необходимое условие по нагреву М_н  М_экв.ст выполняется.

Перегрузочная способность двигателя

, => М_к 0,81 > М_п1,

10000,81=810 => 810 > 765,51 – условие выполняется.

Окончательно принимаем двигатель 4МТF(Н)225M6.

Pн	nн	Uрот	Iрот	Iст	cos 	r1	x1	x2/	JP	MK	I0
кВт	об/мин	В	А	а	-	Ом	Ом	Ом	Ом	Нм	А
37	965	293	77	78	0,818	0,1	0,23	0,31	0,9	1000	37,2

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

Зависимость момента от скольжения определяется формулой

.

Номинальное скольжение двигателя

.

Сопротивление фазы обмотки ротора:

Ом,

Ом,

рад/мин.