7. Общие указания к заданию на курсовое проектирование

По курсу «Автоматизированный электропривод» выполняется курсовой проект, который базируется на материалах первой и второй частей курса.

ЗАДАНИЕ

7.1. Электропривод механизма подъемной установки мостового крана

7.1.1. Общие сведения

Механизмы подъемной установки предназначены для подъема и опускания груза, оборудования и т.д. при наматывании или сматывания каната на барабан лебедки.

Кинематическая схема механизма подъема приведена на рис. 7.1.

Р ис. 7.1. 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 (без груза).

7.1.2. Электропривод механизма подъема

Для выполнения тахограммы движения на участке разгона используется многоступенчатый реостатный пуск с числом ступеней 5–6. В качестве электропривода преимущественное распространение получил асинхронный двигатель с фазным ротором, в некоторых случаях – двигатель постоянного тока.

При торможении в зависимости от величины и знака тормозного усилия используется двигательный режим при работе двигателя на реостатной характеристике или электродинамическое торможение с наложением электромеханического тормоза для окончательной остановки привода.

В вариантах задания заданы технические данные механизма подъема: грузоподъемность G₁, кН; вес грузозахватного устройства G₀, кН; диаметр барабана D_б, м; скорость подъема и опускания груза V, м/с; ускорение (замедление) при работе с грузом а₁, м/с²; ускорение (замедление) при работе без груза а₀, м/с²; кратность полиспаста k; передаточное число редуктора i, ПВ механизма, ; длительность цикла t_ц, с; КПД редуктора _р; КПД полиспаста _п; КПД барабана _б; высота подъема Н, м.

7.1.3. Методические указания к расчету

Время пуска (торможения) двигателя с грузом

. (7.1)

Время пуска (торможения) двигателя без груза

. (7.2)

Средняя скорость передвижения груза (захватного приспособления) за время пуска и торможения:

. (7.3)

Путь, пройденный грузом (захватным приспособлением) за время пуска и торможения:

. (7.4)

Путь, приходящийся на движение груза (захватного приспособления) при установившейся скорости:

. (7.5)

Время подъема груза (захватного приспособления) с установившейся скоростью:

. (7.6)

Момент статической нагрузки при движении с грузом и без груза (для случаев поднятия и спуска):

, (7.7)

где G = G_г+G₀ – вес груза и грузозахватного устройства при поднятии и опускании груза, кН;

G^/ = G₀ – вес грузозахватного устройства при поднятии и опускании крюка, к^.Н;

i_p – передаточное число редуктора;

i_n – кратность полиспаста;

_n – КПД передачи.

По приведенным формулам определяют:

М_ст1 – статический момент нагрузки при подъеме груза,

М_ст2 – статический момент нагрузки при опускании груза,

М_ст3 – статический момент нагрузки при подъеме грузозахватного устройства (без груза),

М_ст4 – статический момент нагрузки при опускании грузозахватного устройства (без груза).

Предварительный выбор мощности двигателя, как правило, производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту

, (7.8)

где М_i – значение момента при i-м участке;

t_i – время работы на i-м участке, с.

, (7.9)

где k_з= (1,1–1,5) – коэффициент запаса, учитывающий неизвестную на этапе предварительных расчетов динамическую составляющую нагрузки.

Действительная продолжительность включения

(7.10)

где .

Требуемая номинальная скорость двигателя:

. (7.11)

Эквивалентная расчетная мощность двигателя

. (7.12)

Пересчитанная на ближайшую стандартную продолжительность включения мощность

. (7.13)

Номинальная мощность двигателя (P_H) определяется из условия .

По рассчитанной скорости вращения и номинальной мощности с учетом принятой системы электропривода выбирается двигатель.

Следующим этапом расчета является проверка выбранного двигателя по условию нагрева и перегрузки. Для этого необходимо рассчитать и построить нагрузочную диаграмму привода.

Динамический момент зависит от момента инерции привода и его ускорения (α₁, α ₀):

, 7.14)

, (7.15)

где  угловое ускорение, 1/с²;

 суммарный приведенный момент инерции для ненагруженного механизма, кг^.м²;

 момент инерции вращающихся передач, соединительных муфт и тормозных шкивов привода механизма подъема.

Момент двигателя при пуске с грузом

. (7.16)

Момент двигателя при торможении с грузом

. (7.17)

Момент двигателя при пуске без груза

. (7.18)

Момент двигателя при торможении без груза

. (7.19)

Эквивалентный момент двигателя при ПВ_расч, 

, (7.20)

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

Полученная величина эквивалентного момента приводится к ближайшей стандартной продолжительности включения. Двигатель проходит по нагреву, если М_Н  М_э.ст., где М_Н – номинальный момент предварительно выбранного двигателя.

Для того чтобы не выбрать двигатель заведомо завышенной мощности, расхождение между эквивалентным и номинальным моментами не должно быть больше 15–20 .