Завдання для самостійної роботи

Для механізму підйому, технічні дані якого наведено у додатку Б розрахувати:

• параметри кінематичної схеми;

• потужність електродвигуна та здійснити його вибір.

Примітка. Для виконання завдання необхідно знати конструктивні особливості роботи кранових електроприводів, режими їх роботи, умови вибору елементів кінематичної схеми механізму підйому.

Контрольні запитання

1. Надати характеристику режимів роботи кранового електрообладнання.

2. Сформулювати вимоги до ЕП кранових механізмів?

3. З яких механізмів складається крановий електропривод?

4. Навести та пояснити кінематичну схему механізму підйому.

5. Для чого використовується і як вибрати поліспаст?

6. Як вибирається канат і барабан натягу?

7. Як розраховується потужність ЕД механізму підйому?

Література: [26, С. 5–101; 29, С. 159–161, 184–188; 32, С. 51–176; 57, С. 223–295; 58, С. 95–203; 60, С. 425–446; 70, С. 5–88].

Практичне заняття № 2

Тема. Побудова навантажувальних діаграм та перевірка за нагрівом електродвигуна механізму підйому

Мета: набуття навичок у визначенні навантажень привода під час операцій підйому і спуску вантажу методом еквівалентного моменту.

Рекомендації щодо виконання

Перевірка двигунів механізмів крана за нагрівом виконується за допомогою навантажувальних діаграм електроприводів для заданого циклу роботи. Тривалість циклу не повинна перевищувати 10 хв.

Навантажувальну діаграму механізму підйому (протягом циклу) необхідно представити як діаграму, що складається з навантажень привода під час підйому та опускання номінального вантажу, а також при підійманні й опусканні порожнього вантажозахоплювального пристрою за умови відсутності електричного гальмування, як це зображено на рис. 1.7.

Час пуску привода при цьому визначається як:

, (1.22)

де – час пуску на i-й ділянці навантажувальної діаграми, с; – приведений до вала двигуна момент інерції всіх мас, які обертаються і поступально рухаються при підйомі й опусканні вантажів, кгм²; – середній пусковий момент приводного двигуна, Нм; – номінальна кутова швидкість двигуна, рад/с; – статичний момент на валу двигуна при підійманні й опусканні вантажів, Нм.

Знак «мінус» у формулі (1.22) відповідає пуску двигуна при підйомі вантажу, знак «плюс» – при його опусканні.

Рисунок 1.7 – Навантажувальна діаграма моменту і тахограма механізму підйому крана

Приведений до вала двигуна момент інерції при підйомі вантажу:

, (1.23)

де – маса вантажів, які рухаються поступально, кг; – фактична швидкість переміщення вантажу, м/с; – ККД механізму підйому; – коефіцієнт, що враховує моменти інерції частин, які обертаються повільніше, ніж вал електродвигуна (будуть таким, що дорівнює 1,05–1,25); – моменти інерції відповідно ротора приводного електродвигуна та зубчастої муфти з гальмівним шківом, кгм².

При гальмівному спуску вантажів співвідношення (1.23) виглядатиме:

. (1.24)

При невеликому моменті інерції механізму динамічний момент, обумовлений в основному тільки прискоренням ротора двигуна, навантажує передачі механізму незначно.

Таким чином, приведені до вала електродвигуна моменти інерції при підйомі й опусканні порожнього вантажозахоплювального пристрою приблизно однакові та розраховуються за формулою (1.23); ККД механізму в цьому випадку не враховується.

Середній пусковий момент двигуна:

, (1.25)

де – пусковий момент; – момент перемикання.

Для кранових асинхронних двигунів з фазним ротором, що мають кратність за максимальним моментом , пусковий момент може бути взятий:

, (1.26)

де – номінальний момент двигуна.

Якщо , розраховується за формулою:

, (1.27)

де – критичний момент асинхронного двигуна.

Кранове електрообладнання змінного струму повинне надійно працювати при спаді напруги мережі на 15 %, тому варто прийняти таким, що дорівнює:

. (1.28)

Момент перемикання ,

де – середній статичний момент механізму підйому, розрахований за співвідношенням (1.16).

Знаючи фактичну швидкість переміщення і висоту підйому вантажу , визначаємо час сталого руху при підйомі вантажу:

. (1.29)

Тоді загальний час сталого руху привода за цикл роботи при підйомі та спуску повного вантажу, а також при підйомі та спуску порожнього вантажозахоплювального пристрою:

. (1.30)

Загальна тривалість пуску за цикл:

, (1.31)

де – час пуску при підйомі номінального вантажу; – час пуску при підйомі порожнього вантажозахоплювального пристрою; – час пуску при спуску номінального вантажу; – час пуску при спуску порожнього вантажозахоплювального пристрою.

Час пуску привода розраховується за формулою (1.22) при відповідних статичних моментах і приведених до вала двигуна моментах інерції, знайдених за співвідношеннями (1.23), (1.24) з урахуванням режимів підйому і спуску.

Робочий час за цикл:

. (1.32)

Тоді загальна тривалість пауз при заданому ТВ % визначиться за співвідношенням:

. (1.33)

Загальна тривалість циклу:

. (1.34)

Кількість увімкнень електропривода за годину:

, (1.35)

де – кількість увімкнень за цикл.

Перевірка двигуна на нагрів робиться методом еквівалентного моменту за формулою:

, (1.36)

де – середній пусковий момент електродвигуна; – статичні моменти на валу двигуна при підйомі та спуску вантажів, різних за вагою; – загальний час пуску протягом одного циклу; – загальний час сталого руху; – загальний час пауз; – коефіцієнт, що враховує погіршення умов охолодження під час пуску і гальмування; – коефіцієнт, що враховує погіршення умов охолодження під час пауз; – для відкритих і захищених двигунів з вентилятором на валу; – для закритих двигунів з ребрами і зовнішнім обдувом; – для закритих двигунів.

При цьому повинна дотримуватися умова:

. (1.37)