Порядок выполнения работы
Подбор электродвигателей ведут по потребной мощности, которая должна быть строго обоснована, так как установка двигателя завышенной мощности приводит к повышенным ускорениям, увеличению первоначальных затрат и эксплуатационных расходов. Установка двигателя недостаточной мощности вызывает его перегрев и преждевременный выход из строя.
Мощность двигателя зависит от режима работы. Установлено три режима: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. Для крановых механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме, характерны частые, но не долгие пуски и короткие перерывы между пусками, за время которых двигатель не успевает охладиться. Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью включения. Установлены стандартные значения ПВ: 15, 24, 40 и 60%. При подборе двигателей наиболее сложным является случай, когда фактический режим работы не соответствует стандартному ПВ и нагрузка в течение цикла меняется.
Основные предпосылки определения потребной мощности для этого случая:
– двигатель должен развивать пусковой момент, достаточный для разгона механизма с заданным ускорением;
– двигатель не должен нагреваться выше температуры, зависящей от свойств его изоляционного материала.
Принимается следующая последовательность расчета:
1. По нагрузочной циклограмме и методике выполнения практической работы определить фактическое значение ПВ, %.
2. Определить требуемую мощность на отдельных операциях цикла. При этом мощность подъема груза массой Qi со скоростью vгр определяется по формуле
,
кВт
а при опускании груза
,
кВт
где η – общий КПД механизма подъема.
3. Определить среднюю статическую мощность, кВт
,
где k = 1,1...1,3 – коэффициент, учитывающий изменение мощности двигателя в переходном режиме (но время пуска двигателя); tпi и tоi – продолжительность работы на отдельных операциях цикла, с.
4. Определить потребную мощность двигателя с учетом фактической продолжительности включений, Вт
где ПВф – фактическое значение продолжительности включения, %; ПВ – ближайшее стандартное значение из таблицы 3.2.
5. Подобрать двигатель из каталога (таблицы 3.3 и 3.4) по условию
В крановых механизмах подъема наибольшее распространение получили асинхронные двигатели с фазным ротором. Для умеренного, тяжелого и весьма тяжелого режимов работы рекомендуется использовать двигатели серии МТН, а для легкого – серии МТF или 4А.
6. Выбранный двигатель проверить на надежность пуска по условию:
аф ≤ а,
где а – наибольшие допускаемые ускорения механизмов подъема груза (краны монтажные – 0,1 м/с2; краны машиностроительных заводов – 0,2 м/с2; краны, работающие при массовых перегрузочных работах – 0,6...0,8 м/с2; краны грейферные – 0,8 м/с2; аф – фактическое ускорение поднимаемого груза, м/c2
,
где
– угловое ускорение вала двигателя,
с-2;
D
– диаметр барабана, м.
Таблица 3.3 – Крановые электродвигатели серии MTF с фазным ротором
Тип электродвигателя |
Мощность на валу, кВт, при ПВ, % |
nдв, об/мин |
Tmax, Н·м |
Ip, кг·м2 |
|||
15 |
25 |
40 |
60 |
||||
MTF 011-6 |
2,0 |
|
|
|
800 |
|
|
|
1,7 |
|
|
850 |
|
|
|
|
|
1,4 |
|
885 |
|
|
|
|
|
|
1,2 |
910 |
40 |
0,021 |
|
MTF 012-6 |
3,1 |
|
|
|
785 |
|
|
|
2,7 |
|
|
840 |
|
|
|
|
|
2,2 |
|
890 |
|
|
|
|
|
|
1,7 |
920 |
57 |
0,029 |
|
MTF 111-6 |
4,5 |
|
|
|
850 |
|
|
|
4,1 |
|
|
870 |
|
|
|
|
|
3,5 |
|
895 |
|
|
|
|
|
|
2,8 |
920 |
87 |
0,048 |
|
MTF 112-6 |
6,5 |
|
|
|
895 |
|
|
|
5,8 |
|
|
915 |
|
|
|
|
|
5,0 |
|
930 |
|
|
|
|
|
|
4,0 |
950 |
140 |
0,068 |
|
MTF 211-6 |
10,6 |
|
|
|
895 |
|
|
|
9,0 |
|
|
915 |
|
|
|
|
|
7,5 |
|
930 |
|
|
|
|
|
|
6,0 |
945 |
195 |
0,115 |
|
MTF 311-6 |
14 |
|
|
|
925 |
|
|
|
13 |
|
|
935 |
|
|
|
|
|
11 |
|
945 |
|
|
|
|
|
|
9,0 |
960 |
320 |
0,225 |
|
MTF 312-6 |
19,5 |
|
|
|
945 |
|
|
|
17,5 |
|
|
950 |
|
|
|
|
|
15 |
|
955 |
|
|
|
|
|
|
12 |
965 |
480 |
0,312 |
|
MTF 411-6 |
30 |
|
|
|
945 |
|
|
|
27 |
|
|
955 |
|
|
|
|
|
22 |
|
965 |
|
|
|
|
|
|
18 |
970 |
650 |
0,5 |
|
MTF 412-6 |
40 |
|
|
|
960 |
|
|
|
36 |
|
|
965 |
|
|
|
|
|
30 |
|
970 |
|
|
|
|
|
|
25 |
975 |
950 |
0,675 |
|
Угловое ускорение составит
,
Таблица 3.4 – Крановые электродвигатели серии MTKF с короткозамкнутым ротором
Тип электродвигателя |
Мощность на валу, кВт, при ПВ, % |
nдв, об/мин |
Tmax, Н·м |
Tпуск, Н·м |
Ip, кг·м2 |
|||
15 |
25 |
40 |
60 |
|||||
MTF 011-6 |
2,0 |
|
|
|
780 |
|
|
|
|
1,7 |
|
|
835 |
|
|
|
|
|
|
1,4 |
|
875 |
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
900 |
42 |
42 |
0,02 |
|
MTF 012-6 |
3.1 |
|
|
|
785 |
|
|
|
|
2.7 |
|
|
835 |
|
|
|
|
|
|
2.2 |
|
880 |
|
|
|
|
|
|
|
1.7 |
915 |
67 |
67 |
0,027 |
|
MTF 111-6 |
4,5 |
|
|
|
825 |
|
|
|
|
4,1 |
|
|
850 |
|
|
|
|
|
|
3,5 |
|
885 |
|
|
|
|
|
|
|
2,8 |
915 |
105 |
104 |
0,045 |
|
MTF 112-6 |
6,5 |
|
|
|
845 |
|
|
|
|
5,8 |
|
|
870 |
|
|
|
|
|
|
5,0 |
|
895 |
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
920 |
175 |
175 |
0,065 |
|
MTF 211-6 |
10,5 |
|
|
|
800 |
|
|
|
|
9,0 |
|
|
840 |
|
|
|
|
|
|
7,5 |
|
880 |
|
|
|
|
|
|
|
6,0 |
910 |
220 |
220 |
0,11 |
|
MTF 311-6 |
14 |
|
|
|
880 |
|
|
|
|
13 |
|
|
895 |
|
|
|
|
|
|
11 |
|
910 |
|
|
|
|
|
|
|
9,0 |
930 |
390 |
380 |
0,212 |
|
MTF 312-6 |
19,5 |
|
|
|
900 |
|
|
|
|
17,5 |
|
|
915 |
|
|
|
|
|
|
15 |
|
935 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
945 |
600 |
590 |
0,3 |
|
MTF 411-6 |
30 |
|
|
|
905 |
|
|
|
|
27 |
|
|
915 |
|
|
|
|
|
|
22 |
|
935 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
950 |
780 |
720 |
0,475 |
|
MTF 412-6 |
40 |
|
|
|
910 |
|
|
|
|
36 |
|
|
920 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
935 |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
950 |
1000 |
950 |
0,638 |
|
где
Тср.п.
–
среднепусковой момент двигателя, Н∙м,
Тс
– статический
момент сопротивления при подъеме
номинального груза, приведенный к валу
двигателя, Н∙м;
– приведенный к валу двигателя суммарный
момент инерции вращающихся и поступательно
движущихся масс механизма подъема,
кг∙м2.
Для двигателей с фазным ротором среднепусковой момент определяется
Тср.п. = (1,5...1,6) Тн,
где Тн – номинальный момент двигателя, Н∙м.
Номинальный момент составит
,
где ω – угловая скорость вала двигателя, с-1.
Для двигателей с короткозамкнутым ротором среднепусковой момент
Тср.п = (0,7...0,8)Тм,
где Тм – максимальный момент принимается по технической характеристике выбранного двигателя, Н∙м;
Статический момент сопротивления
,
где u – общее передаточное число механизма подъема груз.
где nб – частота вращения барабана, об/мин.
Частота вращения барабана
,
об/мин
Суммарный момент инерции вращающихся и поступательно движущихся масс приведенный к валу двигателя, кг∙м2
,
где Ip – момент инерции ротора двигателя (принимается по технической характеристике двигателя из таблицы), кг∙м2; Iм – момент инерции соединительной муфты двигателя с редуктором, принимается по ее технической характеристике (таблица 3.5), кг∙м2; δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающиеся массы привода (кроме ротора двигателя и муфты), δ =1,1; Iгр – приведённый к валу двигателя момент инерции поднимаемого груза, кг∙м2.
Муфту предварительно следует выбирать по диаметру вала двигателя dдв (таблица 3.6).
Приведенный момент инерции груза
.
7. Проверить выбранный двигатель на нагрев
На нагрев электродвигатель проверяют по среднеквадратичной мощности, Вт:
,
,
где
– коэффициент, учитывающий увеличение
мощности в переходных режимах,
=
1,15…1,25; Тср
– среднеквадратичный момент, H∙м,
,
где
– момент при подъёме груза массы Qi,
H∙м.
,
где
– момент при опускании груза массы Qi,
H∙м;
,
– время подъёма и опускания Qi,
с.
.
Таблица 3.5 – Соединительные муфты типа МУВП
Назначение муфты |
Допускаемый крутящий момент, Н·м |
Наибольший диаметр вала, мм |
Момент инерции Iм, кг·м2 |
МН1 |
128 |
32 |
0,031 |
МН2 |
230 |
42 |
0,061 |
МН3 |
460 |
50 |
0,169 |
МН4 |
710 |
60 |
0,273 |
МН5 |
1100 |
75 |
0,533 |
МН6 |
2020 |
85 |
1,19 |
МН7 |
4140 |
105 |
3,97 |
МН8 |
8320 |
135 |
11,82 |
МН9 |
15000 |
170 |
31,84 |
Таблица 3.6 – Диаметры валов электродвигателей
Тип электродвигателя |
Диаметр вала, мм |
|
MTF 011 MTF 012 |
MTKF 011 MTKF 012 |
28 |
MTF 111 MTF 112 |
MTKF 111 MTKF 112 |
35 |
MTF 211 |
MTKF 211 |
40 |
MTF 311 MTF 312 |
MTKF 311 MTKF 312 |
50 |
MTF 411 MTF 412 |
MTKF 411 MTKF 412 |
65 |