14.3. Расчет мощности двигателя скипового подъем­ника

Спуск и подъем скипа производятся с различной ско­ростью. Паузы после спуска и подъема равны 25 с. каж­дая. Для учета потерь при пуске и торможении эквива­лентная мощность электродвигателя, определяемая ста­тической нагрузкой, должна быть увеличена на 15%.

14.3.1. Полезное усилие в тросе при подъеме нагру­женного скида

(14.8)

_Н

14.3.2. Дополнительное усилие, необходимое для пре­одоления трения качения, составит

(14.9)

14.3.3. Дополнительное усилие, необходимое для пре­одоления трения скольжения в цапфах

(14.10)

14.3.4. Дополнительное усилие в тросе, обусловленное трением при подъеме скипа с учетом трения в ребордах

(14.11)

14.3.5. Полное усилие в тросе при подъеме груза

(14.12)

14.3.6. Мощность, развиваемая двигателем при подъеме

(14.13)

14.3.7. Время подъема скипа

(14.14)

14.3.8. Полезное усилие в тросе при спуске порожне­го скипа

(14.15)

14.3.9. Усилие, необходимое для преодоления трения качения

(14.16)

14.3.10. Усилие, необходимое для преодоления трения скольжения в цапфах

(14.17)

14. 3. 11. Усилие в тросе, обусловленное трением при спуске порожнего скипа с учетом трения в ребордах

(14.18)

F тр =1,35 • (6,8 + 48)= 73,96 Н.

14.3.12. Полное усилие в тросе при спуске порожнего скипа

(14.12)

14.3.13. Мощность двигателя при спуске порожнего скипа

(14.19)

14.3.14. Время спуска порожнего скипа, с.

(14.20)

Построение графика расходуемой мощности на валу двигателя, при помощи которого можно определить эк­вивалентную мощность.

Рис. 14.3. График расходуемой мощности на валу двигателя

14.3.15. Эквивалентная мощность

(14.21)

14.3.16. Номинальная мощность двигателя

(14.22)

Р_н = 1,4 • 4,2 = 5,88 кВт, что позволяет принять Р_н = 6 кВт

14.4. Выбор двигателя

14.4.1. Предварительный выбор двигателя обычно производят из справочной литературы по резуль­татам расчета номинальной мощности.

Таблица 14.1.

Параметры выбранных двигателей

Тип двигателя	Uном	nном	Рн	RЯ	Iном	
	В	Об/мин	кВт	Ом	А	-
П-41	220	3000	6	0,193	33	0.825
П-51	220	1500	6	0,34	33	0,825
2ПН160LУ4	220	1000	6	0,34	32,6	0,835
П-62	220	750	6	0,351	39,5	0,81

Окончательно требуется выбрать только один из че­тырех двигателей. Для этого необходимо построить энергетические характеристики каждого, а затем (по необходимым условиям и параметрам) выбрать соответ­ствующий тип двигателя скипа-подъемника.

14.4.2. Определение характеристик двигателя. Для построения энергетической характеристики каждого двигателя необходимо рассчитать следующие параметры:

• номинальную угловую скорость двигателя

(14.23)

где n — номинальная частота вращения двигателя.

• номинальный вращающий момент двигателя

(14.24)

Так как двигатель постоянного тока допускается пере­гружать по току в 2-2,5 раза, то значение расчетного крутя­щего момента можно принять равным М_макс= (2-2,5) • М_ном.

14.4.3. Построение характеристик выполняется в ко­ординатах (M), Р_энерг(М)

Рис. 14.4. — Энергетические характеристики двигателей, Р_ном=6кВт

14.4.4. Определение требуемых характеристик скипа-подъемника:

требуемый момент для подъема груженого скипа

(14.25)

где G — вес скипа с грузом, G =3863.9 Н; D_бар — диаметр барабана, D_бар = 0,4 - 0,5м.

• требуемая угловая скорость для подъема груженого скипа

_{, (14.26)}

где V_п — линейная скорость подъема, V_n = 2,2 м/с.

14.4.5. Pacчeт ориентировочного значения передаточ­ного числа редуктора

(14.27)

.

.

14.4.6. Определение ожидаемой линейной скорости на выходе редуктора с ориентировочным передаточ­ным числом

(14.28)

Так как все значения линейных скоростей переме­щения скипа, получаемых после редуктора, значитель­но меньше требуемой скорости подъема V_п = 2,2 м/с, то необходимо применить двигатель с большей мощностью и произвести корректировку реальных передаточных чисел выбранных редукторов.

14.4.7. Корректировка мощности выбранного двигателя

Исходя из массогабаритных параметров, требований, предъявляемых к разрабатываемой ЭМС и ограничений, связанных с выбором редуктора (максималь­ная скорость вращения быстроходного вала ряда редук­торов ограничена 2000 об/мин), выбираем двигатели номинальной мощностью 8 кВт и с максимальной час­тотой вращения до 1500 об/мин.[6]

Таблица 14.2.

Номинальные параметры выбранных двигателей

Тип двигателя	Uном	nном	Рн	RЯ	Iном	
	В	Об/мин	кВт	Ом	А	-
П-52	220	1500	8	0,198	43	0,845
2ПФ160LУ4	220	1000	8	0,12	43	0,85
П-71	220	750	8	0,443	39,5	0,755

Окончательно требуется выбрать только один из дви­гателей. Для этого необходимо построить энергетичес­кие характеристики для каждого из них, а затем по графику выбрать соответствующий двигатель по требуе­мым параметрам подъемника.

14.4.8. Определение параметров для построения ха­рактеристик двигателя

Для построения энергетических характеристик для каждого двигателя необходимо рассчитать следующие параметры:

• номинальная угловая скорость двигателя

(14.23)

где n — номинальная частота вращения двигателя.

• номинальный вращательный момент двигателя

(14.24)

Так как двигатель постоянного тока допускает пе­регрузку по току в 2-2,5 раза, то принимаем максимальный крутящий момент также с кратностью М_максм= (2 -2,5)  М_ном

14. 4. 9. На рис. 14.5. приведены достроенные энергетические характеристики ДПТ в координатах (M), Рэнерг (М).

Рис. 14.5. Энергетические характеристики двигателей с Р_ном=8 кВт

14.4.10. Расчет ориентировочного значения переда­точного числа редуктора:

(14.27)

.

.

14.4.11. Определение полученной линейной скорости пос­ле редуктора с ориентировочным передаточным числом

(14. 28)

Полученные значения скоростей удовлетворяют при­нятому условию:

14.4.12 Определение реального передаточного числа и пересчет линейной скорости перемещения скипа с уче­том редуктора

Реальное передаточное число выбирается из ряда (для цилиндрических двухступенчатых редукторов): 8; 10; 12, 5; 16; 20; 25; 31.5; 40.

Соответственно выбираем для каждого двигателя ближайшее наибольшее передаточное число.

Для ДПТ П-52 принимаем i_ред= 16; для ДПТ 2ПФ160LУ4 — i_ред = 10; для ДПТ П-71 — i_ред= 8.

Пересчитаем линейные скорости

(14.29)

.

Исходя из, ранее перечисленных ограничений и оп­тимальных параметров системы, выбираем двигатель (ДПТ типа 2ПФ160LУ4) со следующими параметрами:

• напряжение U_{я ном} = 220 В;

• номинальная мощность Р_ном = 8000 Вт;

• номинальный ток якоря I_Я = 43 А;

• КПД =85%;

• момент инерции якоря двигателя Jдв = 0,65 кГм²;

• сопротивление якорной обмотки R_{я ном} = 0,12 Ом;

• индуктивность якорной обмотки L_я = 2,2 10^-3. 2.4. Выбор редуктора