6.1.1. Визначення статичних навантажень

Статичне навантаження на валу двигуна в постійному режимі при підніманні вантажу:

, кВт, де:

- G – вага вантажу, що піднімається, Н;

- G₀ – вага вантажозахоплюючого пристрою, Н;

- V_п – швидкість підіймання вантажу, м/с;

- η – загальний ККД піднімального механізму визначений по кривим зміни ККД ( рис. 5.5).

Для входу в графік визначаємо відсоткову зміну навантаження механізму:

Швидкість піднімання задану в м/хв. необхідно виразити в м/с:

,м/с

По величинам γ і η_ном по кривим зміни ККД ( рис. 5.5 ) знаходимо загальний ККД механізму.

Статичне навантаження при підніманні порожнього вантажозахоплюючого пристрою:

, кВт, де:

V_п.о – швидкість піднімання, м/с;

η_о – ККД механізму при G=0.

За кривими зміни ККД ( рис. 5.5 ) для η_н,%, знаходимо η₀, %.

Статична потужність при спусканні за рахунок ваги вантажу:

, де:

Vс – швидкість спуску, м/с.

Статична потужність, що витрачається на подолання сил тертя в механізмі:

, кВт, де

швидкість спуску, м/с;

При умові, що Р_с.в>Р_тер, енергія направлена з валу механізму до двигуна, тобто буде мати місце гальмівний спуск (при великих вантажах).

При умові: Р_с.в≤Р_тер сила ваги вантажу не здатна подолати силу тертя в механізмі, тобто двигун створює обертовий момент і опускає вантаж (при малих вантажах).

Статичне навантаження при гальмівному спуску:

, кВт,

Статичне навантаження при силовому спуску:

кВт

6. 1. 2. Розрахунок потужності двигуна.

При заданих ТВ_вст, %, висоті піднімання Н, м, швидкості піднімання Vн, м/с, при умові, що Vрі = Vном (швидкість роботи), Нрі = Н (висота роботи):

- тривалість робочої операції: , с

- сумарний час роботи за цикл: , с

При розрахунках використовується цикл з 4^х робочих операцій: піднімання і спуск вантажу G_н , піднімання і спуск порожнього вантажозахоплюючого пристрою G_о.

При даному циклі сумарний час пауз:

, с

За отриманими даними необхідно побудувати навантажувальну діаграму для даного режиму роботи механізму підіймання.

1. Потужність підіймання номінального вантажу –, кВт;

2. Потужність гальмівного спуску номінального вантажу –, кВт;

3. Потужність піднімання вантажозахоплюючого пристрою –, кВт;

4. Потужність силового спуску –, кВт;

5. Час роботи – , с;

6. Час паузи – , с;

7. Час циклу – t_ц , с.

За сумарний час роботи за допомогою діаграми (рис.6.1.) визначаємо еквіва- лентну статичну потужність Р_с.е., приведену до стандартної (встановленої тривалості включення ТВн).

Розрахункова тривалість включення:

Рис.6.1. Навантажувальна діаграма механізму підйому.

Якщо ТВр ≠ ТВн, то використовуємо формулу:

, кВт

Потужність двигуна вибирається з умови:

Р_двр ≥ к_з· Р_с.е, де

к_з – коефіцієнт запасу, к_з = 1,3-1,4

Оберти двигуна, що забезпечуюють потрібну швидкість піднімання вантажу розраховуємо за формулою:

Якщо , тоді:

, де

V_н – номінальна швидкість піднімання вантажу, м/с;

i_p – передавальне число редуктора;

i_п – передавальне число поліспаста;

R – радіус барабана лебідки, м; (R=Д/2);

=3,1416.

З довідникової літератури вибираємо двигун як правило краново - металургійної серії технічні характеристики якого заносимо до таблиці:

Таблиця.6.1

Тип двигуна	Потужність на валу, (кВт) при ТВ						n, об/хв	ККД %	Момент інерції ротора, кг∙м2	Вага, кг
	15	25	40		60	100

Перевірка можливості виконання заданої швидкості піднімання вантажу:

, м/с.

Двигун повинен забезпечувати задану швидкість піднімання вантажу з встановленою точністю.

6. 1. 3. Побудова механічної характеристики двигуна механізму піднімання.

Для побудови механічної характеристики розраховуємо номінальне ковзання.

, де

n₀ – синхронні оберти двигуна;

n_н – номінальні оберти двигуна;

n₀= 60∙f / р.

Перевантажувальна здатність двигуна =М_мах/М_ном

Визначаємо критичне ковзання:

Номінальний момент двигуна

, Нм

Максимальний момент двигуна:

, Нм

За формулою Клосса для різних значень ковзання S розраховуємо момент:

, Нм

Визначаємо оберти і кутову швидкість для різних значень ковзань:

, об/хв.

, рад/с

Отримані значення заносимо до таблиці:

Таблиця. 6.2

S		0	0,01	0,02	0,035	0,04	0,19	0,3	0,4	0,6	0,8	1
M	H∙м
n	об/хв
ω	рад/с

За даними таблиці будується механічна характеристика двигуна:

Рис.6.2. Механічна характеристика двигуна.

Правильно вибраний двигун повинен забезпечувати надійний розгін привода. Для перевірки цієї умови використовуємо механічну характеристику і розра -ховуємо статичні моменти на валу двигуна.

1. Статичний момент при підніманні номінального вантажу:

, Нм

2. Статичний момент при підніманні порожнього вантажозахоплюючого пристрою:

, Нм

3. Статичний момент при силовому спуску вантажу:

, Нм

4. Статичний момент при гальмівному спуску:

, Нм

На механічній характеристиці відкладаємо момент при М₂ і М₁, виконуючи умови:

1) , де

, Нм

К_з – коеф.,запасу.

, Нм

Враховуючи критичність максимального і пускового моментів знаходимо статичний момент двигуна при пуску М₁:

2) , Нм

Тоді середній пусковий момент складатиме:

, Нм

Для забезпечення надійного розгону двигуна необхідно, щоб виконувалась умова:

, Нм

Для виконання наступних розрахунків приймаємо середній гальмівний момент рівним середньому пусковому.

, Нм