Курсовой проект

по курсу "Теория электропривода"

на тему: "Проектирование электропривода подъема мостового крана"

Введение

В данном курсовом проекте необходимо разработать силовую часть электропривода механизма захвата манипулятора. В процессе проектирования необходимо выбрать способ реализации данного электропривода, рассчитать его рабочие характеристики, произвести тепловой расчет и обеспечить требуемую динамику, разработать схему электрическую принципиальную и т.д.

2. Описание рабочей машины и её технологического процесса; исходные данные для проектирования электропривода.

Рис.1 Кинематическая схема механизма захвата

1и 5 – захваты ; 2 – винтовая передача ; 3- редуктор; 4- электродвигатель; 6- труба;

Механизм захвата манипулятора служит для подхвата труб, которые транспортируются в пределах участка цеха. При подхвате включается двигатель и с помощью редуктора и винтовой передачи захваты подводятся к трубе с установившейся скоростью Vс. Пройдя расстояние, равное половине длины выдвижения винта L, захваты приподнимают и зажимают трубу. После перемещения трубы (специальным механизмом) на нужную позицию происходит реверсирование механизма, захваты разводятся и при половине длины выдвижения винта L отпускают трубу. Скорость поступательного движения винта при разведении захватов Vр > Vс .В расчетах принять массу захватов равной 0,1* m – приведенной массы, а противодействующую силу, создаваемую захватами, равной 0,1*Q – приведенной силы. В табл. А.6 приведены значения m и Q с учетом захватов.

Таблица 1. Технические данные механизма захвата манипулятора.

Наименование показателя	Обозначение	Размерность	Величина
Противодействующая сила	Q	кН	18
Средний диаметр нарезки винта	Db	мм	92
Угол подъема нарезки винта	а	˚	5,8
Угол трения в нарезке винта	φ	˚	5
Приведенная масса	т	т	160
Линейная жесткость механизма		Нм/м	80
Длина выдвижения винта	L	м	0,15
Скорость поступательного движения при сведении захватов	Vс	мм/с	50
Скорость поступательного движения при разведении захватов	Vр	мм/с	80
Допустимое ускорение	а	мм/с2	80
Число циклов в час	Z	-	65
Суммарное время работы не более	tp	c	11

3. Расчёт моментов статических сопротивлений и предварительный расчёт мощности электродвигателя.

1 Анализ и описание системы “Электропривод  рабочая машина”

1.1 Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения

По заданию имеем допустимое ускорение а=0.08 м/с2. Согласно цикла работы сначала при подхвате включается двигатель и с помощью редуктора и винтовой передачи захваты подводятся к трубе с установившейся скоростью Vс. Пройдя расстояние, равное половине длины выдвижения винта L, захваты приподнимают и зажимают трубу. Время сведения захватов можно рассчитать по следующей формуле:

1) время пуска t_п до установившейся скорости с допустимым ускорением, торможения t_т от установившейся скорости до остановки:

(1)

2) путь, проходимый за время пуска (торможения) рабочей машиной:

(2)

3) время установившегося режима движения со скоростью V_y:

(3)

тогда, для режима разгона и торможения груженого захвата получим:

c;

м;

=2,4 с.

Для режима разгона и торможения пустого захвата по формулам (1), (2) и (3) найдем:

с;

м;

с.

4) Полное время работы:

а) рабочий ход (с)

б) обратный ход (с)

(c)

Момент сил трения в винтовой передаче при выдвижении винта, преодолевающего силу Q:

Момент сил трения в винтовой передаче при возвратном движении винта в направлении действия силы Q:

Определим угловые скорости движения вала:

рад/с

Определим радиус приведения сил:

м ,

Где V – скорость линейного перемещения винта;

ω – угловая скорость движения винта;

Для определения динамического момента рабочей машины рассчитывается момент инерции рабочего органа с грузом и без груза:

кг*

Определим динамический момент с учетом величины допустимого ускорения:

Н*м

Полный момент рабочей машины:

При сведении захватов:

Н*м

При разведении захватов:

Н*м

Рисунок 2. Нагрузочные диаграммы

На основе построенной нагрузочной диаграммы момента рабочей машины можно рассчитать среднеквадратичное значение момента,

Н

При этом мощность двигателя может быть определена по соотношению:

(16)

где k₁ – коэффициент, учитывающий динамические нагрузки, обусловленные вращающимися элементами электропривода (двигатель, редуктор), а также потерями в редукторе. Примем k₁ = 1,4;

ПВ_Ф – фактическое значение относительной продолжительности включения проектируемого электропривода;

ПВ_К – ближайшее к ПВ_Ф каталожное значение относительной продолжительности включения для электродвигателей выбранной серии;

Фактическое значение относительной продолжительности включения ПВ_Ф рассчитывается по длительности времени работы t_К на всех m участках движения по заданному времени цикла:

с.

Где Z - число циклов работы машины в час

Тогда

Тогда

Р_дв= Вт