Тема 1.3 Электрическое и электромеханическое оборудование

Общепромышленных механизмов

Практическое занятие № 30

Расчет электропривода механизма подъема крана

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику расчета электропривода кранового механизма - подъема

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

Рассчитать мощность и выбрать двигатель кранового механизма

Порядок выполнения работы:

1 Рассчитать мощность и выбрать двигатель привода механизма подъема крана в соответствии с заданным вариантом по таблице 44.

Ход работы:

Алгоритм расчета

Статическая мощность двигателя при подъеме груза, приведенная к валу двигателя Рпг, кВт

где q – ускорение свободного падения, q = 9,81 м/с²

Эквивалентная мощность для рабочей части цикла без пауз Рэ, кВт

где α – коэффициент определяется в зависимости от вида кранового механизма

Фактическая продолжительность включения ПВф, %

где t_P – время работы, с;

Z – число операций за цикл, для механизма подъема Z =4;

где H – высота подъема;

t_Ц – время цикла, с

Угловая скорость вращения ω, рад/с

Частота вращения n, об/мин

Предварительная мощность двигателя, пересчитанная на стандартное значение продолжительностью включения ПВ_СТ Р_ПРЕД, кВт

Если 15%< ПВ_Ф < 60%, то ПВ_СТ принимается 40%.

Соблюдая условия:

Р_НОМ. ≥ Р_ПРЕД

n_НОМ. ≈ n

по предварительной мощности Р'_ПРЕД., стандартному значению ПВ_СТ и n по каталогу выбирается двигатель.

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1. Назовите основные свойства механизма подъема кранов, определяющих требования к электроприводу

2. Перечислите требования, предъявляемые к электроприводу механизма подъема кранов

3. Какие системы электропривода применяются для механизма подъема кранов?

Таблица 44 – Исходные данные для расчета

Тема 1.3 Электрическое и электромеханическое оборудование

Общепромышленных механизмов

Практическое занятие № 31

Проверка выбранного двигателя на нагрев и перегрузочную способность

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику проверки электропривода кранового механизма на нагрев и перегрузочную способность, нагрузочной диаграммы двигателя механизма подъема крана

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

Проверить выбранный двигатель механизма подъема крана а на нагрев и перегрузочную способность, построить нагрузочную диаграмму двигателя крана

Порядок выполнения работы:

1 Двигатель привода механизма подъема крана проверить на нагрев

2. Двигатель привода механизма подъема крана проверить на нагрев на перегрузочную способность

3. Построить нагрузочную диаграмму двигателя механизма подъема крана

Ход работы:

Алгоритм расчета

Расчет статических моментов

Статический момент, приведенный к валу двигателя М_ПГ, Н·м

Статический момент, при подъеме грузозахватного устройства, приведенный к валу двигателя, М_ПО, Н·м

где η₀ – КПД холостого хода, определяется, в зависимости от коэффициента загрузки Кз

Различают силовой и тормозной спуск грузов.

Силовой спуск применяют для легких грузов, сила тяжести которых не способна преодолевать силы трения в механизме.

Тормозной спуск используют при опускании тяжелых грузов. . При этом для предотвращения свободного падения груза либо сам двигатель создает тормозной момент, либо его создает механический тормоз с гидротолкателем, ограничивая скорость спуска.

Статический момент, обусловленный действием силы тяжести опускающегося груза,

Момент, обусловленный действием сил трения,

>

>

Статический момент, обусловленный действием силы тяжести опускающегося грузозахватного устройства,

Статический момент при тормозном спуске груза, приведенный к валу двигателя,

Статический момент при тормозном спуске грузозахватного устройства, приведенный к валу двигателя,

Расчет моментов инерции, приведенных к валу двигателя

Момент инерции поступательно - движущихся элементов, приведенный к валу двигателя

- при перемещении с грузом J_ПГ, кг·м²

где ω_ДВ – угловая скорость вращения, рад/с;

- при перемещении без груза J_ПО, кг·м²

Момент инерции вращающихся элементов системы, приведенный к валу двигателя J_ВР, кг·м²

где k₁ – коэффициент запаса; k₁ = 1,1 ….. 1,2

J_Р – момент инерции двигателя, кг·м²;

J_M – момент инерции муфты, кг·м²

J_M = (0,1 … 0,2) · J_Р,

J_M = 0,1 · 1,01 = 0,101 кг·м²

J_ТШ – момент инерции тормозного шкива, кг·м²

J_ТШ = 0,3 · J_Р

Полный момент инерции

- при подъеме груза J_{ПОЛН.Г ,} кг·м²

- при подъеме грузозахватного устройства J_{ПОЛН.О ,} кг·м²

Расчет динамических моментов

Кроме статических моментов в периоды неустановившихся режимов работы (пуск, торможение) в системе возникают динамические моменты.

Динамический момент системы

- при подъеме груза М_ДИН.Г., Н·м

где - предельно - допустимое угловое ускорение двигателя, рад/с²;

где а_max – максимальное линейное ускорение; при разгоне с грузом а_max = (0,1…0,3) м/с², при разгоне без груза а_max = (0,3…0,8), м/с²

- при подъеме грузозахватного устройства, М_ДИН.О., Н·м

Расчет пусковых моментов

Пусковой момент, развиваемый двигателем

- при подъеме груза М_ПУСК.Г, Н м

- при подъеме без груза М_ПУСК.О, Н м

Расчет тормозных моментов

Тормозной момент, развиваемый двигателем

- при торможении с грузом М_ТГ, Н·м

М_ТГ = к_т  М_СГ ,

где к_Т – коэффициент запаса торможения, к_Т = 1,75 /2, стр.23/

- при торможении грузозахватного устройства М_ТО, Н·м

М_ТО = к_Т  М_СО

Расчет времени переходных процессов

Время разгона механизма

- при подъеме груза , с

-Время разгона при подъеме грузозахватного устройства , с

Время разгона при опускании груза. Если при этом двигатель работает в режиме электромашинного тормоза (тормозной спуск) и груз ускоряется под действием собственного веса, т.е разгон системы происходит под действием момента, равного

Если спуск силовой, то

- Время торможения при подъеме груза _, с

Время разгона при опускании грузозахватного устройства, с

Время торможения при подъеме грузозахватного устройства, с

Время торможения при опускании груза, с

Время торможения при опускании грузозахватного устройства, с:

Пути, пройденные краном при пуске и торможении

- при подъеме с грузом S_РПГ, м

-при пуске:

- при торможении S_ТПГ, м

- при опускании груза S_РСГ, м

-при пуске

- при торможении S_ТСГ, м

При подъеме грузозахватного устройства, м:

-при пуске:

-при торможении:

При опускании грузозахватного устройства, м:

-при пуске:

-при торможении:

Пути, проходимые грузом, грузозахватным устройством с установившейся скоростью

При подъеме груза, м

При опускании груза, м

При подъеме грузозахватного устройства, м

При опускании грузозахватного устройства, м

Время работы с установившейся скоростью

При подъеме груза t_УПГ, с

При опускании груза t_УСГ, с

При подъеме грузозахватного устройства, с:

При опускании грузозахватного устройства, с:

Фактическая продолжительность включения ПВф, %

где t_P – время работы, с

t_P

Время пауз t_О, с

Номинальный момент двигателя,

Расчетный эквивалентный момент М_ЭР, Нм

Эквивалентный момент, пересчитанный на стандартное значение ПВст, М_Э , Нм

Так как М_НОМ ≥ М_Э - двигатель на нагрев проходит.

Нагрузочная диаграмма показана на рисунке 44.

Рисунок 44 - Нагрузочная диаграмма

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1. Что позволяет определить нагрузочная диаграмма?

2. Показать на нагрузочной диаграмме статические и динамические моменты

3. На что расходуется динамический момент?

4. Написать уравнение движения электропривода

5. Может ли время работы быть больше времени цикла?