книги / Подъемно-транспортные машины

По найденным значениям определяют среднеквадратичный (эквивалентный) момент на валу двигателя Тср, по которому, в свою очередь, находят среднеквадратичную мощность двигателя Pср.

Среднеквадратичная мощность характеризует среднюю мощность при постоянной номинальной нагрузке, при которой двигатель механизма может работать продолжительное время.

Условие отсутствия нагрева:

Рср ≤ Р,

где P – номинальная мощность двигателя.

Данная проверка является неточной (так как нагрев двигателя зависит не от нагрузки, а от величины пусковых токов), но достаточной для данного вида расчетов.

Таким образом, проверка двигателя на нагрев включает в себя следующие этапы:

1. Определение моментов, развиваемых электродвигателем при установившемся движении во время подъема и опускания груза

вразличные периоды цикла его работы (при разной нагрузке Qi):

–моменты статических сопротивлений при подъеме:

– моменты статических сопротивлений при опускании:

Здесь z – число ветвей полиспаста, наматываемых на барабан; Dm – эффективный диаметр барабана, м (для барабана с однослойной навивкой Dm = Dб, где Dб – диаметр барабана по средней линии навитого каната); u – общее передаточное число привода механизма (при отсутствии открытой зубчатой передачи фактическое передаточное число редуктора); ηмi – КПД механизма подъема

( ηм = ηбηпр, см. подразд. 8.2) при работе с нагрузкой, отличающейся

121

от номинальной, определяется по графику (прил. 30) в зависимости

Здесь Qi – масса поднимаемого груза в различные периоды работы, кг; g – ускорение свободного падения, м/с; uп – кратность полиспаста; ηс – КПД канатной системы (см. подразд. 3.2).

2.Определение времени пуска при подъеме и опускании груза

вразличные периоды цикла его работы (при разной нагрузке Qi):

– время пуска при подъеме груза

– время пуска при опускании груза

где δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма; I – суммарный момент инерции ротора двигателя Iр, муфты Iм, кг·м2; nд – частота вращения вала электродвигателя, об/мин; vгр ф – фактическая скорость перемещения груза, м/с; Tср.п – средний пусковой момент двигателя (см. подразд. 10.1).

3. Определение относительного количества включений механизма в течение цикла при работе с разной нагрузкой:

ji = ∆βi 10,

122

где ∆βi определяется по графику загрузки механизма для различных

периодов цикла работы.

Данная величина является условной, используется вместо относительного времени работы с фактическим грузом для упрощения расчетов (должно выполняться условие ∑ ji =10 ).

Рассчитанные значения рекомендуется свести в таблицу:

4. Определение общего времени включений двигателя за рабочий цикл:

tΣ = 2tу ∑ ji +∑tпп +∑tпоп,

где ∑tпп – сумма времени пуска при подъеме груза за цикл работы механизма, с, ∑tпп = ∑tппi ji ; ∑tпоп – сумма времени пуска при опускании груза за цикл работы механизма, с, ∑tпоп = ∑tпопi ji ; tу –

123

время установившегося движения, с, tу = Hср , где Hср – средняя вы-

vгрф

сота подъема груза за цикл, м, Hср = (0,5…0,8)H; H – номинальная высота подъема груза, м.

Каждое включение двигателя при подъеме или опускании груза включает в себя время пуска и время установившегося движения.

5. Определение среднеквадратичного момента:

6. Определение среднеквадратичной мощности:

Рср = Т9550срnд ,

где nд – частота вращения вала электродвигателя, об/мин. 7. Проверка двигателя на нагрев:

Рср ≤ Р,

где P – номинальная мощность двигателя.

Если условие не выполняется, необходимо выбрать двигатель по Рср.

Вопросы:

1.По каким параметрам проверяются двигатели ГПМ?

2.Для какого периода цикла работы механизма производится расчет времени пуска двигателя и ускорения?

3.Что такое график загрузки механизма?

4.Какие величины называют относительной величиной нагрузки и относительным временем действия нагрузки?

5.Что такое эквивалентная нагрузка и как она соотносится со среднеквадратичной мощностью двигателя?

6.Запишите условие отсутствия перегрева по эквивалентной нагрузке.

124

Пример выполнения задания

10. Проверка двигателя 10.1. Проверка двигателя на пусковой момент по времени

пуска и ускорению. Средний пусковой момент для двигателя МТF 411-6 (трехфазного тока с фазным ротором)

где Р – мощность электродвигателя, кВт; nд – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

ψmax – максимальная кратность пускового момента электро-

двигателя,

ψmax =Tmax / Tном = 650 / 303,2 = 2,1,

где Тmax – максимальный пусковой момент двигателя, Н·м, Тmax = 650

tп = 9,55(Tср.п −Tc ) + nд (Tср.п −Tc )ηбηпр ,

где δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты), δ = 1,1…1,25; I – суммарный момент инерции ротора двигателя Iр и муфты Iм, кг·м2

(см. соответственно подразд. 5.2, 8.2), I = Iр + Iм = 0,5 + 0,6 ≈ 1,1.

Если тормозной шкив установлен отдельно от муфты, необходимо добавить момент инерции шкива Iш (см. подразд. 8.3); nд – частота

125

вращения вала двигателя, об/мин, nд = 945; Tср.п – средний пусковой

разд. 6.5); ηб – КПД барабана, ηб = 0,96…0,98; ηпр – КПД редуктора,

ηпр = 0,96.

Нормативное время пуска, с, [tп ] = (1…2) (см. прил. 23). tп = 1,03 ≤ [tп ] = (1…2). Условие выполняется.

Допускаемые ускорения механизмов подъема массовых грузов

[а] = (0,6…0,8) м/с2 (см. прил. 21).

a = 0,33 <[a] = (0,6…0,8) м/с2 . Условие выполняется.

Проверка двигателя на пусковой момент по времени пуска и ускорению удовлетворительна.

10.2. Проверка двигателя на нагрев по среднеквадратичной мощности. Условие отсутствия нагрева:

Рср ≤ Р,

где P – номинальная мощность двигателя; Рср – среднеквадратичная мощность, Рср = Т9550срnд , где nд – частота вращения вала двигателя,

об/мин, nд = 945; Tср – среднеквадратичный момент, Н·м,

126

(см. подразд. 10.1); Тстп i , Тстопi – моменты статических сопротивлений при работе с разной нагрузкой при подъеме и опускании груза соответственно, Н·м; ∑tпп , – суммарное время пуска при подъеме

и опускании груза, с; tу – время установившегося движения, с; tΣ – суммарное время включения двигателя, с; ji – относительное коли-

чество включений механизма в течение цикла при работе с разной нагрузкой.

Для определения моментов статических сопротивлений при работе с разной нагрузкой воспользуемся обобщенным графиком загрузки механизма при легком режиме работы (см. прил. 29).

10.2.1. Согласно графику механизм подъема работает с нагрузкой

Q1 = (Q + q) = (10 000 + 190) = 10 190 кг – 4 раза ( j1 =0, 4 10 = 4);

Q2 = 0,1(Q + q) = 0,1(10 000 + 190) = = 1019 кг – 3,5 раза ( j2 =0,35 10 =3,5);

Q3 = 0,05(Q + q) = 0,05(10 000 + 190) =

=509,5 кг – 2,5 раза ( j3 =0,25 10 = 2,5).

∑ji = 4 +3,5 +2,5 =10.

10.2.2.Натяжение ветви каната, набегающей на барабан, при подъеме груза

127

128

10.2.4. Моменты статических сопротивлений при подъеме груза

(при m = 1, Dm = Dб)

где u – фактическое передаточное число редуктора;

10.2.5. Время пуска при подъеме груза

129

Здесь δ – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма, δ = 1,2; I – суммарный момент инерции ротора двигателя и муфты, кг·м2 , I = Iр + Iм = 0,5 + 0,6 ≈ 1,1; nд – частота вращения вала двигателя, об/мин, nд = 945; vгр ф – фактическая скорость перемещения груза, м/с, vгр ф = = 20,2/60 (см. подразд. 10.1).

130