Практическое занятие №3

«Расчет электропривода траловых и ваерных лебедок»

Задачи работы: Освоение методик расчета и выбора элементов электропривода траловых и ваерных лебедок.

Керимов Р.И. СЭ-4 Вариант – 0

Исходные данные:

Технические данные для расчета:

Тип лебедки Ваерная

Максимальная скорость судна 16 уз

Глубина травления 500 м

Условия питания 380 В

Частота вращения Г-Д 115 об/мин

Мощность Г-Д Вт

Система управления Г-Д

Приводной двигатель ДПТ

Длина между перпендикулярами 120 м

Ширина судна 27,8 м

Осадка в грузу кормой 10,8 м

Осадка в грузу носом 10,6 м

Весовое водоизмещение 24900 т

Движитель

Диаметр 5,7 м

Шаг 4,67 м

Число лопастей 4

Дисковое соотношение 0,4

Частота вращения 115 об/мин

Построение кривой избыточной тяги

Возьмем коэффициенты математической модели судна:

A	B	C	D	E	F	G
20,66	-1,9	-0,21	-0,01	0	-1,15	-0,04

Вычисляем описываемый полином:

Построим кривую по найденной зависимости:

Рисунок 1.Кривая избыточной тяги судна

Определение основных характеристик ваера и размеров ваерного барабана.

Расчет усилия в ваере при буксировке трала.

По кривой избыточной тяги судна , задавшись значением максимальной скорости траления V_тр, определите значения тяги на гаке Т’ , по табл. 4.6:

Усилие в ваере при буксировке трала

,

Расчет основных параметров ваера.

Диаметр ваера

,

где n - запас прочности (для стальных канатов, используемых в качестве ваеров, n=5);

= 550 - коэффициент прочности, Н/мм².

Характеристики ваера принять по табл.12.7 стр. 303 [21]. Основные характеристики ваера занесите в табл. 4.1

Таблица 4.1

Тип каната	Диаметр, мм	Масса 1 метра, кг	Разрывное усилие, кН.
Тк	28	2,76	394

Определение размеров ваерного барабана.

Диаметр барабана:

Шаг укладки ваероукладчика:

Приращение диаметров намотки ваеров:

Диаметр первого слоя намотки ваеров:

Расчет длины ваера. Используя данные табл. 4.2 по усилию на ваере , приняли

= 3500

Таблица 4.2

,кН	0,8	12,5	20	30	50	60	70	80	100	125
, м	750	1000	1600	2000	2500	3000	3500	3500	3500	3500

Длина ваерного барабана:

Приняли =912 мм

Число витков ваера в одном ряду

Принять z=31

Внешний диаметр намотки ваеров

Число слоев укладки ваера

.

Приняли =30

Расчет диаметра ваерного барабанана -слое намотки

где = 1,2,3,..., .

Длина ваера на -слое намотки

где = 1,2,3,..., .

Диаметр реборд ваерного барабана

Построим зависимость на -слоях намотки ваера, на графике укажите номер слоев намотки.

Размеры и характеристики ваерного барабана

Таблица 4.3

Dn., мм
560 – 749,95	37 – 214.9	1-5
797,44- 1034,88	266.9 – 504.6	6-11
1082,37– 1319,8	571.5 – 869	12-17
1367,3- 1604,7	950.8 –	18-23
		24-29
		30

Рисунок 2. зависимость D=f(L)

Предварительный выбор мощности электродвигателя лебедки.

Установление скорости выбирания ваеров.

Приняли на диаметре намотки, соответствующим рабочей длине ваеров.

Номинальное тяговое усилие при расчете принять:

- для ваеровой лебедки

Предварительный выбор электродвигателя лебедки.

где - КПД подвесных блоков, барабанов, редуктора; (принять =0,7-0,8).

При выборе электродвигателя по справочнику мощность его определяется неравенством.

,

где - номинальная мощность электродвигателя в режиме работы 30 мин.

Таблица 4.4

Тип двигателя	Мощность, РН, кВт	Ток, IH, А	Частота вращения, nH, об/мин	nmax, об/мин	
Д 816 ОМ2		600	940	1600	0,9

Степень защиты электродвигателя - 1Р56.

Выбор редуктора.

Определим предварительно передаточное число редуктора

где - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

- номинальная скорость выбирания ваеров, м/с;

- средний рабочий диаметр барабана лебедки, м; определяется по построенной зависимости для рабочей длины ваеров , м, где - полная длина ваеров

Режим работы редуктора - кратковременный, 30 мин.

Каталожные данные редуктора занесите в табл. 4.5

Таблица 4.5

Тип редуктора	, об/мин			Режим работы
РМ 400	1000	31,5	0,95	30

Частота вращения электродвигателя на n-слое намотки ваера

где - передаточное число редуктора

- диаметр барабана лебедки на n-слое, м.

Момент на валу электродвигателя на n-слое намотки ваера

где - КПД редуктора

- номинальное тяговое усилие, Н

Таблица 4.6

Номер слоя	1-5	6-11	12-17	18-23	24-29	30
, р/с	278,1-207,661	195,29-150,487	143,885-117,99	113,9-97,05	94,26-82,415	80,394
, Нм	736,8-986,7	1112-1362	1424-1737	1799-2111	2174-2486	2459

Рисунок 3. Механическая характеристика М=f(Ω)

Расчет допустимых значений моментов на валу электродвигателя лебедки.

Момент вращения электродвигателя должен перекрывать предельную нагрузку для возможности трогания электродвигателя с места и создания необходимого динамического момента, обеспечивающего ускорение и разгон электропривода.

Тип приводного двигателя	Мощность, кВт,	Частота вращения, об/мин,	Ток статора, А,	КПД, %,	cos φ			Маховый момент ротора
4А355M2		1450	550	0.945	0.91	2,2	2	28

Допустимый момент по коммутационной способности.

где - перегрузочная способность электродвигателя лебедки

- номинальный момент электродвигателя.

Допустимый момент по разрывному усилию ваера.

где - разрывное усилие ваера, кН

- диаметр первого слоя намотки ваера, м

Допустимый момент на максимальном диаметре при

Условия выбора пускового момента:

Формирование областей допустимых частот вращения и моментов на валу электродвигателя лебедки.

На механическую характеристику нанести прямые:

- ограничение по предельной частоте вращения, р/с;

Построим характеристику постоянства мощности, проведя через точку с координатами , задаваясь моментом и рассчитывая

, рад/с
0,339-0,253	736,8-986,7	1-5
0,224-0,184	1112-1362	6-11
0,175-0,144	1424-1731	12-17
0,138-0,118	1799-2111	18-23
0,115-0,101	2174-2486	24-29
0,1	2459	30

Рисунок 4. Механическая характеристика Ω=f(M)