Добавил:
stepanenkoiaroslavwork@gmail.com Добрый день, если вы воспользовались предоставленной информацией и она вам пригодилась, то это супер. Если захотите отблагодарить, то лучшей благодарностью будет написать мне на почту, приложив ваши готовые работы по другим предметам. Возможно они послужат кому-то хорошим примером. 😉😉😉 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

4 Курс / СЭП / Курсовая ЯШУ / ЯШУ / курсовой СЭП

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
22.12.2025
Размер:
1.42 Mб
Скачать

Номинальное тяговое усилие при выбирании якорной цепи со средней скоростью

F1рас = a × d2 = 36.8 × 172 = 1,064 × 104Н.

Где a = 36,8-цепь категории 1; d – калибр цепи, мм.

Fнрас = 500 × √400 − 0 × 10 = 1.049 × 105 Н

Характеристики швартовного снабжения:

разрывное усилие троса в целом Fp= 64,5 кН;

диаметр расчетного швартовного стального каната = 13,5 мм;

для соответствия заданным скоростям вращения, принимаем диаметр швартовного барабана = 245 мм;

Номинальное тяговое усилие на швартовом барабане

Fшн = 13 × Fр = 13 × 64,5 = 21,5 кН

Средняя скорость подъёма якоря после отрыва с номинальной глубины

Vн = 0,15 м/с

Таблица 3.1 – Зависимость скорости выбирания от номинального

тягового усилия

VШН, м/с

0,25

0,2

0,16

0,13

 

 

 

 

 

FШН, кН

До 80

81-160

161-250

Более 250

 

 

 

 

 

3.2 Предварительный расчет мощности электродвигателя

При выбирании якорной цепи

F1рас *Vн

Pнрас пер , Вт.

 

 

Лист

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

13

Изм. Лист № документа Подпись Дата

 

 

 

F

кн

× V

1,064 × 104 × 0.15

 

P

=

 

н

=

 

= 2.127 × 104 Вт

 

 

 

 

нрас

 

 

ƞпер

0.75

 

 

 

 

 

где, пер

- КПД передачи (для механизмов с зубчатыми редукторами

=0,75 0,77; для механизмов с червячными передачами

 

=0,5 0,62).

 

При выбирании нагруженного швартовного каната

 

P

 

 

шнрас

Р =

Fшн × Vшн

=

 

шрас

ƞпер

 

 

 

 

F

* V

шн

шн

 

 

 

, Вт.

 

пер

 

 

8 × 0,3

= 3.2 × 104 Вт.

0.75

 

3.3 Предварительный выбор электродвигателя

Пусковой момент электродвигателя в соответствии с п. 1.1:

М пуск 2М нрас . ;

 

 

 

 

M

 

 

F

* D

 

 

 

 

 

 

 

ном. рас

 

зрас

, Нм,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нрас

 

2i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

F

× D

зв

 

1.064 × 104 × 232,9

 

 

Mнрас =

1рас

 

=

 

 

 

 

 

= 1,179 × 104

Н,

2iƞпер

 

2 × 140 × 0,75

 

 

 

 

 

Mпус = 2 ∙ Mнрас = 2,359 × 104 Н,

В случае судовых сетей переменного тока для всех типов брашпилей и шпилей в пределах калибров цепи 100 мм наиболее целесообразно применение электродвигателей серии МАП.

Данные электродвигателей серии МАП приведены в таблице 2.12 [11].

Условие выбора электродвигателя

P

 

H

 

Pнpac

, и PH Pш.н. расч. , Вт,

где, Рнрасвзято из п. 3.2 Данные выбранного электродвигателя заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Паспортные данные двигателя переменного тока

 

 

Лист

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

14

Изм. Лист № документа Подпись Дата

 

 

Тип электродвигателя

Числополюсов

 

Режимработы, мин

 

Мощность, кВт

 

 

Частота вращения, об/мин

стоянкиВремя токомпод, с

Номинальныйток 380приВА

 

Момент

максимальныйНм

 

Моментпусковой, Нм

Пусковойток при А,В380

 

Cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МАП

4

 

 

30

 

7,0

 

1400

15

16

 

145

 

130

96

 

0,84

 

 

421-4/8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

30

 

5,6

 

650

40

17,9

 

200

 

195

56

 

0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дисковый тормоз выбираем ТМТ-72. Тормозной момент 90 Нм.

 

Для

выбранного

 

 

электродвигателя

 

 

необходимо

определить

передаточное число механизма:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π × n

н

× D

3,14 × 1,4 × 103

× 0.233

 

 

 

 

 

 

 

i ≤

 

 

 

 

зв

=

 

 

 

 

 

 

 

= 113,816,

 

 

 

 

 

 

 

60 × Vн

 

 

60 × 0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где,

nн - номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин (для

электродвигателя серии МАП частота вращения на основной обмотке).

3.4

Расчет

механических

и

 

скоростных

характеристик

электродвигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Машина переменного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приведем

выражения,

позволяющие

рассчитать

параметры

асинхронных короткозамкнутых электродвигателей по каталожным данным и построить характеристики: f M и f I .

Номинальный момент с числом полюсов 4/8/16:

 

 

 

 

 

30 × P 30 × 7 × 103

 

 

М

 

 

=

 

н

=

 

 

= 47.746 Нм

н1

 

π × nн1

3,14 × 1400

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30 × P 30 × 62 × 103

 

М

 

=

 

н2

=

 

 

 

= 82,271 Нм

 

 

 

 

 

 

 

н2

 

 

π × nн2

 

 

3,14 × 650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

15

Изм. Лист № документа Подпись Дата

 

Критическое скольжение:

 

Sкр =

Sн [Kм + √Kм − 1) ( Kм + 1 + 1,4 Sн) ]

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − 1,4Sн (Kм − 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где, 0

=

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n01 =

 

60 f

 

=

60 50

 

 

= 1500 об/мин

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n02 =

60 f

=

 

60 50

 

= 750 об/мин

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kм

=

 

Mmax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Км1 =

Mmax1

=

 

145

= 3,037,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mн1

 

 

 

47,746

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

=

Mmax2

=

200

 

 

 

= 2.431,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м2

 

Mн2

 

 

 

82,271

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sн = 1 −

 

nн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sн1 = 1 −

nн1

 

= 1 −

1400

= 0.067,

 

 

 

 

n01

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sн2

= 1 −

n2н

 

 

= 1 −

 

650

 

= 0.133,

 

 

 

 

n02

 

 

750

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sкр1

=

Sн1 × [Km1 + √(Km1 − 1) × (Km1 + 1 + 1,4 × Sн1) ]

1 − 1,4Sн1

× (Km1 − 1)

 

 

=0.067 × [3.037 + √(3.037 − 1) × (3.037 + 1 + 1,4 × 0.067) ]

1− 1,4 × 0.067 × (3.037 − 1)

=0,489,

 

 

Лист

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

16

Изм. Лист № документа Подпись Дата

 

Sкр2

=

Sн2 × [Km2 + √(Km2 − 1) × (Km2 + 1 + 1,4 × Sн2) ]

1 − 1,4Sн2

× (Km2 − 1)

 

 

=0.133 × [2.431 + √(2.431 − 1) × (2.431 + 1 + 1,4 × 0.133) ]

1− 1,4 × 0.133 × (2.431 − 1)

=0,856,

Задаваясь значениями скольжений S , определите соответствующие значения частоты вращения электродвигателя, момента, тока, потребляемого из сети.

Ток, потребляемый электродвигателем из сети, находим по формуле:

где,

 

 

Iн × √1 + Sкр

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16 × √1 + 0,4892

I1 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 5.592 A,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sкр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + (0,489)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + (

 

)

 

 

 

 

 

0.067

 

 

 

 

 

Sн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Iн × √1 + Sкр

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17,9 × √1 + 0,8562

I2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 6.366 A,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sкр

2

 

 

0,856

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + (

 

 

)

 

 

 

 

 

1 + (

)

 

 

 

 

 

 

Sн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,113

 

 

 

 

 

In - пусковой ток электродвигателя, А.

 

 

 

 

 

Проводим расчет для других скоростей электродвигателя и полученные значения заносим в таблицу 3.3

Таблица 3.3 – Характеристики электродвигателя

 

 

 

 

 

 

 

8p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

М

 

I

S

 

 

M

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

 

130

 

96

1

0

 

195

56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,489

80,309

 

145

 

5,22

0,593

31,944

 

200

8,496

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

17

Изм. Лист № документа

Подпись Дата

 

 

 

 

 

 

 

0,067

146,608

47,746

16

0,133

68,068

102,839

17,9

 

 

 

 

 

 

 

 

0

157,08

0

0

0

78,54

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

По данным табл. 3.3 построим характеристики

f M

и

f I

Рисунок 3.1 – Механическая характеристика электродвигателя

f M

Рисунок 3.2 – Электромеханическая характеристика электродвигателя

= ( )

 

 

Лист

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

18

Изм. Лист № документа Подпись Дата

 

3.5 Расчет и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя

при выбирании одного якоря

Определение силы сопротивления создаваемой ветром:

Fв = Кв × Sп × Vв2 = 255,56 H,

Где Кв = 0,21 – коэффициент ветрового давления;

Vв = 10 – скорость ветра;

Sп= 12,17 м2 – площадь надводной части судна.

Определение силы сопротивления, создаваемой течением воды,

осуществляется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P V2

F

= (K

 

E

 

+ ΔE

)S

 

 

v

n

t

см

 

теч

 

 

t

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Где Kn = 1,04 – поправочный коэффициент на влияние кривизны корпуса.

Et = 3,84*10-3 – поправка на шероховатость корпуса;

ΔEt = 1,2*10-3 – коэффициент трения о воду;

Sсм– смоченная поверхность судна;

Sсм = Lкв × (δ × В + 1.7 × ТСР. ГР) = 17,56 × (2,531 × 4,27 + 1.715)

 

= 240,967,

 

 

 

Коэффициент полноты водоизмещения:

 

=

=

0,3

= 2,531,

 

 

L × ρ × ТСР. ГР × εt

17,56 × 1.025 × 3.84 × 10−3

 

кв

 

 

 

Fтеч = (kn × Et + ΔEt) × Sсм × ρ×V2 д2 = (1,04 × 3,84 × 10−3 + 1,2 ×

10−3) × 240,967 × 1.025×1.12 = 0.776 H Н

2

Длина провисающей части цепи определяется по формуле:

L = √

2 × Н × F

 

× H2

= √

2 × 65 × 256,336

× 1002 = 69,808 м.

 

 

ц

q × 0.87

 

59,094 × 0.87

 

 

 

 

F = Fтеч+Fв = 0,776× 255,56 = 256,336 Н. q= 9.8 + my = 9.8 × 6,03 = 59,094 Н/м;

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

Изм. Лист № документа Подпись Дата

Лист

19

Длина цепи лежащей на грунте:

1 = 0,5 рас ц = 70.192 м.

Усилие на звёздочке при отрыве якоря от грунта

T1 = fкл × q × Iц2 + H2 = 5.087 × 103.

2 × H

Fкл = 1,23 коэффициент потерь на трение;

Отрыв якорей от грунта Усилие на звездочке при отрыве якоря от грунта определяется по

формуле:

T3 = fкл × (2 × + ( + × ) × ) = 1.45 × 104, Н. Где = 9,8*ma 9.81 × 300 = 2,943 × 103

= 0,87 – коэффициент потери веса в морской воде.

На втором этапе работы механизма при выбирании провисающей цепи до момента отрыва якорей от грунта усилие на звездочке принимается линейно возрастающим от значения 1 до значения 3.

Четвертый этап (подъем двух якорей от грунта) с расчетной глубины якорной стоянки характеризуется усилием на звездочке в начале этапа,

определяемом по формуле:

T4нач = fкл × (Q + q × H) × β = 1.23 × (2.943 × 103 + 59,094 × 65) × 0.87

=7.26 × 103

Ив конце этапа:

 

 

 

= f

кл

× 2,943 × 103 × 0.87 = 3.149 × 103, Н

 

4кон

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моменты на валу электродвигателя:

 

 

 

 

 

 

T × D

 

 

5,087 × 103

× 232,9

 

 

 

M =

 

 

1

 

зв

=

 

 

 

 

 

 

= 5.982

Нм,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2iƞпер

 

 

2 × 1,138 × 105 × 0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2

=

 

T2 × Dзв

= 11,069 Нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2iƞпер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M3

=

T3 × Dзв

= 17,052 Нм,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2iƞпер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

20

Изм. Лист № документа

Подпись Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T4нач × Dзв

M4нач = 2iƞпер = 8.538 Нм,

Т4кон×Dзв

M4кон = 2iƞпер = 3,704 Нм,

Время работы электродвигателя на отдельных стадиях съёмки с якоря:

 

 

 

 

 

2 × I × i

 

2 × 70,192 × 1,138 × 105

 

 

 

 

 

 

t1

=

1

=

 

 

 

 

 

 

 

= 440,571, с;

 

 

 

 

Dзв × Ω1

 

 

 

232,9 × 155.717

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t2

=

4 × (Iц − Н) × i

= 30,282, с;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dзв ×

1 + Ω2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3 = 60 , с;

 

 

 

 

t4

=

 

 

4 × Н × i

 

 

 

 

=

 

4 × 65 × 1,138 × 105

 

= 408,111, с.

Dзв

× (Ω4нач + Ω4кон)

232,9 × (155,137 + 156,2)

 

 

 

 

 

 

∑ t = 938,965 . – суммарное время работы ЭП<1800 c.

 

 

По расчетным

значениям M

на основной механической

характеристике = ( ) найденные

значения частот

вращения

электродвигателя. По характеристике

= ( ) для полученных

значений

частот вращения электродвигателя определите токи, потребляемые электродвигателем из сети. Полученные данные занесем в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 – Таблица с полученными данными

М, Нм

5.982

11,069

17,052

8,538

3,704

 

 

 

 

 

 

, р/с

155,717

154,653

153,299

155,137

156,2

 

 

 

 

 

 

I, А

2,329

3,778

5,715

2,981

0,988

 

 

 

 

 

 

Построим диаграмму M i f (ti ).

Лист

Изм. Лист № документа Подпись Дата

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

21

 

Рисунок 3.3 – Нагрузочная диаграмма электропривода

M

f (t

)

i

i

 

3.6 Расчет и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя при выбирании двух якорей.

Момент на валу электродвигателя.

- в начале подъема:

 

 

M2Qнач =

Dзв × β

× fкл × (Q + q

H

) =

 

 

 

2

 

 

 

 

 

iя × ƞмех

 

 

 

 

=

232,9 × 0,87

 

× 1.23 × (2,943 × 103 + 59,094

65

) = 12,241 Нм,

1,138 × 105 × 0,75

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

- в конце подъема

 

 

 

 

 

 

 

 

M2Qкон =

Dзв × β

× fкл × Q =

232,9 × 0,87

× 1,23 × 2,943 × 103

 

1,138 × 105 × 0,75

 

 

iя × ƞмех

 

 

 

 

 

 

 

= 7,407 Нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.6.2 По расчетным значениям

M i определите i и Ii на основных

характеристиках, f M и f I

. Полученные данные занесите в табл.

 

 

Лист

 

КП 26.05.07 - 21КСЭ1057 – 2024 ПЗ

22

Изм. Лист № документа Подпись Дата

 

Соседние файлы в папке ЯШУ