Глава 8. Механизмы грузоподъемных машин. Механизм поворота
Tтрр |
= 2 · Fст · |
2 |
= 2 · Fn · fр · 2 |
+ µ · |
Dр |
, |
(8.1) |
||||||
|
|
Dк + Dр |
|
|
|
d |
|
|
Dк + Dр |
|
|
||
где Dк – диаметр неподвижной колонны (рис. 8.4, а). |
|
|
|
|
|
||||||||
В формуле (8.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fn = |
|
Fг |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
(8.2) |
|
|
|
|
|
|
2 cos α |
|
|
|
|
||||
Подставив (8.2) в (8.1), окончательно получим момент трения |
Tтрн в нижней опоре |
|
|||||||||||
|
Tтрн = Tтрр |
= cos α · |
fр · 2 + µ |
· |
Dр . |
|
|
||||||
|
|
|
|
Rг |
|
|
d |
|
Dк + Dр |
|
|
||
Тогда полный момент сопротивления повороту крана, равный сумме моментов трения в верхней и нижней опорах,
Tтр = Tтрв + Tтрн |
= Rг · fр · 2 + Rв · fу · |
2 |
+ cos α · fр · |
2 + µ |
· |
Dр . |
||
|
|
dв |
dу |
|
Rг |
d |
|
Dк + Dр |
8.5Расчет и выбор основных элементов механизма поворота
8.5.1Электродвигатель
Рассматривая уравнение неустановившегося движения при пуске условно приняли, что процесс разгона заканчивается, когда двигатель разгоняется до номинальной частоты вращения, т.е. при n = nн.
Тогда
nн |
|
π · Jпр. п |
nн |
|
dn |
|
π |
|
Jпр. п |
nн |
|
tпо |
|
|
tп = |
dtп = |
|
|
= |
|
|
, |
|||||||
30 · Tн |
Z0 |
mк − α |
|
· |
30 · |
·Tн |
· |
|
||||||
Z0 |
|
|
|
|
|
|||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nн |
dn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z0 |
|
|
= nн · tпо |
|
|
|
|
|
(8.3) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
mк − α |
|
|
|
|
|
|||||||
В действительности процесс разгона заканчивается при частоте вращения nст, соответствующей моменту Tст на валу электродвигателя от статического сопротивления.
|
|
0, 99 |
· |
nс – частота вращения |
Т.к. для механизмов поворота Tст очень мал, то nст = n0 |
(n0 = |
|
холостого хода; nс – синхронная частота, е¨e задают).
Поэтому в формуле (8.3) установлены границы интегрирования от n = 0 до n = nст.
В результате получены уточн¨eнные формулы для определения относительно времени пуска tпо, отличающиеся от формул (5.16) и (5.17).
1. Общепромышленные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии АИР и АИРС
tпо = |
1 |
|
ρ · (m − α). |
(8.4) |
80
8.5. Расчет и выбор основных элементов механизма поворота
|
Tст/Tн |
1,00 |
0,90 |
0,80 |
0,70 |
0,60 |
0,50 |
0,40 |
0,30 |
0,20 |
0,10 |
0,05 |
0,02 |
0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρ |
|
АИР |
0,67 |
0,77 |
0,87 |
0,97 |
1,07 |
1,17 |
1,27 |
1,37 |
1,47 |
1,57 |
1,62 |
1,65 |
1,66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
АИРС |
0,69 |
0,77 |
0,86 |
0,94 |
1,02 |
1,10 |
1,20 |
1,30 |
1,38 |
1,47 |
1,52 |
1,55 |
1,56 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.1: Расч¨eтные значения коэффициента ρ в зависимости от относительного статического момента Tст/Tн (кратности загрузки двигателя α) для асинхронных двигателей серии АИР и АИРС
2. Крановые электродвигатели с фазным ротором серии MТ при тр¨eхступенчатом пуске
|
|
|
|
1 |
|
|
|
tпо = |
0, 5 · (m − 1) + (1 − α). |
(8.5) |
|||
R |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
1,6 |
|
|
|
|
|
|
1,4 |
|
|
|
|
|
|
1,2 |
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
0,0 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
Tст /Tн |
Рис. 8.5: Расч¨eтные значения коэффициента ρ в зависимости от α = Tст/Tн. Обозначения: 1 – двигатель серии АИР; 2 – двигатель серии АИРС
Предварительный выбор мощности двигателя
Ниже предварительные значения помечены штрихами. Номинальная мощность электродвигателя, кВт,
T 0 · n0
Pн0 = 9550н н .
Номинальный вращающий момент электродвигателя
0 |
π · Jпрn |
· nн |
· tnо |
|
|
|
0 |
0 |
0 |
|
|
Tн |
= |
|
|
|
. |
|
0 |
|
|||
|
30 |
· tн |
|
|
|
Приведенный момент инерции при пуске
0 |
0 |
0 |
|
Jпрn |
= Jгр |
+ Jпов.ч |
, |
где Jгр0 и Jпов0 .ч – приведенные моменты инерции при пуске соответственно груза и поворотной части крана
J0 = |
|
FQ · L2 |
|
, J0 |
= |
|
Gi · Xi2 |
, |
||||||||
гр |
g |
|
( |
) |
2 |
|
η0 |
пов.ч |
|
P( |
) |
2 |
|
η0 |
|
|
|
|
· |
|
|
|
· |
|
|
|
· |
|
|
|
· |
|
|
81
Глава 8. Механизмы грузоподъемных машин. Механизм поворота
где i0 и η0 – соответственно передаточное отношение и КПД механизма поворота;
n0 i0 = nкрн ,
где n0 0, 9 · nс – номинальная частота вращения электродвигателя; nс – синхронная частота
н =
вращения электродвигателя, её задают;
t0nо – относительное время пуска, в предварительном расчете принимают t0nо = 0, 7. Время пуска
v0 t0н = 60 с· a,
где vс0 = 2π · L · nкр – окружная скорость стрелы на максимальном вылете. Для достижения максимальной производительности принимают
a = [a] = 0, 3см2 .
Тогда время пуска, с,
0 |
= |
vс0 |
|
vс0 |
|
tн |
|
= |
|
. |
|
|
|
||||
|
60 · 0, 3 |
18 |
|
||
Определив Pн0 , по каталогу выбирают электродвигатель обычно с ближайшей меньшей номинальной мощностью Pн в соответствии с ПВ. При этом должно выполняться условие
Pн |
≥ |
Pст = |
Tтр · nкр |
. |
(8.6) |
|
|
9550 · η0 |
|
||
Для выбранного электродвигателя из каталога выписывают nн, момент инерции ротора Jэд,
Tmax
m = Tн .
Корректировка предварительного расчета
Номинальный вращающий момент электродвигателя
Tн = 9550 · Pnнн .
Передаточное отношение механизма поворота
nн
i0 = nкр = i0ред · i0озп,
где i0ред и i0озп – передаточные отношения соответственно редуктора и открытой зубчатой передачи; i0, i0ред и, по возможности, i0озп округляют до стандартных значений.
Фактическая частота вращения крана
nкрф = niн
не должна отличаться от заданной более чем на 10%. В противном случае изменяют i. Фактическая окружная скорость стрелы на максимальном вылете
vcф = 2π · L · Jкрф .
82