1.8 Вибір гальма

Гальмо, як правило, встановлюють на швидкохідному валі лебідки (рис.1.7), причому для підвищення надійності гальмівний шків виконують на напівмуфті, закріпленій на вихідному валі редуктора. Гальмо вибирають таким чином, щоб його фактичний гальмівний момент М_ГФ був більшим, ніж розрахунковий потрібний гальмівний момент М_Г.Р:

М_ГФМ_Г.Р=К_Г М_{СТ.О .}, (1.22)

де М_СТ.О – статичний момент на валі двигуна, створюваний вантажем, що

опускається, Нм:

(1.23)

де u_м.ф – фактичне передаточне число усього механізму u_м.ф=i_п u_р.ф u_п .

Коефіцієнт запасу гальмування К_Г механізму підіймання вантажу повинний становити не менше, ніж К_Г =1,5 відповідно до п.4.4.4 [1]).

У лебідках застосовують нормально замкнені колодкові гальма з пружинним замиканням. Як правило, використовують гальма, що розмикаються за допомогою електрогідравлічного штовхача типу ТКГ (рос.”тормоза колодочные гидравлические”), оскільки такі гальма забезпе-чують більш плавне гальмування порівняно з дешевшими гальмами ТКТ, обладнаними електромагнітним штовхачем.

Під час вибору гальма для лебідки користуються таблицями додатка Ж (табл.Ж.1 та Ж.2). З таблиці вибирають типорозмір гальма, максимальний гальмівний момент якого більший за потрібний, і наводять його основні характеристики, в тому числі й фактичний гальмівний момент М_ГФ, на який повинне бути відрегульоване вибране гальмо. Треба мати на увазі те, що надмірний гальмівний момент може привести до недопустимо високих динамічних навантажень, пов’язаних із великими сповільненнями.

Приклад. Фактичне передаточне число всього механізму підіймання u_м.ф=3 401=120. Статичний момент на валі двигуна, створюваний ванта-жем, що опускається, за (1.23): М_СТ.О = 100 0,17 0,81000/120 = 113 Нм. При коефіцієнті запасу гальмування К_Г =1,5 розрахунковий потрібний гальмівний момент М_Г.Р=1131,5=170 Нм. З табл. Ж.1 вибираємо гальмо ТКГ-200, у яко-го М_Г.max = 250 Нм  М_ГР = 170 Нм, М_Г.mін = 160 Нм  М_ГР = 170 Нм, діаметр шківа D_Ш = 200 мм; момент інерції шківа J_Ш = 0,07 кгм². Вибране гальмо потрібно відрегулювати на фактичний гальмівний момент М_Г.Ф=170 Нм.

1.9 Визначення тривалості пуску та прискорення під час розгону

вантажу

Вибраний двигун під час розгону в процесі підіймання номінального вантажу має забезпечувати:

– тривалість розгону, яка не повинна перевершувати рекомендовану для цього двигуна величину, інакше двигун швидко вийде з ладу (можна приймати рекомендовану максимальну тривалість t_П.П 3 с);

– прискорення, яке не повинно перевершувати рекомендовані значення, інакше значними стають динамічні навантаження на елементи механізму (можна приймати [а]= 0,4...0,6 м/с²).

Таким чином, повинні виконуватися умови:

t_П.П = J_ _ДВ / М_ДИН  t_П.П = 3 с; (1.24)

а_п.п = V_ф / t_П.П  [а]= 0,4...0,6 м/с², (1.25)

де J_ - сумарний момент інерції рухомих частин механізму в процесі розгону, приведений до вала двигуна, кгм²:

J_ = J_ПОСТ + J_ОБ (1.26)

J_ПОСТ – момент інерції вантажу, приведений до вала двигуна:

де m = 1000Q, кг - маса номінального вантажу;

J_ОБ - момент інерції частин механізму, які обертаються, J_ОБ = J_Ш.В С.

Коефіцієнт С = 1,1...1,2 враховує моменти інерції частин механізму, які обертаються повільніше, ніж вал двигуна, тобто інерцію проміжного і вихідного валу. J_Ш.В - момент інерції швидкохідного вала, кгм². Без значної похибки можна враховувати тільки моменти інерції ротора вибраного двигуна J_Р та шківа гальма J_Ш, нехтуючи інерцією муфти, шестерні та інших конструктивних елементів механізму, розміщених на швидкохідному валі:

J_Ш.В = J_Р + J_Ш .

У механізмі підіймання, звичайно, J_ПОСТ << J_ОБ, тому без великої похибки можна приймати J_ = J_ОБ).

М_дин – частина крутного моменту двигуна, Нм, за рахунок якої здійснюється розгін;

М_дин = М_сер.п - М_ст.п , (1.27)

де М_сер.п – середній момент електродвигуна в процесі пуску.

М_сер.п = М_н  К_сер.п , (1.28)

де К_сер.п - кратність середньопускового моменту (для двигуна з фазним ротором (МТF, МТН) значення К_сер.п = 1,5...1,6; для двигунів з короткозамкненим ротором (МТКF, МТКН, МТК, АИР, АМУ, 4А, 4АС) К_сер.п = (К_пуск + К_max)/2; можна приймати К_сер.п = 1,6...1,8).

Номінальний момент двигуна, Нм:

М_н = 1000N_ДВ / _ДВ . (1.29)

М_ст.п – статичний момент на валі двигуна, який створюється вантажем, що підіймається, Нм:

(1.30)

Невиконання умови (1.24) свідчить про необхідність збільшення потужності двигуна, а умови (1.25) – про необхідність її зменшення. Виконання умов обов’язково слід перевіряти, якщо в приводі використовується двигун із короткозамкненим ротором. Оскільки прямий пуск двигуна з фазним ротором через командоконтролер неможливий, то в разі використання такого двигуна перевірку можна не виконувати.

Приклад. Використовуючи моменти інерції ротора вибраного двигуна J_Р=0,28 кгм² та шківа гальма J_Ш=0,07 кгм², знаходимо момент інерції швидкохідного вала J_Ш.В = 0,28 + 0,07=0,35 кгм², а також момент інерції частин механізму, які обертаються, J_ОБ = 0,35 1,2=0,42 кгм². Враховуючи, що в механізмі підіймання, звичайно, J_ПОСТ <<J_ОБ, не будемо розраховувати J_ПОСТ, а приймемо сумарний момент інерції рухомих частин механізму в процесі розгону, приведений до вала двигуна: J_ = J_ОБ=0,42 кгм². Попередньо, для визначення М_дин – частини крутного моменту двигуна, за рахунок якої здійснюється розгін, розраховуємо: за (1.29) – номінальний момент двигуна М_н = 100010,5 /70=150 Нм; за (1.28) – середній момент електродвигуна в процесі пуску при К_сер.п = 1,5 – М_сер.п = 150  1,5= 225 Нм; за (1.30) – статич- ний момент на валі двигуна, який створюється вантажем, що підіймається: М_ст.п=100 0,171000/(120 0,8)=177 Нм Далі, за (1.27) – М_дин=225-177=48 Нм. Тривалість розгону в процесі підіймання номінального вантажу, яку здатний забезпечити вибраний двигун, розраховуємо за (1.24): t_П.П = 0,4270/48 = =0,62 с  t_П.П = 3 с. Прискорення при знайденій тривалості за (1.25): а_п.п = 0,099 / 0,62=0,16 м/с  [а]= 0,4...0,6 м/с².

Таким чином, обидві умови виконуються, тривалість розгону і прискорення знаходяться у рекомендованих межах, тому вибраний двигун підходить, корегування його потужності не потрібне.