1. Исходные данные для проектирования

В соответствии с кинематической схемой привода (рис. 1.1) для варианта 25 приведены следующие исходные данные:

• масса всех поступательно движущихся частей системы т=45 т;

• момент инерции барабана J=85 т*м²;

• статистические усилия в начале и конце рабочего цикла Fc.н и Fc.к=95 кН и 90 кН;

• передаточное отношение механической передачи i=11,5;

• диаметр барабана D_б=5 м;

• установившаяся скорость подъема груза V_уст=5,2 м/с;

• скорость в конце первого участка разгона V₁ =0,8 м/с;

• скорость дотягивания при торможении V₅ =0,3 м/с;

• ускорение а₁ =0,2 м/с²;

• ускорение а₂ =0,8 м/с²;

• ускорение а ₄ =0,8 м/с²;

• ускорение а₆ =0,15 м/с²;

• время равномерного движения t₃ =80 c;

• время равномерного движения t₅ =5 c;

• время паузы t₀ =20 c;

2. Расчёт мощности электродвигателя

   1. Предварительный выбор электродвигателя

По заданным исходным данным определяем приведенный к частоте вращения вала двигателя момент статистического сопро­тивления в начале и конце рабочего цикла:

где - заданные усилия статистического сопротивления со­ответственно в начале и конце рабочего цикла; = 0,92 ... 0,96 -

КПД механических передач; - установившаяся угловая скорость двигателя; i - передаточное отношение механической передачи; - угловая скорость движения рабочего механизма, .

Средний момент статистического сопротивления, приведенный к валу двигателя: .

Требуемая средняя мощность электродвигателя:

где = 1,3... 1,5 - коэффициент запаса, большее значение которо­го принимают при больших значениях динамического момента. Ориентировочная частота вращения ротора:

.

Расчёты: ;

;

Согласно приложению 2[1] выбираем двигатель АКН3-2-16-57-12УЗ:

Проведём перерасчёт скорости установившегося движения:

где высота поднятия груза.

Выписываем необходимые паспортные данные выбранного двигателя:

Таблица 2.1

Тип	Pном, кВт	Uном, кВ	nном,	cos φном	η,%		Параметры ротора				J, кг·м2
							Uном, В	Iном, А	Сопротивле-ние фазы,Ом
АКН3-2-16-57-12УЗ	800	6	365	0,8	94,3	2,4	990	480	0,0128	257,5

2. Расчёт и построение нагрузочных диаграмм

Время разгона и замедления при постоянном ускорении на периоде диаграммы v(t):

где – начальное и конечное значения скорости на данном участке; - ускорение или замедление двигателя на i-м участке диаграммы.

Полное время цикла:

Момент инерции системы, приведённый к валу двигателя:

где (0,05...0,1) - момент инерции двигателей редуктора, вращающихся со скоростью ротора двигателя; = (0,05...0,1) момент инерции деталей редуктора, вращающихся со скоростью барабана.

Если момент статистического сопротивления изменяется во времени по линейному закону, то значение его в n-й точке диа­граммы

Значение момента на валу двигателя в п-й точке диаграммы определяют из основного уравнения движения привода, в кото­ром все величины приведены к валу двигателя:

где угловое ускорение или замедление двигателя на i-м участке диаграммы.

По полученным данным на одном рисунке строим тахограмму, диаграмму ускорений и нагрузочную диаграмму рабочей ма­шины (рис. 2.1). Построенные нагрузочные диаграммы позволяют обосновать и выбрать режим работы двигателя на каждом участ­ке.

Расчёты:

(0,05...0,1) кг·м² ;

= (0,05...0,1) кг·м² ;

Так как в период замедления момент положительный, то сделаем вывод, что в нашем случае применяется торможение в двигательном режиме.

V,

м/с

а,

м/с²

t,c

t,c

V_уст

V₅

V₁

t₁

t₂

t₃

t₄

t₅

t₀

t₆

4

50

5

20

2

а₁

а₂

а₄

а₆

М,

кН·м

3

4

1

2

6

9

10

М_сн

М_ск

5

11

12

7

8

t,c

13

9,4

10

Рис.2.1. Тахограмма и нагрузочная диаграмма рабочей машины