Контрольні питання
Надати характеристику режимам роботи кранового електрообладнання.
Які вимоги пред'являються до ЕП кранових механізмів?
З яких механізмів складається крановий електропривод?
Навести та пояснити кінематичну схему механізму підйому.
Для чого використовується і як вибрати поліспаст?
Як вибирається канат і барабан натягу?
Як розраховується потужність ЕД механізму підйому?ПРАКТИЧНЕ
Контрольне завдання №2
ТЕМА:Побудова навантажувальних діаграм та перевірка на нагрів електродвигуна механізму підйому
МЕТА: Придбання навичок у визначенні навантажень привода під час операцій підйому і спуска вантажу методом еквівалентного моменту.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Для перевірки двигунів механізмів крана на нагрів необхідно побудувати навантажувальні діаграми електроприводів для заданого циклу роботи. Тривалість циклу не повинна перевищувати 10 хв.
Навантажувальну діаграму механізму підйому (протягом циклу) необхідно представити як діаграму, що складається з навантажень привода під час підіймання та опускання номінального вантажу, а також при підійманні й опусканні порожнього вантажозахватного пристрою за умови відсутності електричного гальмування, як це представлено на рис.1.
Час пуску привода при цьому визначається як:
, (25)
де
- час пуску на i-й ділянці навантажувальної
діаграми;
- приведений до вала двигуна момент
інерції всіх мас, які обертаються і
поступально рухаються при підйомі й
опусканні вантажів, кгм2;
- середній пусковий момент приводного
двигуна, Нм;
- номінальна кутова швидкість двигуна,
рад/с;
- статичний момент на валу двигуна при
підйомі й опусканні вантажів, Нм.
Знак «мінус» у формулі (25) відповідає пуску двигуна при підйомі вантажу, знак «плюс» - при його опусканні.
Рисунок 3 - Навантажувальна діаграма швидкості і моменту механізму підйому крана
Приведений до вала двигуна момент інерції при підйомі вантажу:
, (26)
де
- маса вантажів, які рухаються
поступально, кг;
- фактична швидкість переміщення вантажу,
м/с;
- ККД механізму підйому;
- коефіцієнт, що враховує моменти інерції
частин, що обертаються повільніше, ніж
вал електродвигуна (приймається рівним
1.05-1.25);
- моменти інерції відповідно ротора
приводного електродвигуна та зубчатої
муфти з гальмівним шківом, кгм2.
При гальмівному спуску вантажів співвідношення (26) виглядатиме:
. (27)
При невеликому моменті інерції механізму динамічний момент, обумовлений в основному тільки прискоренням ротора двигуна, навантажує передачі механізму незначно.
Таким чином, приведені до вала електродвигуна моменти інерції при підйомі й опусканні порожнього вантажозахватного пристрою приблизно рівні і розраховуються по формулі (26); ККД механізму в цьому випадку не враховується.
Середній пусковий момент двигуна:
, (28)
де
- пусковий момент;
- момент перемикання.
Для кранових асинхронних двигунів з
фазним ротором, що мають кратність по
максимальному моменту
,
пусковий момент може бути прийнятий:
, (29)
де
- номінальний момент двигуна.
Якщо
,
розраховується за формулою:
, (30)
де
- критичний момент асинхронного двигуна.
Кранове електрообладнання змінного струму повинне надійно працювати при падінні напруги мережі на 15%, тому варто прийняти рівним:
. (31)
Момент перемикання
,
де
середній статичний момент механізму
підйому, розрахований по співвідношенню
(17).
Знаючи фактичну швидкість переміщення і висоту підйому вантажу , визначаємо час сталого руху при підйомі вантажу:
. (32)
Тоді загальний час сталого руху привода за цикл роботи при підйомі і спуску повного вантажу, а також при підйомі і спуску порожнього вантажозахватного пристрою:
. (33)
Загальна тривалість пуску за цикл:
, (34)
де
- час пуску при підйомі номінального
вантажу;
- час пуску при підйомі порожнього
вантажозахватного пристрою;
- час пуску при спуску номінального
вантажу;
- час пуску при спуску порожнього
вантажозахватного пристрою.
Час пуску привода розраховується за формулою (25) при відповідних статичних моментах і приведених до вала двигуна моментах інерції, знайдених за співвідношеннями (26), (27) з урахуванням режимів підйому і спуска.
Робочий час за цикл:
. (35)
Тоді загальна тривалість пауз при заданому ПВ% визначиться співвідношенням:
. (36)
Загальна тривалість циклу:
. (37)
Кількість ввімкнень електропривода за годину:
, (38)
де
- кількість ввімкнень за
цикл.
Перевірка двигуна на нагрів робиться методом еквівалентного моменту за формулою:
, (39)
де
- середній пусковий момент електродвигуна;
- статичні моменти на валу двигуна при
підйомі і спуску вантажів, різних по
вазі;
- загальний час пуску протягом одного
циклу;
- загальний час сталого руху;
- загальний час пауз;
- коефіцієнт, що враховує погіршення
умов охолодження під час пуску і
гальмування;
- коефіцієнт, що враховує погіршення
умов охолодження під час пауз;
- для відкритих і захищених двигунів з
вентилятором на валу;
- для закритих двигунів з ребрами і
зовнішнім обдувом;
- для закритих двигунів.
При цьому повинно дотримуватися умова:
(40)
ЗАВДАННЯ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ
Розрахувати навантаження приводу під час операцій підйому і спуска вантажу методом еквівалентного моменту та побудувати навантажувальні діаграми швидкості і моменту механізму підйому крана. Початкові дані наведені у додатку .
ПРИКЛАД РІШЕННЯ
Вихідні дані для розрахунку:
вантажопідйомність крану 30т;
вага вантажозахоплюючого пристрою 0.9т;
фактична швидкість пересування вантажу 0.15 м/сек = 9 м/хв.;
ККД
механізму крана
;
597.12
;
1005.4
;
78.09
;
643.49
;
31.2
.
висота підйому 14 м.
Асинхронний двигун з ФР серії МТН (50Гц; 220/380В):
тип
МТН 612-10
70
кВт; 
560
,
або
58.613
рад/с;
кгсм2.
Зубчата муфта з гальмовим шківом
мм,
320
кгс м,
0.0471
кгс м с2.
ПРИКЛАД РІШЕННЯ
Приведений до вала двигуна момент інерції при підйомі вантажу:
7.106
кг м2,
де 
0.536
кгс м с2 = 5.25 кг м2;
кг
м2;
кг.
При підйомі порожнього вантажозахоплюючого пристрою:
6.86
кг м2,
де 
кг.
При гальмуванні з вантажем:
7.015
кг м2.
При гальмуванні без вантажу:
6.858
кг м2,
де 
кг.
Середній пусковий момент двигуна:
Н м,
де
Н м;
Нм;
716.544
Н м.
Час сталого руху при підйомі вантажу:
с.
Загальний час сталого руху привода за цикл роботи при підйомі і спуску повного вантажу, а також при підйомі і спуску порожнього вантажозахватного пристрою:
с.
Час пуску при підйомі номінального вантажу:
с.
Час пуску при підйомі порожнього вантажозахоплюючого пристрою:
0.22 с.
Час пуску при спусканні номінального вантажу:
0.33 с.
Час пуску при спусканні порожнього вантажозахоплюючого пристрою:
0.217 с.
Робочий час за цикл:
c.
с,
де тривалість пауз при заданому ПВ%:
с.
Загальна тривалість циклу:
с.
Навантажувальна діаграма механізму підйому крана наведена на рис. 2.2.
Кількість ввімкнень електропривода за годину:
Робимо перевірку обраного двигуна на нагрів методом еквівалентного моменту:
Умова перевірки виконується : 
Рисунок 4 - Навантажувальна діаграма механізму підйому мостового крана