Проектирование электротехнических устройств Курс лекций по электротехнике Курс лекций по теории электрических цепей Курс лекций по информатике

Проектирование и моделирование электротехнических устройств

Определение моментов нагрузки механизмов подъема груза и передвижения крана

Как уже отмечалось, проектирование электропривода в большинстве случае начинается с расчета и построения нагрузочной диаграммы исполнительного механизма, которая позволяет определить расчетное значение мощности иле момента для предварительного выбора приводного двигателя (см. § 4).

Электроприводы грузоподъемных механизмов обычно имеют несколько двигателей, которые работают, как правило, в повторно-кратковременных режимах, отличающихся друг от друга лишь относительной продолжительностью включения. Так, мостовые краны имеют механизм подъема груза, механизм передвижения тележки и механизм передвижения моста, каждый из которых приводится в движение своим электродвигателем; башенные краны имеют механизмы подъема груза, передвижения и поворота крана, а также механизм изменения вылета стрелы, двигатель которого в отличие от предыдущих работает в кратковременном режиме.

Все двигатели механизмов повторно-кратковременного режима связаны общим циклом работы. С целью упрощения и упорядочения расчета предположим, что в любой момент времени работает не более одного двигателя. При этом двигатель механизма подъема за один цикл работы крана обеспечивает подъем и опускание груза, а также подъем и спуск холостого гака, остальные двигатели - движение механизма в прямом и обратном направлении. Будем полагать также, что для выполнения каждой операции двигатель включается и отключается только один раз. Таким образом, за один цикл двигатель подъема груза включается в работу четыре раза, остальные - два раза. Поэтому двигатели подъема груза работают в более напряженном режиме, чем остальные, и выбираются с номинальным ПВ = 25 – 40%, в то время как остальные с ПВ = 15 – 25%.

Для построения нагрузочной диаграммы М =f(t) грузоподъемного механизма необходимо использовать следующие уравнения приведенных к валу двигателя статических моментов:

- для подъема номинального груза

- для опускания номинального груза

a – кратность полиспаста

- для подъема холостого гака


 Определяется из кривой для η (рис. 2) по отношению

 

- для спуска холостого гака

 

 

 

Момент М4ст обычно получается с минусом, так как при его определении используется формула, полученная для тормозного спуска, который при η0<0,5 невозможен и заменяется силовым спуском. Знак "минус" (–) при этом указывает на то, что момент имеет направление, противоположное предполагаемому (не тормозной, а движущий).

Моменты сопротивления горизонтального перемещения (тележки, крана) можно определить из выражений:

- дли перемещения механизма с грузом


- дли перемещения механизма с грузом

где mмех – масса механизма, кг;

mгр – масса перемещаемого груза;

µ – коэффициент трения качения колеса по рельсу (плечо реактивной силы), см; значения µ приведены в табл.2;

f - rоэффициент трения скольжения в опоре колеса; для подшипников качения f = 0,015, для подшипников скольжения f = 0,08-0,1;

d – диаметр цапфы (шейки оси колеса), см;

Кр = 1,2 – 2,5 – коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы при перекосах.

 

Среднее значение момента будет

Для выбора двигателя

где к = 1,1-1,5 – коэффициент учитывающий необходимость преодоления динамических нагрузок.

Приведенные к валу двигателя статические моменты можно определить после выбора двигателя и определения передаточного отношения и к.п.д. передачи по формулам (см. § 8):

– для перемещения механизма с грузом

– для перемещения механизма без груза

где i и η - соответственно передаточное отношение и к.п.д. между валом ходовых колес и валом двигателя.

Пользуясь найденными значениями моментов, можно построить диаграмму нагрузок на валу рабочего органа механизма или приводного двигателя. Но для этого должны быть известны отрезки времени, в течение которых механизм работает с той или иной нагрузкой.

Если курсовое задание не предусматривает построения нагрузочной диаграммы рабочего механизма, то определенными значениями моментов на валу механизма пользуются лишь для предварительного выбора двигателя, а значениями статических моментов, приведенных к валу двигателя – позднее для построения нагрузочной диаграммы приводного двигателя.

Основой для предварительного выбора приводного двигателя, как правило, является нагрузочная диаграмма исполнительного механизма, под которой понимается зависимость потребляемой механизмом мощности или момента от времени

Определение моментов нагрузки механизма изменения вылета стрелы

Определение моментов нагрузки лифтов Лифты являются механизмами вертикального транспорта, предназначенными для транспортировки пассажиров и грузов в жилых, производственных и административных зданиях. Для выравнивания графика нагрузки приводного двигателя большинство современных подъемников выполняются с противовесом. При значительной высоте подъема противовес и кабина соединяются кроме основных несущих канатов, еще и уравновешивающими канатами.

Разработка кинематической схемы проектируемого механизма Выбрав электродвигатель с оптимальной номинальной скоростью и зная заданную скорость рабочего органа электрифицируемого агрегата, можно определить общее передаточное отношение от двигателя к рабочему органу исполнительного механизма

Расчет и построение механических характеристик асинхронных двигателей Скорость всех электродвигателей (кроме синхронного) является функцией электромагнитного момента и, следовательно, момента нагрузки на валу, которое в установившемся режиме работы привода уравновешивают друг друга. Поэтому заданная скорость рабочего органа электрифицируемого механизма используется лишь на первых порах проектирования для предварительного выбора двигателя. В дальнейшем для каждого режима скорость электропривода должна быть взята из механической характеристики выбранного двигателя.


На главную