При работе крана происходит постоянное чередование направления движения

крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов

подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для

увеличения производительности крана используют совмещение операций: Время

пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает,

используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для

подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения

может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон,

замедление) и период движения с установившейся скоростью.

Мостовой кран установлен в литейном цеху металлургического

производства, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и

все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного

исполнения не ниже IP 53 - защита электрооборудования от попадания пыли, а

также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с

токоведущими и вращающимися частями, а также защита электрооборудования от

капель воды падающих под углом 600 к вертикали.

Краны литейных цехов работают в непрерывно при интенсивном

использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и

излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина

управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется

установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при

проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические

показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки. Правилами

Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий

- Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

По таблице 1.1 Л2 определяем режим работы крана: Проектируемый

мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ40.

3 Исходные данные проектирования.

Исходными данными проектирования являются физичес - кие и

геометрические параметры механизма подъема мосто -вого крана, а также

размеры помещения цеха, в котором рас -положен кран. Исходные данные

представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Исходные данные проектирования.

|Наименование параметра |Значение |

| |параметра |

|1 |2 |

|Грузоподъемность главного крюка |80 т |

|Скорость подъема главного крюка |4,6 м/мин |

|Скорость передвижения крана |75 м/мин |

|Скорость передвижения тележки |30 м/мин |

|Высота подъема главного крюка |6 м |

|Вес главного крюка |0,8т |

|Диаметр барабана лебедки главного крюка |700 мм |

|Вес тележки |33 т |

|Длина перемещения моста |60 м |

|Длина перемещения тележки |22 м |

|КПД главного подъема под нагрузкой |0,84 |

|КПД главного подъема при холостом ходе |0,42 |

|КПД моста |0,82 |

|КПД тележки |0,79 |

|Длина помещения цеха |62 м |

|Ширина помещения цеха |15,5 м |

|Высота помещения цеха |10 м |

|Режим работы крана средний |С |

|Продолжительность включения крана % |40% |

4 Расчет статических нагрузок двигателя механизма подъема мостового крана

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных

к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма

подъема мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики мостового крана

пункта 3.

4.1 Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки

при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

Рст.гр.под = [pic] (4.1) [pic]

где G=m?g=80?103? 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

m-номинальная грузоподъемность, кг;

g-ускорение свободного падения, м/с2;

G0=m0?g=0,8?103?9,8=7840Н-веспустого захватываю- щего

приспособления;

m0 - масса пустого захватывающего приспособле -ния, кг;

vн = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

(нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.

Р ст.гр.под .= [pic] = 65,98 кВт.

4.2 Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого

захватывающего приспособления, кВт:

Р ст.п.гр.= [pic] (4.2) [pic]

где (хх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе.

Рст.п.гр.= [pic] =1,3 кВт.

4.3 Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза, кВт:

Ргр.=(G+G0)*vс*10-3 (4.3) [pic]

где vс=vн=0,07 м/с - скорость спуска.

Ргр=(784000+7840)*0,07*10-3=55,42 кВт.

4.4 Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения,

кВт:

Ртр.=([pic]) * (1 - ?нагр.) * vc * 10-3 (4.4) [pic]

Ртр .= ([pic]) * (1-0,84) * 0,07 * 10-3 = 8,88 кВт.

Так как выполняется условие Ргр ( Ртр, следовательно,

электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

4.5 Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске,

определяется следующим способом, кВт:

Рт.сп.=(G+G0)*Vс*(2-[pic])*10-3 (4.5) [pic]

Рст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2-[pic])*10-3=44,8 кВт.

4.6 Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего

захватывающего приспособления, кВт:

Рс.ст.о.=G0?Vс? ([pic]-2) ?10-3 (4.6)

[pic]

Рс.ст.о.=7840?0,07([pic]-2) ?10-3=0,2 кВт.

4.7 После определения статических нагрузок рассчитаем нагрузочный

график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла

работы (Таблица 4.1)

4.7.1 Время подъема груза на высоту Н:

tр1= [pic] =85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

4.7.2 Время перемещения груза на расстояние L:

t01=[pic] =48 сек.

4.7.3 Время для спуска груза:

tр2= [pic] =85,7 сек.

4.7.4 Время на зацепление груза и его отцепления:

t02= t 04=200 сек.

4.7.5 Время подъема порожнего крюка:

tр3= [pic] =85,7 сек.

4.7.6 Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового

груза:

t03= [pic] =48 сек.

4.7.7 Время спуска порожнего крюка:

tр4= [pic] =39,2 сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Рисунок 4.1- Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла.

Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма подъема.

|Участки |Подъем |Па - |Спуск |Па - |Подъем |Па - |Спуск |Па - |

| |груза |уза |груза |уза |крюка |уза |крюка |уза |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |

|Рс, (кВт) |65,98 |0 |44,8 |0 |1,3 |0 |0,2 |0 |

|t, (cек) |85,7 |48 |85,7 |200 |85,7 |48 |85,7 |200 |

4.7.8 Суммарное время работы электродвигателя:

( tр=tр1+ tр2+ tр3+ tр4=4*85,7 = 342,8 сек.

4.7.9 Суммарное время пауз:

( t0=t01+t02+t03+t04=48+48+200+200=496 сек.

4.8 Действительная продолжительность включения, %:

ПВд= [pic] ? 100( (4.8) [pic]

ПВд= [pic] ?100%=40,8%.

4.9 Эквивалентная мощность за суммарное время работы

электродвигателя, кВт:

Рэкв= [pic] (4.9) [pic]

Рэкв= [pic] =39,8кВт.

4.10 Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную

продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана,

кВт:

Рэн=Рэкв ? [pic] (4.10) [pic]

Рэн=39,8? [pic] =40,2 кВт.

4.11 Определяем расчетную мощность электродвигате ля с учетом

коэффициента запаса, кВт:

Рдв=[pic] (4.11) [pic]

где Кз = 1,2 - коэффициент запаса;

(ред = 0,95 - КПД редуктора.

Рдв= [pic] =50,7 кВт.

4.12 Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в

об/мин, определяется следующим способом:

wл=[pic]

(4.12) [pic]

где D - диаметр барабана лебедки, м.

wл = [pic] = 0,2 рад/с.

nл = [pic] (4.13) [pic]

nл = [pic]= 2 об/мин.

Полученные значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и

значение стандартной продолжительности включения ПВст = 40% , будут

являться основными критериями для выбора электродвигателя.

5 Выбор типов электродвигателя и редуктора механизма подъема мостового

крана

Целью расчета является выбор приводного электродви- гателя по

справочнику и проверка его по перегрузочной способности и по условиям

осуществимости пуска, а также выбор редуктора для механизма подъема

мостового крана.

Исходными данными являются исходные данные проекти-рования пункта 3 и

результаты расчетов пункта 4.

5.1 Выберем электродвигатель из следующих условий:

Рном ( Рдв (5.1)

[pic]

Рном ( 50,7 кВт

Таблица 5.1 - Технические данные асинхронного электро - двигателя с

фазным ротором типа МТН512-6

|Параметры двигателя |Значение параметра |

|1 |2 |

|Мощность, Рн |55 кВт |

|Частота вращения, nн |970 об/мин |

|Ток статора, I1 |99 А |

|Коэффициент мощности, Соs ( |0,76 |

|КПД, (н |89 % |

|Ток ротора, I2 |86 А |

|Напряжение ротора, U2 |340 В |

|Максимальный момент, Мm |1630 Нм |

|Маховый момент, GD2 |4,10 кг?м2 |

|Напряжение, U |380 В |

|Частота, f |50 Гц |

|Продолжительность включения, ПВст |40 % |

5.2 Проверяем выбранный электродвигатель по допусти - мой нагрузке и

условию осуществимости пуска.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям:

5.2.1 Первое условие допустимой нагрузки:

Мдоп > Мс.max, (5.2)

[pic]

где Мс.max = 9550 ? [pic] Нм;

Рс - статическая мощность при подъеме груза, кВт;

nн - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Мс.max = 9550 ? [pic] =649,5 Нм;

Мдоп = Мm = 1630 Нм;

Мдоп=1630 Нм > 649,5 Нм = Мс.max

Первое условие выполняется.

5.2.2 Второе условие допустимой нагрузки:

Мср.п ( 1,5 Мс.max (5.2.2) [pic]

где Мср .п = [pic] - средний пусковой момент, Нм;

М1 = 0,85 ? Мm = 0,85 ? 1630 = 1385,5 Нм - максимальный момент

двигателя при пуске, Нм;

М2 = (1,1 - 1,2) ? Мн = 1,2 ? 649,5 = 779,4 Нм - минималь -

ный момент двигателя, Нм;

Страницы: 1, 2, 3, 4