Выбор и проверки электродвигателя. Механизм подъема груза.

Выбор и проверки электродвигателя. Механизм подъема груза.

Продолжительность включения электродвигателя

где T_ц – время цикла, равное

с

Величина первого сопротивления передвижению тележки с номинальным грузом равна:

Коэффициент k ₁, учитывающий сопротивление движению из-за трении реборд ходовых колес о рельсы примем 2.0 (обычно он равен от 1.8 до 2.5)

Коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам f положим равным 0.001

А коэффициент трения в опорах ходовых колес μ положим равным 0.018 (обычно он находится в пределах 0.015…0.02)

Радиус кодового колеса тележки и радиус цапфы тележки легко посчитать, зная их диаметры.

Потери в направляющих блоках грузовых канатов равны

Где η_бл = 0.9 – коэффициент полезного действия каждого блока, а n – число блоков. Обычно в приводе используется три блока поэтому в нашем случае пусть n = 3.

Суммарное усилие, необходимое для передвижения тележки с грузом равно сумме усилий потерь с ветровой нагрузкой:

где F_г, F_т, F_зу – наветренные площади груза, тележки и захватывающего устройства, а p = 15 кг/м² – ветровая нагрузка на единицу площади

Н

Статическая мощность на валу электродвигателя механизма передвижения тележки в установившемся режиме при передвижении с номинальным грузом равна

Вт

Аналогично рассчитаем величину мощности при движении без груза:

Величина первого сопротивления передвижению тележки:

Н

Потери в направляющих блоках грузовых канатов:

Н

 

Суммарное усилие, необходимое для передвижения тележки без груза

Н

Статическая мощность на валу электродвигателя механизма передвижения тележки в установившемся режиме при передвижении с номинальным грузом равна

где η ₀ – КПД механизма передвижения тележки при передвижении без груза, определяется по кривым зависимости КПД крановых механизмов от нагрузки и номинального КПД механизма передвижения тележки.

Расчетная мощность электродвигателя

где K_з = 1.3 – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную нагрузку электродвигателя в моменты пуска и торможения

Выбор электродвигателя производится по условию P_ном ≥ P_расч

Блоки. КПД подвижного и не подвижного блоков.

Блоки −− простые механические устройства, позволяющие регулировать силу. Любой блок представляет собой колесо с желобом по окружности, вращающееся вокруг своей оси. Если ось является неподвижной, то блок называется неподвижным. Если ось является подвижной, то блок называется подвижным. Желоб предназначен для каната, цепи, ремня и т. п.

Неподвижный блок.

Действие неподвижного блока аналогично действию рычага с равными плечами l₁=l₂=r. Приложенная сила F₁ равна нагрузке F₂, и условие равновесия имеет вид:

F₁ = F₂.

Неподвижный блок применяют, когда нужно изменить направление силы, не меняя ее величину.

Подвижный блок.

Подвижный блок действует аналогично рычагу, плечи которого составляют: l₂ = l₁ /2 = r. При этом условие равновесия имеет вид:

.

где F₁ — приложенная сила, F₂ — нагрузка. Применение подвижного блока дает выигрыш в силе в два раза.

РАСЧЕТ

При той же длине каната многослойная навивка позволяет применять барабаны меньшей длины, чем при однослойной навивке, однако условия работы каната в этом случае резко ухудшаются, уменьшается срок его службы, не обеспечивается равномерность хода груза; скорость перемещения груза получается различной при навивании первого и каждого из последующих слоев. Барабаны для многослойной навивки делают с гладкой поверхностью и бортами, предотвращающими сход каната. Высота бортов h_o:

h₀=(m+2)d_К

где h₀ - высота бортов барабана; d_к - диаметр каната;

При заданной канатоемкости L_К, диаметре каната d_К, диаметре барабана D_Б, шаге навивки, равном d_К, числе навиваемых слоев m, Длина барабана с гладкой поверхностью:

L_Б=L_Кd_К/ π m(md_К+D_Б)

Канатоёмкость барабана зависит от длины и диаметра барабана L_Б и D_Б, количества слоёв навивки каната на барабане m и диаметр каната d_к, которые выбираются из паспорта. Канатоёмкость определяют, м

L_К=(πzm(D_Б d_К)-2π D_Б )/1000

где z - число витков каната на рабочей длине барабана, z = L_Б / t; t - шаг навивки каната, t = d.

Виды ГПМ

ГПМ, в зависимости от конструктивных особенностей и основы для перемещения, делятся на следующие виды:

• Мостовые;

• Кран-балки;

• Консольные краны;

• Козловые краны;

• Краны-штабелеры.

Из основных конструктивных тенденций в подъемно-транспортном машиностроении следует отметить следующие:

создание качественно новых грузоподъемных машин и механизмов, а также широкую модернизацию существующих машин и установок для обеспечения механизации и автоматизации погрузочно- разгрузочных, транспортных и складских работ во всех областях народного хозяйства;

повышение грузоподъемности грузоподъемных машин при одновременном значительном снижении их массы благодаря применению новых кинематических схем, более совершенных методов расчета, новых рациональных профилей металла, новых материалов —легированных сталей, легких сплавов и пластмасс, а также новой прогрессивной технологии машиностроения;

увеличение производительности по различным видам оборудования благодаря применению широкого регулирования скоростей механизмов, автоматического, полуавтоматического и дистанционного управления, специальных захватных и других подъемных агрегатов, а также создание улучшенных условий труда крановщиков благодаря применению установок для охлаждения и очистки воздуха в кабинах и других мероприятий;

повышение надежности работы машин и долговечности их элементов путем разработки новых конструктивных решений, применения новых уточненных методов расчета и материалов с улучшенными физико-механическими свойствами.

Требования по безопасной эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов в основном изложены в "Правилах устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов", утвержденных Госгортехнадзором России 30 декабря 1992 года. Эти Правила устанавливают требования к проектированию, устройству, изготовлению, установке, ремонту, реконструкции и эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов, а также грузозахватных органов, приспособлений и тары.

 

Выбор типа редуктора

Исходя из расположения осей входного и выходного вала в пространстве, выбираем цилиндрический горизонтальный редуктор. Крепление редуктора на фундамент. Вариант сборки редуктора 12.

Выбор габарита редуктора

1) Передаточное число редуктора (формула 1)

U = 1500/40= 37,5

По таблице 1 выбираем передаточное отношение редуктора 40. Это передаточное отношение имеют редукторы 1Ц2У, РМ, РЦД, Ц2, 1Ц3У, Ц3У…(Н), Ц3Н

2) Определим коэффициент режима работы (формула 4)

Креж= 1,0 х 1,0 х 1,2 х 1,0 х 1,0 = 1,2

3) Расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора (формула 2)

Трасч = 1800 х 1,2 = 2160 Нхм

4) Расчетная радиальная консольная нагрузка (формула 6)

Fвых.расч = 5000 х 1,2 = 6000 Н

5) Исходя из соблюдения условия формулы 7,8, наиболее эффективно использование в данном приводе редуктора 1Ц2У-200-40-12 со следующими характеристиками: Тном = 2500 Нхм; Fном = 12500 Н.

Схема полиспаста

Вот простейшая схема полиспаста.

Кружки это блоки. Большой круг привод, а вернее барабан, грузоподъемного крана. Конец троса закреплен не на крюке крана, а на неподвижной относительно крана поверхности. Такой поверхностью может быть стрела крана или, если говорить про башенные краны, каретка. Нижний блок никак не закреплен на кране и является подвижным относительно него. Это две простейшие схемы устройства полиспаста.

Какие же нагрузки возникают в этом случае?

Расчет полиспаста

Вернее будет спросить, как изменится нагрузка на двигатель и на сам канат. В нашем случае она уменьшится в два раза.

Силовой полиспаст

Скоростной полиспаст

В примере выше представлено устройство именно силового полиспаста. В нем усилие сокращается в два раза, но и присутствует существенный недостаток. Внимательно посмотрите на рисунок. Скорость изменения положения груза будет в два раза ниже, чем скорость «намота» троса на бобину двигателя.

Скоростной полиспаст представляет собой обратную картину. Просто представьте, что двигатель и крюк поменяли местами. Скорость относительно базового безблочного варианта возрастет в два раза. Но усилие необходимое чтобы поднять груз тоже вырастет.

Кратность полиспаста

Усложняем схему. Никто нам не мешает использовать не два блока, а три, четыре и более.

На рисунке представлен сдвоенный полиспаст. Нагрузка на двигатель снижена примерно в четыре раза. «Примерно» потому что часть усилия мы теряем на трение каната о блок. КПД блока обычно составляет 0,97.

Кратностью полиспаста называется как раз отношение усилий троса на барабане и около груза. В примере выше кратность полиспаста равна четырем.

Машинный привод ГПМ. Предварительный выбор электродвигателя МПГ.

 

Среднеквадратичный момент

-Среднеквадратичная мощность:

Если номинальная мощность выбранного двигателя оказывается равной или больше найденной среднеквадратичной мощности, перегрев двигателя не происходит, если меньше, то выбираем двигатель большой мощности.

Группы режима работы в ГПМ.

Среднеквадратичный момент

-Среднеквадратичная мощность:

Если номинальная мощность выбранного двигателя оказывается равной или больше найденной среднеквадратичной мощности, перегрев двигателя не происходит, если меньше, то выбираем двигатель большой мощности

Выбор и проверки электродвигателя. Механизм подъема груза.

Продолжительность включения электродвигателя

где T_ц – время цикла, равное

с

Величина первого сопротивления передвижению тележки с номинальным грузом равна:

Коэффициент k ₁, учитывающий сопротивление движению из-за трении реборд ходовых колес о рельсы примем 2.0 (обычно он равен от 1.8 до 2.5)

Коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам f положим равным 0.001

А коэффициент трения в опорах ходовых колес μ положим равным 0.018 (обычно он находится в пределах 0.015…0.02)

Радиус кодового колеса тележки и радиус цапфы тележки легко посчитать, зная их диаметры.

Потери в направляющих блоках грузовых канатов равны

Где η_бл = 0.9 – коэффициент полезного действия каждого блока, а n – число блоков. Обычно в приводе используется три блока поэтому в нашем случае пусть n = 3.

Суммарное усилие, необходимое для передвижения тележки с грузом равно сумме усилий потерь с ветровой нагрузкой:

где F_г, F_т, F_зу – наветренные площади груза, тележки и захватывающего устройства, а p = 15 кг/м² – ветровая нагрузка на единицу площади

Н

Статическая мощность на валу электродвигателя механизма передвижения тележки в установившемся режиме при передвижении с номинальным грузом равна

Вт

Аналогично рассчитаем величину мощности при движении без груза:

Величина первого сопротивления передвижению тележки:

Н

Потери в направляющих блоках грузовых канатов:

Н

 

Суммарное усилие, необходимое для передвижения тележки без груза

Н

Статическая мощность на валу электродвигателя механизма передвижения тележки в установившемся режиме при передвижении с номинальным грузом равна

где η ₀ – КПД механизма передвижения тележки при передвижении без груза, определяется по кривым зависимости КПД крановых механизмов от нагрузки и номинального КПД механизма передвижения тележки.

Расчетная мощность электродвигателя

где K_з = 1.3 – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную нагрузку электродвигателя в моменты пуска и торможения

Выбор электродвигателя производится по условию P_ном ≥ P_расч