Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Выбор мощности двигателей крановых механизмов.

Электродвигатели кранов работают в тяжелых условиях (ударная нагрузка, значительные перегрузки, повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и реверсами и т.д.), поэтому к ним предъявляют особые требования в отношении надёжности т удобства эксплуатации. Для привода механизмов кранов выпускаются специальные крановые двигатели повторно-кратковременного режима, отличающиеся от двигателей общего применения повышенной прочностью конструкции, увеличенной перегрузочной способностью, более нагревостойкой изоляцией и меньшим моментом инерции ротора за счет уменьшения его диаметра и увеличения длинны. Основное конструктивное исполнение крановых двигателей – закрытое, с горизонтальным валом, на лапах.

Основным (номинальным) режимом работы крановых двигателей является режим при ПВном = 25%. В справочной литературе приводятся данные и для режимом при ПВ, равном 15,40,60 и 100%.

Наибольшее распространение получили крановые асинхронные двигатели серии МТ и МТВ с фазным ротором и с короткозамкнутым ротором серии МТК и МТКВ. Напряжение двигателей 220,380 и 500В; мощности при ПВном =25%: серии МТ – от 1.4 до 7.5 кВт, МТКВ – до 37 кВт. В серию МТ входят также металлургические двигатели (для тяжелых условий работы) серии МТМ с фазным ротором на мощности от 2.2 до 125 кВт при ПВ = 40% и серии МТКМ с короткозамкнутым ротором на мощности от 2.2 до 28 кВт при ПВ = 40%.

Крановые двигатели постоянного тока выпускаются с последовательным, независимым и смешанным возбуждением – серия ДП и новая серия Д. Напряжение двигателей 220 и 440 В; мощность при ПВном = 25% от 2.5 до 185 кВт.

Выбор мощности двигателя механизма мостового крана производят, исходя из нагрузочной диаграммы механизма, т.е. графика Рс = f(t) или Мс = φ(t) за цикл работы.

Во многих случаях построения точной нагрузочной диаграммы кранового механизма затруднительно из-за разнообразных и часто меняющихся операций, выполняемых краном. В первую очередь это относится к механизмам цеховых кранов грузоподъёмностью до 10 – 20т. Основной для выбора мощности двигателя в таких случаях может служить расчетный цикл, состоящий для механизма подъема из четырех рабочих операций (подъем и спуск груза Gном, подъем и спуск пустого грузозахватывающего приспособления) и для механизма передвижения моста или тележки из двух операций (передвижение с грузом Gном в одном направлении и без груза в обратном направлении).

Для расчетного цикла предполагают известным режим работы механизма (легкий, средний и т.д.), т.е. можно задаться значением продолжительности включения ПВрасч. Известны также номинальная скорость движения Ʋном, м/с, и наибольшее перемещение L, м, механизма.

Приняв, что для каждой i-й рабочей операции Ʋp.i = Ʋном и Lp.i = L, можно определить продолжительность операции tp.i,с:

tp.i = L/Ʋном.

Тогда суммарное время работы механизма Ʃtp.i,c, за цикл.

Ʃtp.i = itp.i.

Суммарное время пауз Ʃto.i, c, находится из соотношения

причем это время делится равномерно между операциями.

Время цикла,с,

Tц = Ʃtp.i + Ʃto.i

По формулам определяют значение статической мощности Pc,I или момента Мс,I на валу двигателя для всех рабочих операций, после чего можно построить нагрузочную диаграмму механизма. При помощи этой диаграммы находят эквивалентную за суммарное время рабочих операций статическую мощность Рс.а.р, кВт, приведенную к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВном (если ПВрасч неравно ПВном) по формуле

Далее по каталогу предварительно выбирают двигатель на мощность Pдв = Рном,кВт, при ПВном по условию

Pдв≥КзPc.э.p

где Кэ = 1.1-1.4 – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку в периоды пуска и электрического торможения.

Номинальная угловая скорость двигателя wном, рад/c, должна соответствовать заданной номинальной скорости.

Для выбранного двигателя строят механические характеристики в соответствии с принятой схемой управления и рассчитывают времена пуска iп.i и электрического торможения tT.i привода,с:

где JƩ – приведенный к валу двигателя момент инерции привода; ꙍс.i – угловая скорость двигателя, рад/с, соответствующая установившийся скорость механизма Ʋy,I, м/с, и определяемая по характеристикам ꙍ= f(M) – см.,Мп(т),ср,I – среднее значение момента двигателя при пуске (торможении),H*m; Мс.t. статический момент на валу двигателя при данном переходном процессе, Н*м; знак перед Мc.t учитывает направление действия Мс.i по отношению к Мп(т).ср.i.

Средний путь,м, проходимый механизмом за время пуска или торможения находят как

где R – радиус барабана подъёмной лебедки или ходового колеса тележки (моста), м;ip и iп – передаточные числа редуктора и полиспаста (для механизма подъема).

Тогда время ty.i. c, движение механизма с установившейся скоростью Ʋy.i. в течении i-й рабочей операции:

По полученным данным строят нагрузочную диаграмму двигателя М = f(t) за цикл работы с учетом динамических нагрузок

Далее по нагрузочной диаграмме двигателя определяют фактическую продолжительность включения ПВфакт и затем находят приведенный к стандартному значению ПВном эквивалентный момент, Н*м, двигателя за суммарное время работы:

где коэффициент 0.75 учитывает ухудшение охлаждения двигателя с самовентиляцией; для двигателя с независимой вентиляцией этот коэффициент равен единице.

Окончательную проверку выбранного двигателя по нагреву выполняют по условию

Mном⫺Ма.р,

где Мном – номинальный момент двигателя при ПВном

Практика расчетов показывает, что если отношение Ʃty.t/(Ʃtп,i+Ʃtт,i)>10, то влияние динамических нагрузок на нагрев двигателя можно пренебречь т.е. по условиям нагрева предварительный выбор двигателя в этих случаях будет и окончательным. Обычно это имеет место для двигателей механизмов подъема и передвижения тележек. Напротив, для двигателей механизмов передвижения мостов динамические нагрузки существенно влияют на нагрев двигателя.

Выбранный по условиям нагрева двигатель проверяют по условиям допустимой кратковременной перегрузки и надежности пуска.

Двигатель удовлетворяет требованиям в отношении допустимой перегрузки, если выполняется условие

0.8λМном⫺Мс,max,

где Мс,max, - максимальное значение статического момента на валу двигателя, возможное при эксплуатации и испытаниях крана; λ – перегрузочная способность двигателя; 0.8 – коэффициент, учитывающий для асинхронных двигателей снижение напряжения сети на 10%.

Правильно выбранный двигатель должен обеспечивать надежный разгон привода, для чего требуется выполнение условия

Мп,ср = (М12)/2⫺1.5Мс,max.

где Мп,ор – средний пусковой момент двигателя, определяемый по каталожным данным для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором или по пусковой диаграмме для двигателей постоянного тока и асинхронным с фазным ротором

М1 и М2 – максимальный и минимальный моменты двигателя при пуске, причем необходимо, чтобы было выполнено условие М2⫺1.2Мс,max.

Заключительным этапом проверки выбранного двигателя является оценка ускорений и замедлений механизма при пуске и торможении привода.

Максимальное значение среднего за период пуска (торможения) линейного ускорения(замедления) механизма aср.max, м/с, определяется по формуле

Аср,max = Ʋy/tп(т),min

где tп(т),min – наименьшее возможное в цикле работы время пуска (торможение) механизма при выбранном двигателе, с; величину tп(т),minможно определить по формуле; Ʋy – значение установившейся скорости, до которой разгоняется или с которой тормозится механизм, м/c

Двигатель удовлетворяет требованиям, если соблюдается соотношение

аср,max≤адоп

где адоп – максимальное допустимое ускорение(замедление)

Для механизмов подъема мостовых кранов адоп = (0.2 – 0.3)м/c2, для механизмов передвижения адоп = (0.6 – 0.8) м/c2. При невыполнении условий привод механизма крана будет работать с чрезмерно большими динамическими моментами, что вызовет удары в механических передачах, раскачивание грузов и повышенный износ оборудования.

С другой стороны, ускорение (замедление) механизмов не должны быть меньшими определенных значений, чтобы процессы пуска и торможения не затягивались. Здесь ориентиром может служить максимально допустимое время пуска, которое для механизмов подъема лежит в пределах 3-5 с, для механизмов передвижения 10-15с.

 

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...