Проектирование привода для моста

Назначение и устройство проектируемого механизма. Кинематическая схема моста. Требования к электроприводу. Выбор типа крана по номинальной грузоподъемности. Расчет циклограммы. Предварительный расчёт мощности пусковых сопротивлений и выбор двигателя.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Общая часть

1.1 Назначение и устройство проектируемого механизма

Мост представляет собой две главные балки коробчатого сечения (или с решетчатыми фермами), перекинутыми через пролет цеха, и концевыми балками, на которых установлены ходовые колеса. Колеса перемещаются по рельсам подкранового пути, закрепленным на балках опорных конструкций в верхней части цеха. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Так как двигатель обычно имеет угловую скорость, значительно большую, чем скорость ходовых колес моста. То движение к рабочим органам механизмов крана передается через редуктор.

Рис. 1. Кинематическая схема моста

1.2 Требования к электроприводу

При выборе системы электропривода требует учитывать необходимость регулирования частоты вращения механизмов, а также технологическое требование для проектируемого механизма.

Так как грузоподъёмность механизма 16 т, то необходимо применять регулируемую систему электропривода.

Для качественного выполнения передвижения грузов электропривод проектируемого механизма должен удовлетворять следующим требованиям:

1. Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах;

2. Обеспечение необходимой жёсткости механических характеристик привода;

3. Ограничение ускорений до допустимых пределов минимальной длительности переходных процессов;

4. Реверсирование электропривода.

1.3 Исходные данные для проектирования

Номинальная грузоподъёмность G_Н 20 т;

Путь перемещения L = 38 м;

Ширина пролёта. В = 18 м;

Высота помещения Н = 8 м.

1.4 Выбор типа крана

Выбор типа крана производиться по номинальной грузоподъемности, а также по назначению мостового крана.

Так как проектируемый мостовой кран предназначен для вспомогательных работ, поэтому выбираем мостовой кран общего назначения режимной группы 5К.

Технические данные крана:

Номинальная грузоподъёмность G_Н = 20 т;

Вес моста G_М = 18,7 т;

Скорость передвижения моста V_М = 75 ^м/_мин;

Скорость передвижения тележки V_т= 3 ^м/_мин;

Скорость подъёма V_п= 6 ^м/_мин;

Длина пролёта моста L_М = 16,5 м;

Ширина моста В_М = 4,5 м;

Ширина тележки В_Т = 1,6 м;

Высота подъёма Н_П = 0,8 Н • м;

Диаметр ходовых колёс моста Д_ХК.М. = 400 мм;

2. Расчетная часть

2.1 Расчёт циклограммы

Расчет циклограммы производиться для определения режима работы проектируемого механизма. Для определения режима работы необходимо рассчитать время работы всех механизмов крана, а также время цикла.

1) Определяем время рабочих операций, считая, что время работы с грузом и без груза одинаковы:

а) мост

t_МГ = t _МО = , с

t_МГ = t _МО = с

б) тележка

t_ТГ = t _ТО = , с

t_ТГ = t _ТО = с

в) подъем

t_СО = t _ПГ = t_СГ = t _ПО = , с

t_СО = t _ПГ = t_СГ = t _ПО = с.

2) Принимаем время зачаливания и расчаливания груза:

t_РАСЧ = t _ЗАЧ = 20 с

3) Определяем время цикла:

Т_Ц = 2t_М + 2t_Т + 4t_П + 2t_ЗАЧ с,

Т_Ц = 2•26,8 + 2•57,47 + 4•64 + 2•20 = 464,54 с.

Так как Т_Ц = 7,74 мин < 10 мин, следовательно режим работы механизмов мостового крана повторно-кратковременный.

4) Определяем расчетное значение продолжительности включения для проектируемого механизма:

ПВ_РАСЧ = , %

ПВ_РАСЧ = %.

Принимаем номинальное значение ПВ_Н = 15%, режим работы «Л».

5) Определяем время паузы:

t₀ = , с

t₀ = с.

2.2 Предварительный расчёт мощности и выбор двигателя

Для механизма, работающего в повторно-кратковременном режиме, мощность двигателя выбирается по расчетной эквивалентной мощности. Для определения этой мощности необходимо рассчитать статические мощности, возникающие на валу двигателя при работе:

а) с грузом

Р_СГ = , кВт [1]

где G_Н и G_М - номинальная грузоподъёмность и вес моста, Н.

1 т = 10⁴ Н;

К₃ - коэффициент запаса К_З = 2;

V_М - скорость передвижения моста 80 ^м/_с;

R_ХК - r - радиусы ходового колеса и цапфы ходового колеса, м;

Диаметр цапфы принимается равным d = 0,2 Д_ХК

d = 0,2 •700 = 140 мм

и f - коэффициенты трения: = 0,015;

f = 0,0005;

- КПД механизма: = 0,85.

Р_СГ = кВт

б) без груза

Р_СО = , кВт

Р_СО = кВт

По полученным данным строится циклограмма Р_С = f (t)



Рис. 2. Циклограмма Р_С = f (t)

Определяем расчётную эквивалентную мощность:

Р_СЭР= , кВт

Р_СЭР= кВт

Мощность двигателя выбирается из каталога по условию:

P_Н ? К_З • Р_СЭР [1]

где К_З - коэффициент, учитывающий дополнительные потери мощности при пуске и торможении, К_З = 1,2.

При грузоподъёмности более 10 т необходимо использовать регулируемый привод. Поэтому для мостовых кранов общего назначения наибольшее назначение получили асинхронные двигатели с фазным ротором краново-металлургической серии, имеющей более высокий класс изоляции.

Расчетная мощность:

Р_РАСЧ = 1,2 • Р_СЭР, кВт

Р_РАСЧ = 1,2 • 3,79= 4,55 кВт.

Выбираем двигатель типа MTF112-6 [2]

Технические данные двигателя:

Р_Н = 6,5 кВт; ПВ_Н = 15%;

n_Н = 895 ^об/_мин; I_НР = 21,8 А;

I_Н = 17,5 А; Е_НР = 216 В;

Cos ц_Н = 0,78; М_МАХ = 137 Н • м;

= 72%; GД² = 270 кг•м².

2.3 Выбор типа редуктора

Редуктор выбирается по мощности редуктора на быстроходном ходу.

Расчетная мощность на быстроходном валу редуктора:

N_Р = К_Р • Р_С.Т, кВт

где К_Р - коэффициент, учитывающий условие работы редуктора; для режима работы «С» - К_Р -2,2;

Р_С.Т - наибольшая статическая мощность.

N_Р = 2,2 • 5,04 = 11,08 кВт

Требуемое передаточное число редуктора:

iр? i _ТРЕБ

i _ТРЕБ =

i _ТРЕБ =

где - частота вращения ходовых колёс:

= , ^об/_мин

= ^об/_мин.

Выбираем редуктор типа РМ-500 [3]

N_Р = 24 кВт

i_Р = 31,5.

2.4 Проверка двигателя

Выбранный двигатель необходимо проверить по условиям пуска допустимой перегрузки и допустимому ускорению.

2.4.1 Проверка по нагреву

Для двигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме, характерны частые пуски, что вызывает протекание по обмоткам статора повышенных токов, вследствие чего двигатель перегревается. Поэтому проверка по нагреву является основной. Для проверки необходимо рассчитать статические моменты возникающие на валу двигателя, а также время пуска и...