Предварительный выбор двигателя по мощности. Выбор редуктора и муфты. Приведение моментов инерции к валу двигателя. Определение допустимого момента двигателя. Выбор генератора и определение его мощности. Расчет механических характеристик двигателя.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство образования РФ

Сибирский государственный индустриальный университет

Кафедра автоматизированного электропривода

и промышленной электроники

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проектирование электропривода механизма перемещения

Выполнил: студент гр. АЭП-971

Краснов А. В.

Принял: Рыбаков А. И.

Новокузнецк

2000

Содержание

• Задание на курсовое проектирование.
• 1. Построение циклограммы работы крана и определение ПВ% электродвигателя механизма перемещения тележки.
• 2. Предварительный выбор двигателя по мощности.
• 3. Выбор редуктора и муфты.
• 4. Приведение моментов инерции к валу двигателя.
• 5. Определение допустимого момента двигателя.
• 6. Выбор генератора.
• 7. Расчет постоянных времени.
• 8. Расчет коэффициента передачи генератора.
• 9. Расчет механических характеристик двигателя.
• 10. Построение переходных процессов.
• 11. Проверка двигателя по условиям пуска, перегрузки и нагрева.
• 12. Техника безопасности.
• 13. Литература.

1. Построение циклограммы работы крана и определение ПВ% электродвигателя механизма перемещения тележки

Зная скорости подъема, перемещения и размеры цеха, можно построить циклограмму работы механизмов крана во времени.

Время, необходимое для захвата и снятия груза с крюка, примем равным tГ = 15 с [11].

Считая, что скорости перемещения при холостом и рабочем режимах одинаковы, получим:

Время подъема или спуска:

tП = H/VП = 20/0,333 = 60 с (1)

где Н - высота подъема, м;

VП - скорость подъема, м/с.

Время перемещения моста:

tМ = L/VM = 45/0,417 = 108 с (2)

где L - расстояние перемещения мостового устройства, м;

VМ - скорость передвижения мостового устройства, м/с.

Время перемещения тележки:

tT = l/VT = 20/0,417 = 48 c (3)

где l - расстояние перемещения тележки, м;

VT - скорость перемещения тележки, м/с.

Длительность цикла:

ТЦ = 4tП + 2tM + 2tT + 2tГ = 460 + 2108 + 248 + 215 = 582 c (4)

ПВ% электродвигателя механизма перемещения тележки [2, с.9]:

ПВ% = (5)

Примем ближайшее стандартное значение ПВ% = 15 %.

По полученным данным строим циклограмму работы крана во времени (рис. 1). Обозначения на рис. 1:

РСП - мощность, требуемая для механизма подъема;

РСМ - мощность, требуемая для перемещения мостового устройства;

РСТ - мощность, требуемая для перемещения тележки.

2. Предварительный выбор двигателя по мощности

Статическая мощность при перемещении тележки, приведенная к валу двигателя, определяется по формуле [3, с.26]:

(6)

где к - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движения из-за трения реборд ходовых колес о рельсы (для механизмов передвижения тележек с подшипниками качения к = 2,5);

G - сила тяжести перемещаемого груза, Н;

G0 - сила тяжести тележки и грузозахватного устройства, Н;

- коэффициент трения скольжения ( = 0,03 при подшипниках качения);

f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам (f = 0,001 из [2, с.26]);

r - радиус цапфы ходового колеса тележки, м;

VT - скорость перемещения тележки, м/с;

RК - радиус ходового колеса тележки, м;

- КПД механизма перемещения ( = 0,8 из [3, с.22]).

Мощность, требуемая для перемещения тележки с полным грузом:

= 2,72 кВт (7)

Мощность, требуемая для перемещения тележки без груза:

= 2,22 кВт (8)

Мощности, приведенные к стандартному значению ПВ:

кВт (9)

кВт (10)

Расчетная эквивалентная мощность:

(11)

где tT - время перемещения тележки, с.

кВт (12)

Номинальная мощность двигателя должна удовлетворять условию:

РН 1,15РЭКВ = 1,152,6 = 3 кВт (13)

Исходя из условия (13) из [4, с.102] выбираем двигатель Д12. Паспортные данные двигателя Д12:

номинальная мощность РН (при ПВ% = 15%) …..…………….3,9 кВт;

номинальное напряжение UН …………………………………….220 В;

номинальный ток якоря IН ………………………………….……22,8 А;

номинальная частота вращения nН ……………………….1140 об/мин;

момент инерции якоря JЯ …………………………………….0,05 кгм2;

сопротивление обмотки якоря при 20 0С RЯ ………………….1,13 Ом;

сопротивление обмотки добавочных полюсов при 20 0С RДП ..0,5 Ом;

число полюсов (2р) …………………………………………………….4.

Универсальные характеристики двигателя приведены на рис. 2.

3. Выбор редуктора и муфты

Для требуемой статической мощности РС = 2,72 кВт двигатель вращается со скоростью nС = 1180 об/мин.

Передаточное число редуктора [2, с.13]:

(14)

где nC - частота вращения вала двигателя, об/мин;

DK - диаметр ходового колеса тележки, м;

VT - скорость передвижения тележки, м/мин.

(15)

Мощность выбранного редуктора должна удовлетворять условию:

РР = РСК1К2 (16)

где РР - наибольшая мощность, которую можно подвести к редуктору, кВт;

К1 - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма (К1 = 1,2 - для механизма перемещения);

К2 - коэффициент, учитывающий условия работы механизма (К2 = 1,1 - легкий режим работы).

РР = 2,721,21,1 = 3,6 кВт (17)

Из [5, с.25, табл. 4-21] выбираем редуктор РМ 350 исполнения I. Передаточное число редуктора i = 48,57. Наибольшая мощность, которую можно подвести к редуктору при n = 1000 об/мин, РР = 4 кВт.

Статический момент при перемещении тележки, приведенный к валу двигателя [3, с.26]:

(18)

где к - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движения из-за трения реборд ходовых колес о рельсы (для механизмов передвижения тележек с подшипниками качения к = 2,5);

G - сила тяжести перемещаемого груза, Н;

G0 - сила тяжести тележки и грузозахватного устройства, Н;

- коэффициент трения скольжения ( = 0,03 при подшипниках качения);

f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам (f = 0,001 из [2, с.26]);

r - радиус цапфы ходового колеса тележки, м;

i - передаточное число редуктора;

- КПД механизма перемещения ( = 0,8 из [3, с.22]).

Статический момент при перемещении тележки с грузом:

20,13 Нм (19)

Статический момент при перемещении порожней тележки:

16,5 Нм (20)

Номинальный момент двигателя:

МН = 9550РН/nH = 95503,9/1140 = 32,7 Нм (21)

Моменты статические в долях:

0,62 (22)

0,5 (23)

По уточненное значение скорости вращения двигателя по универсальным характеристикам двигателя (рис. 2) nС = 1190 об/мин. Действительная скорость перемещения тележки при МС = 20,13 Нм равна:

23,1 м/мин (24)

или в процентах от заданной скорости:

(23,1100 %)/25 = 92,4 % (25)

Отклонение скорости от заданной составляет 7,6 %, то есть не превышает 10 %, что допустимо.

Выбор муфты для соединения вала двигателя с редуктором производится согласно расчетному моменту [6, с.55]:

МР = МКД (26)

где М - момент, передаваемый муфтой, Нм;

КД - динамический коэффициент (КД = 1,5 из [6, с.55]).

МР = 20,131,5 = 30,2 Нм (27)

Из [7, с.415] выбираем муфту МУВП 1-28. Максимальный момент передаваемый муфтой МР = 127 Нм. Момент инерции муфты JМ = 0,006 кгм2.

4. Приведение моментов инерции к валу двигателя

Общий момент инерции механизма и груза, приведенный к валу двигателя определяют по формуле [6, с.10]:

J = 1,3(JЯ+JМ)+JГ (28)