Определение длительности разгона механизмов

Стр 1 из 2Следующая ⇒

Курсовая работа

«Расчет электропривода механизма подъема крана»

Выполнил:

Студент IV курса ЭМФ

группы М-41

Янин А.И.

Проверил:

Романов М.Н.

Новосибирск, 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Задание........................................................................................................................................... 3

Введение......................................................................................................................................... 4

Общая часть.................................................................................................................................... 5

1 Требования, предъявляемые к механизмам подъема крана............................................. 5

2 Расчет нагрузок механизма подъема.................................................................................. 7

3 Расчет и построение циклограммы.................................................................................... 7

3.1 Расчет линейных и угловых перемещений груза.................................................... 7

3.2 Определение длительности разгона механизмов.................................................... 8

3.3 Определение длительности торможения механизмов............................................ 8

3.4 Определение длительности установившихся режимов работы............................. 9

3.5 Определение длительности цикла............................................................................. 9

3.6 Построение циклограммы.......................................................................................... 9

3.7 Определение относительной продолжительности включения............................ 10

4 Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей.............................................. 10

4.1 Предварительный выбор электродвигателя........................................................... 11

4.2 Проверка электродвигателя на перегрузочную способность............................... 11

4.3 Проверка двигателя на нагрев................................................................................. 12

4.3.1 Расчет моментов сопротивления на валу электродвигателя....................... 12

4.3.2 Расчет начального пускового момента электродвигателя........................... 13

4.3.3 Определение токов исполнительного электродвигателя............................ 14

4.3.4 Среднее квадратичное значение тока статора электродвигателя при пуске 14

5 Выбор пусковых резисторов электродвигателя, аппаратов управления магнитного контролера 16

6 Разработка схемы электропривода................................................................................... 18

Заключение.................................................................................................................................. 23

Список использованных источников и литературы............................................................... 24

ЗАДАНИЕ

По исходным данным рассчитать электропривод механизма подъема крана.

Исходные данные, вариант 32:

1) Производительность крана Q=150 тс/час;

2) Номинальная грузоподъемность G=6 тс;

3) Вес грузозахватного приспособления G_c=900 кГс;

4) Радиус грузового барабана R_б=0, 48 м;

5) Скорость подъема номинального груза =1, 1 м/с;

6) Максимальная высота подъема груза H_мах=25м;

7) КПД механизма при подъеме номинального груза η =0, 8;

8) Режим работы ВТ.

Введение

Курсовая работа посвящена расчету и проектированию механизма подъема крана.

Краны являются одним из видов грузоподъемных устройств, циклического действия. Они бывают мостовыми, козловыми, башенными, портальными, плавучими и т.д. Уровень механизации механических работ в портах постоянно увеличивается за счет поступления кранов отечественного и импортного производства. В настоящие время на 100 метров причалов приходится в среднем 3 крана. Дальнейшее увеличение портов крановой техникой не дает положительного эффекта вследствие увеличения времени на переработку грузов из-за возможности задевание одним краном другого.

Повышение производительности перегрузочной техники может быть достигнуто совмещением технологических операций по переработке грузов, а так же за счет перехода на статические преобразователи.

Курсовая работа ставит своей целью закрепить, систематизировать и углубить теоретические знания студентов, научить их применять эти знания при решении производственно-технических задач, привить навыки к самостоятельной работе с учебной и справочной литературой.

Общая часть

1 Требования, предъявляемые к электроприводам механизма подъема крана

1.1 Исполнение кранового электрооборудования должно соответствовать категориям У1 и У2 ГОСТ 15150-69.

1.2 Системы управления электроприводом должны быть унифицированы. Электроприводы механизмов одного функционального назначения должны иметь единые схемные решения, независимо от грузоподъемности кранов.

1.3 Все электроприводы должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими их автоматическое отключение от сети при электрических перегрузках, коротких замыканиях, снижении или исчезновении напряжения сети, превышение грузоподъемности, достижение механизмом конечных положений.

1.4 Системы управления должны иметь нулевую блокировку и минимальную защиту, исключающие возможность самопроизвольного запуска электроприводов после недопустимого снижения или полного исчезновения напряжения питающей сети.

1.5 Механизмы подъема должны быть оборудованы механическими тормозами закрытого типа.

1.6 При исчезновении напряжения питающей сети механизмы подъема должны автоматически затормаживаться.

1.7 В системах управления должна быть предусмотрена возможность контроля и проверки работы элементов электропривода при отключенных силовых цепях и заторможенных механизмах.

1.8 Системы управления должны быть стойкими к воздействию внешних помех, искажению формы кривой тока и изменения напряжении питающей сети.

1.9 Управление электродвигателями всех механизмов должно выполняться двумя комбинированными командоаппаратами, причем один из них предназначен для выполнения операций поворота и изменения вылета стрелы, а другой подъема и спуска грузов, а так же для закрытия или раскрытия грейфера.

1.10 Системы управления электроприводами грузовых лебедок должны обеспечивать кратковременный перевод электроприводов в режим электрического торможения при установки рукоятки в соответствующих командоаппаратов в нулевое положение, с последующим наложением механических тормозов.

1.11 Системы управления электроприводами грузовых лебёдок должны гарантировать получение устойчивых пониженных скоростей движения номинального груза в пределах: при подъёме – 0, 3…0, 5 м/с, при спуске – 0, 15…0, 25 м/с.

1.12 При пусках и электрических торможениях электроприводов грузовых лебедок средние ускорения движения не должны превышать значений:
для кранов грузоподъемностью 3…5 т: 0, 7…1, 0 м/с²;
для кранов грузоподъемностью 10 т и выше: 0, 4…0, 6 м/с²

1.13 Расчет мощности электродвигателя механизма подъема должен производится на относительную продолжительность включения 60%.

1.14 Место установки путевых выключателей должно выбираться с учетом обеспечения безопасного выбега механизма l (м). Для механизма подъема l=(0, 5…0, 7) ², где - максимальная скорость м/с.

1.15 Механизм подъема должен иметь ограничитель грузоподъемности срабатывающий при 110 % номинального груза, при этом должны быть исключены возможные ложные срабатывания, вызываемые кратковременными динамическими нагрузками.

1.16 Для предотвращения схода канатов с ручьев барабанов грузовых лебедок механизм подъема должен быть оборудован устройством, автоматически отключающим электродвигатели при ослаблении канатов.

1.17 При выборе рода тока магнитного контроллера и коммутационных аппаратов следует ориентироваться на режим работы проектируемого привода.

1.18 Конструкция и размещение устройств управления на кранах, должны обеспечивать защиту обслуживающего персонала от случайных прикосновений к токоведущим частям, защиту установленного оборудования от попадания на них атмосферных осадков; удобство обслуживания, а так же легкое обнаружение неисправностей и быстрою замену вышедших из строя элементов. Для обеспечения безопасной работы электроприводы крановых механизмов должны иметь степень защиты 1Р44 по ГОСТ 14254 – 80.

2 Расчет нагрузок механизма подъема

Предварительное расчетное значение мощности электродвигателя, соответствующие нагрузке привода (или суммарной мощности двигателей для грейферного крана), находится из выражения:

, кВт, (2.1)

где G_н – номинальная грузоподъемность крана, если кран грейферный, то дополнительно следует учитывать вес грузозахватного устройства – G_0,H;
- скорость подъема номинального груза м/с;
η _н – номинальный к.п.д. механизма (в расчетах можно принять 0, 75 – 0, 87).

кВт.

3 Расчет и построение циклограммы

Циклограммы отражают последовательность и длительность операций, входящих в цикл работы крана. Они представляют собой графики изменения скорости перемещения груза во времени, которые строят в произвольном масштабе для каждого механизма крана, и имеют вид трапеций.

По данным циклограмм определяют длительность цикла и относительные продолжительности включения электродвигателей каждого механизма крана. Циклорамы рассчитывают и строят для наиболее тяжелого варианта погрузо-разгрузочных работ.

3.1 Расчет линейных и угловых перемещений груза

В соответствии с заданием и из опыта эксплуатации аналогичных машин задают значения линейных и угловых перемещений груза для каждой операции и принимают, что скорость груза в процессе разгона и торможения изменяется линейно.

Высота подъема груженного гака (или спуска холостого) принимается из условия:

(3.1)

где Н, Н_max – средняя и максимальная высота подъема от подкранового рельса или палубы понтона, м.

м.

При работе по схеме «судно-склад» выгрузка сыпучего груза осуществляется при угле поворота стрелы в сторону склада φ ´ =1, 4…1, 57 рад, что соответствует 80º -90º.

При работе по схеме «склад-судно» забор материала осуществляется при угле φ ´ ´ =1, 22…1, 57 рад (70º -90º ).

Значение угла поворота стрелы крана при работе в среднем можно принять φ =φ ´ +φ ´ ´ =(2, 1…3, 14) рад.

Примем что в нашем случае φ =3 рад, перемещение крана примем равное 10м.

Построение циклограммы

По рассчитанным параметрам строится циклограмма. На рисунке 3.1 изображена циклограмма портального крана работающего по схеме «судно-склад».

рис 3.1. циклограмма портального крана

Предварительный выбор электродвигателя

Необходимая мощность электродвигателя определиться

(4.1)

где z – число приводных двигателей механизма подъема (z=1);
1, 1 – коэффициент, учитывающий неравномерность загрузки двигателей (при z=1 коэффициент отсутствует).

Так как расчетная относительная продолжительность включения двигателя не соответствует стандартной, то рассчитанное значение мощности следует привести к стандартному значению ПВ_ст=60%:

(4.2)

По найденной мощности P_расч для ПВ_cт=60% из каталога предварительно выбирается электродвигатель переменного тока МТН 712-10.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе был разработан ЭП механизма подъема крана. Были получены и закреплены теоретические знания при изучении требований к крановым приводам.

Получены навыки самостоятельной работы с учебной и справочной литературой при выборе и разработке схемы ЭП.

Список ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И литературы

1. Полянский В. Ф., Попов А. В. Электрооборудование судов и предприятий. – М.: Транспорт, 1989. – 214 с.

2. Электроприводы портальных и плавучих кранов. Требования к расчёту и проектированию. РТМ 212.0050 – 84. – Л.: Транспорт, 1985. – 47 с.

3. Правила технической эксплуатации и ремонта портовых перегрузочных машин. – Л.: Транспорт. 1986. – 206 с.

4. Кудакин А. В., Шир В. М. Электрооборудование подъёмно-транспортных машин. – М.: Транспорт, 1993. – 311 с.

5. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов. – М.: Металлургия, 1996. – 124 с.

6. Крановое электрооборудование: Справочник под ред. Рабиновича А.А. – М.: Энергоиздат, 1979. – 164с.

7. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 344 с.

8. Игловский И.Г., Владимиров Г.В. Справочник по слаботочным электрическим реле. 3-е изд. перераб. И доп. – Л.: Энергоатомиздат, 1998. – 560 с.

9. Конопелько О.К. Методические указания по схемам электроприводов береговых установок. – Новосибирск: НИИВТ, 1981. – 67 с.

10. Конопелько О.К., Маркс С.Л., Овсянников А.С. Электрооборудование и автоматизация береговых установок / Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 0628 «Электропривод и автоматизация промышленных установок» дневной и заочной форм обучения. Кафедра ЭОСиБС. – Новосибирск: НИИВТ, 1997. – 57 с.