Электропривод механизма передвижения тележки мостового крана

Механизм передвижения предназначен для транспортировки различных грузов и может состоять из одного или двух электродвигателей, которые передают движение через редуктор на ходовые колеса, осуществляющие перемещение по рельсовым путям тележки.

Разгон и торможение происходят с постоянным ускорением, величина которого ограничивается технологическими факторами и условием отсутствия пробуксовки колес.

 

Кинематическая схема механизма передвижения тележки.

Для выбора мощности электропривода воспользуемся техническими данными механизма передвижения тележки:

- грузоподъемность G = 450 кН;

- скорость передвижения тележки u = 0, 5 м/с²;

- диаметр ходового колеса D_k = 0, 4 м;

- диаметр цапф (подшипников) колес d = 0, 095 м:

- ускорение/замедление a = 0, 15 м/с²;

- передаточное число редуктора i_p = 31, 5:

- длительность цикла t_ц = 180 с;

- к.п.д. механизма h_м = 0, 85;

- путь передвижения тележки L = 20, 5 м.

Для выбора мощности электропривода тележки необходимо также знать вес тележки. Вес тележки грузоподъемностью 5 - 50 т. можно рассчитать по следующей формуле [8]:

 

m_m = m₀ + k_m × Q^a                                                        (2.57)

 

где m_o, k_m, a- коэффициенты, зависящие от режима работы крана:

Q - грузоподъемность, m.

Вес тележки по (2.14):

 

     (2.58)

 

Определение продолжительности включения электродвигателя тележки. Время пуска (торможения) двигателя с напруженной и с нагруженной тележкой [6]:

 

 

Средняя скорость передвижения тележки за время пуска и торможения [6]:

 

 

Путь нагруженной тележки при пуске и торможении [6]:

 

Путь ненагруженной тележки при пуске и торможении [6]:

 

 

Путь нагруженной тележки при установившейся скорости [6]:

 

 

Путь ненагруженной тележки при установившейся скорости [6]:

 

 

Время движения нагруженной тележки с установившейся скоростью [6]:

 

 

Время движения ненагруженной тележки с установившейся скоростью [6]:

 

 

Расчетная продолжительность включения электродвигателя тележки [6]:

 

Расчет и приведение к валу двигателя моментов сопротивления.

Момент статической нагрузки (Н м) при движении с грузом [6, 7]:

 

 

где К_р - коэффициент трения реборд ходовых колес механизмов передвижения о рельсы;

m - коэффициент трения подшипников ходовых колес механизмов передвижения;

f - коэффициент трения качения ходовых колес механизмов передвижения, м;

Значение коэффициентов К_р, m и f приведены в таблице [7].

 

      (2.59)

 

Момент статической нагрузки при движении без груза [6, 7]:

 

                     (2.60)

 

Предварительный выбор мощности электродвигателя.

Предварительный выбор двигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту [6]:

 

 

Учтем на данном этапе неизвестную динамическую составляющую нагрузки с помощью коэффициента запаса К_з [6]:

 

М_{экв.рас} = К_з • М_экв = 1.5 • 45, 8 = 68, 7 Н× м.                         (2.62)

 

Требуемая номинальная скорость двигателя [6]:

 

                             (2.63)

 

Частоту вращения вала двигателя [6]:

 

 

Эквивалентная расчетная мощность электродвигателя [6]:

 

 

Пересчитанная на стандартную продолжительность включения (ПВ_н = 40%) мощность [6]:

 

 

Выбираем асинхронный электродвигатель с фазным ротором типа 4MTF 134 L6 [8].

Каталожные данные двигателя:

- номинальная мощность Р_2н = 6 кВт;

- ном. частота вращения n_н = 950 об/мин;

- коэффициент мощности соsj_н=0, 74;

- напряжение статора U₁=380 В;

- напряжение ротора U₂ = 215 В;

- сила тока статора I₁ = 15 А;

- сила тока ротора I₂ = 184 А;

- максимальный момент М_к = 135 Н× м;

- момент инерции J_p = 0, 11 кг× м².

Уточненный выбор мощности двигателя.

Уточненная частота вращения [6]:

Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом [6]:

 

 

Суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:

 

 

Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:

 

 

Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении с грузом [6]:

 

;

 

Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении без груза [6]:

 

;

 

Эквивалентный момент двигателя при ПВ_рас [6]:

 

 

Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВн = 40%) [6]:

 

 

Номинальный момент двигателя:

Выбранный двигатель проходит по нагреву, так как условие М_н.дв (57, 4 Н м) > М_экв (52, 94 Н м) выполняется. Двигатель также проходит по перегрузочной способности, то есть выполняется условие М_к (135 Н× м) > М_п1 (116, 38 Н× м).

2.4.3. Электропривод механизма передвижения моста.

Механизм передвижения моста и механизм передвижения   тележки принципиально не отличается, то есть кинематические схемы передвижения аналогичны.

Для выбора мощности электропривода воспользуемся техническими данными механизма передвижения моста:

- грузоподъемность G = 450 кН;

- скорость передвижения моста u = 1, 1 м/с²;

- диаметр ходового колеса D_k = 0, 71 м;

- диаметр цапф (подшипников) колес d = 0, 2 м;

- ускорение/замедление а = 0, 18 м/с²;

- передаточное число редуктора i_p = 20;

- длительность цикла t_ц= 180 с;

- к.п.д. механизма h_м⁼ 0, 8;

- путь передвижения тележки L = 37, 5 м;

- длина пролета L_n = 21 м.

Для выбора мощности электропривода механизма передвижения моста необходимо также знать вес крана. Вес (т) крана грузоподъемностью 40-50 т можно рассчитать по следующей формуле [8]:

 

m_кр = k× (L_n + 20),                                                                          (2.64)

 

где k - коэффициент, зависящий от режима работы крана.

Вес крана по (2.15):

m_m = 1, 15× (21 + 20) = 47, 15 m,

G_kp = m_кр× g = 47, 15 • 9.81 » 463 кН.

Определение продолжительности включения электродвигателя тележки.

Время пуска (торможения) двигателя нагруженного и ненагруженного механизма передвижения моста [6]:

 

 

Средняя скорость механизма передвижения моста за  время пуска   и торможения [6]:

 

Путь нагруженного механизма передвижения моста при пуске и торможении [6]:

 

 

Путь ненагруженного механизма передвижения моста при пуске и торможении [6]:

 

 

Путь нагруженного механизма передвижения моста при установившейся скорости [6]:

 

 

Путь ненагруженного механизма передвижения моста при установившейся скорости [6]:

 

 

Время движения нагруженного механизма передвижения моста с установившейся скоростью [6]:

 

 

Время движения ненагруженного механизма передвижения моста с установившейся скоростью [6]:

 

 

Расчетная продолжительность включения электродвигателя [6]:

 

 

Расчет и приведение к валу двигателя моментов сопротивления.

Момент статической нагрузки при движении с грузом [6, 7]:

 

 

Момент статической нагрузки при движении без груза [6, 7]:

 

 

Предварительный выбор мощности электродвигателя.

Предварительный выбор двигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту [6]:

 

 

Учтем на данном этапе неизвестную динамическую составляющую нагрузки с помощью коэффициента запаса К_з [6]:

 

М_{экв.рас} = К_з • М_экв = 1, 5 × 176, 41 = 264, 62 Н× м.

 

Требуемая номинальная скорость двигателя [6]:

 

 

Частоту вращения вала двигателя [6]:

 

 

Эквивалентная расчетная мощность электродвигателя [6]:

 

.

 

Пересчитанная на стандартную продолжительность включения (ПВн=40%) мощность [6]:

 

 

      Выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором типа 4МТН 200LB8 [8].

       Каталожные данные двигателя:

       - номинальная мощность Р_2н = 18 кВт;

       - номинальная частота вращения n_н = 700 об/мин;

       - коэффициент мощности cosj_н=0, 65;

       - напряжение статора U₁ = 380 В;

       - напряжение ротора U₂ = 235 В;

       - сила тока статора I₁ = 58 А;

       - сила тока ротора I₂ = 60 А;

       - момент максимальный М_к = 800 Н× м;

       - момент инерции J_p = 0, 68 кг× м².

Уточненный выбор мощности двигателя.

Уточненная частота вращения [6]:

 

 

Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом [6]:

 

.

 

Суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:

 

 

Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:

 

.

.

 

Моменты сопротивления при пуске и торможении с грузом [6]:

 

;

.

 

Моменты сопротивления при пуске и торможении без груза [13]:

 

;

 

Эквивалентный момент сопротивления

 

 

Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВ_н=40%) [6]:

 

 

Момент двигателя:

Выбранный двигатель проходит по нагреву, так как условие М_н.дв(293, 85 Н м) > М_экв (240, 84 Н м) выполняется. Двигатель также проходит по перегрузочной способности, то есть выполняется условие 0, 81 •М_к (648, 3 Н× м) > М_п1 (530, 8 Н× м).

 

2.6 Электрооборудование мастерской

 

В конструкциях насосных установок имеется множество металлических деталей, которые при эксплуатации подвергаются термическому и механическому воздействию, и как следствие этого процесса они изнашиваются. Для изготовления простых новых деталей, и поддержания старых в нормальном состоянии, а также для плановых и аварийных ремонтов узлов и агрегатов машин в мастерской устанавливается группа металлообрабатывающих станков и сварочных трансформаторов.

Перечень устанавливаемого оборудования:

- один сверлильный станок типа 2Н150. Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, развертывания и подрезания торцов.

Электродвигатели:

1) привод главного движения (4А132S4У3):

Р_н =7, 5 кВт; h_н=0, 875; соsj_н=0, 86; К_п =7, 5;

2) привод насоса охлаждения (4АА50В2У3):

Р_н =0, 12 кВт; h_н=0_.63; cosj_н= 0_.7; К_п = 4.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 1293х 875х3090 мм.

- два токарно-винторезных станка типа 1М63 для выполнения токарных и винторезных работ по черным и цветным металлам, точения конусов, нарезания резьб.

Электродвигатели:

1) привод главного движения (4А160S4У3):

Р_н = 15 кВт; h_н=0, 885; cosj_н=0.88; К_п = 7;

2) привода быстрого хода каретки (4А80А4У3):

Р_н = 1, 1 кВт; h_н=0_.75; cosj_н = 0_.81; К_п = 5;

3) привод насоса охлаждения (4АА50В2У3):

Р_н = 0, 12 кВт; h_н= 0, 63; cosj_н= 0_.7; К_п = 4.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 3530х1680х1290 мм.

- один фрезерный станок типа М654 для обработки плоскостей на изделиях из стали, чугуна и легких сплавов торцовыми, концевыми и фасонными фрезами.

Электродвигатели:

1) привод главного движения (4А160S4УЗ):

Р_н = 15 кВт; h_н = 0, 885; cosj_н = 0, 88; К_п = 7;

2) привод подачи (4A100L4У3):

Р_н = 4 кВт; h_н = 0, 84; cosj_н = 0, 84; К_п = 6.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 2890х3165х3140 мм.

- один круглошлифовальный станок типа 3Б161, предназначенных для шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей изделий.

Электродвигатели:

1) привод шлифовального круга (4А132S4У3):

Р_н = 7, 5 кВт; h_н = 0, 875; cosj_н = 0, 86; К_п = 7, 5;

2) привод изделия (4А71В4У3):

Р_н = 0, 75 кВт; h_н = 0, 72; cosj_н = 0, 73; К_п = 4, 5;

3) привод гидропресса (4А90L6У3):

Р_н = 1, 5 кВт; h_н = 0, 75; cosj_н = 0, 74; К_п = 4, 5;

4) привод насоса охлаждения (4АА50В2У3):

Р_н = 0, 12 кВт; h_н = 0, 63; cosj_н = 0, 7; К_п = 4.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 4100х2100х1560 мм.

- один обдирочно-шлифовальный станок типа 3М-636 для заточки режущих инструментов.

Электродвигатели:

1) главный привод (4А132S4У3):

Р_н = 7, 5 кВт; h_н = 0, 875; cosj_н = 0, 86; К_п = 7, 5.

- два сварочных трансформатора типа ТСД-2000-2: S_н = 162 кВА; h_н = 0, 9; cosj_н = 0, 62;

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: