Расчет мощности электродвигателя тележки мостового крана, его выбор и проверка по условиям пуска

 

Исходные данные для расчета механизма передвижения тележки мостового крана:

. Вес поднимаемого груза                                     Q = 73,5 кН

. Вес тележки                                                          Q₀ = 50 кН

3. Скорость передвижения тележки                               х = 0,55 м/с

4. Диаметр ходовых колес тележки                               D_хк = 0,3 м

. Диаметр шейки оси ходового колеса                           d_ц = 0,08 м

6. КПД механизма передвижения                         Ƞ = 0,85

7. Путь передвижения тележки                                      L = 34,1 м

. Число циклов в час                                              N_ц = 10

. Передаточное число редуктора                          i = 24,91

Статическая мощность при передвижении крана с грузом:

 

Р_с(г) = 10^-3, кВт                            (2)

 

где Р_с(г) - статическая мощность при передвижении крана с грузом, кВт;

k₁ - коэффициент, учитывающий трение ходовых колес о рельсы, k₁ = 2;

Q - вес поднимаемого груза, т;

Q₀ - вес тележки, т;

µ - коэффициент трения скольжения, µ = 0,08;

r_ц - радиус цапфы, мм;

f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f = 0,001;

х - скорость передвижения тележки, м/с

R_хк = , м (3)

 

где R_хк - радиус ходового колеса, м;

D_хк - диаметр ходового колеса, м.

R_хк = 0,15 м

 

r_ц = , м (4)

 

где r_ц - радиус цапфы ходового колеса, мм;_ц - диаметр цапфы ходового колеса, мм.

r_ц = 0,04 м

Р_с(г) = 10^-3 = 4,5кВт

Статическая мощность при передвижении тележки без груза:

 

Р_с(о) = 10^-3, кВт                     (5)

 

где Р_с(о) - статическая мощность при передвижении тележки без груза, кВт;

k₁ - коэффициент, учитывающий трение ходовых колес о рельсы, k₁ = 2;

Q₀ - вес тележки, т;

µ - коэффициент трения скольжения, µ = 0,08;

r_ц - радиус цапфы ходового колеса, мм;

f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f = 0,001;

х - скорость передвижения тележки, м/с;

R_хк - радиус ходового колеса, мм;

Ƞ - КПД механизма передвижения.

Р_с(о) = 10^-3 = 1,8 кВт

Время работы крана:

 

t_р = , с (6)

 

где t_р - время работы крана, с;

L - путь передвижения тележки, м;

х - скорость передвижения тележки, м/с.

t_р =  = 62 с

Длительность цикла:

 

Т_ц = , с (7)

 

где T_ц - длительность цикла, с;_ц - число циклов.

T_ц =  = 360 с

Суммарное время паузы:

 

∑t₀ = T_ц - 2∙t_р, с                        (8)

 

где ∑t₀ - суммарное время паузы, с._ц - длительность цикла, с;_р - время работы крана, с.

∑t₀ = 360 - 2∙62 = 236 с

Время паузы механизма между рабочими операциями:

 

t₀ = , c                               (9)

где t_р - время паузы механизма между рабочими операциями, с;

∑ t_р - суммарное время паузы механизма между рабочими операциями, с;

t₀ =  = 118 с

Относительная продолжительность включения:

 

ПВ = 100%                                         (10)

 

где ПВ - относительная продолжительность включения;_р - время паузы механизма между рабочими операциями, с;_ц - длительность цикла, с.

ПВ =  ∙100% = 34,4%

 

Рисунок 7 - Нагрузочная диаграмма механизма передвижения тележки

 

Эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки:

 

Р_с.э.р. = , кВт                                     (11)

где Р_с.э.р. - эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки, кВт;

Р_с(г) - статическая мощность механизма передвижения тележки с грузом, кВт;

Р_с(0) - статическая мощность механизма передвижения тележки без груза, кВт.

Р_с.э.р. =  = 3,42 кВт

Пересчитываем полученную мощность на стандартную продолжительность включения:

 

, кВт (12)

 

где Р_сэ.ст. - эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки стандартная, кВт;

ПВ - продолжительность включения;

ПВ_ст - стандартная продолжительность включения;

Р_с.э.ст. = 3,42∙ = 4,01 кВт при ПВ_ст = 25%.

Для механизма передвижения тележки выбираем один двигатель.

Мощность двигателя передвижения тележки:

 

Р_дв = К_зЧР_с.э.ст., кВт              (13)

 

где Р_дв - мощность двигателя передвижения тележки, кВт;

К_з - коэффициент запаса, К_з = 1,2;

Р_сэ.ст. - эквивалентная статическая мощность механизма передвижения тележки стандартная, кВт;

Р_дв = 1,2 ∙ 4,01 = 4,8 кВт

Частота вращения вала двигателя:

 

n_дв = , об/мин                        (14)

 

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

х - скорость передвижения тележки, м/с;

- переводной коэффициент._дв =  = 873 об/мин

Выбираем двигатель серии MTН 112-6 с фазным ротором:

номинальная мощность: Р_н = 5 кВт;

номинальная частота вращения: n_н = 930 об/мин;

ток статора: I₁ = 13,7 А;

ток ротора: I₂ = 15,7 А;

напряжение: U = 380 В;

коэффициент мощности: cos ц = 0,7;

число пар полюсов: 2 р = 6;

кратность максимального момента: л_м =  = 2,7;

кратность пускового момента: л_п =  = 2;

напряжение статора: U = 380 В;

продолжительность включения: ПВ = 25%

cos ц = 0,7;

КПД: Ƞ = 79%;

число пар полюсов: 2 р = 6;

ЭДС ротора: Е_р = 165 В.

Краново - металлургические электродвигатели серии МТ предназначены для привода крановых и других механизмов, работающих в кратковременных и повторно-кратковременных режимах, в том числе с частыми пусками и электрическим торможением.

Проверка двигателя по условиям пуска:

) Частота вращения двигателя для проверки привода тележки крана:

n_дв = 873 об/мин

) Максимальный статический момент нагрузки:

М_ст = , Н∙м (15) где М_ст - максимальный статический момент нагрузки, Н∙м;

- переводной коэффициент;

Р_ст - статическая мощность двигателя, кВт, Р_ст = Р_дв,

где Р_дв - расчетная мощность двигателя;

n_н - номинальная частота вращения выбранного двигателя, определяется по каталогу или из условия: n_н = n₀∙ (1 - s_н) об/мин;

n₀ - синхронная частота вращения магнитного поля статора:

 

, об/мин;

 

где f - промышленная частота тока, f = 50 Гц;

р - число пар полюсов двигателя;- скольжение.

М_ст =  = 49,29 Н∙м.

) Номинальный момент выбранного двигателя:

М_н = , Н∙м    (16) где М_н - номинальный момент выбранного двигателя, Н∙м;

- переводной коэффициент;

Р_н - номинальная мощность двигателя, выбранная по каталогу, кВт;_н - номинальная частота вращения, об/мин.

М_н =  = 51,3 Н∙м

4) Пусковой момент выбранного двигателя: (17)

М_п = л_п∙ М_н Н∙м

 

где М_п - пусковой момент выбранного двигателя, Н∙м;

л_п - кратность пускового момента определяется по каталогу выбранного двигателя;

М_н - номинальный момент двигателя, Н∙м;

М_п = 2∙51,3 = 102,6 Н∙м

 

,8∙М_п ≥ k_п∙М_ст;

 

где М_п - пусковой момент выбранного двигателя, Н∙м;

k_п - коэффициент учитывающий увеличение статического момента во время пуска, k_п = 1,2;

М_ст - максимальный статический момент нагрузки, Н∙м;

,8∙102,6 ≥ 1,2∙49,29;

,1 > 59,15.

Условие выполняется. Окончательно принимаем двигатель серии

MTН 112 - 6 с фазным ротором.