Упрощенный вариант проектирование электропривода тележки мостового крана

 

 

Оглавление

 

 

Введение

Данный курсовой проект содержит проектирование электропривода механизмов повторно-кратковременного циключеского режима работы. Электропривод телеки мостового крана.

Тележка совершает возвратно-поступательное движение по рельсовому пути на всю длину моста от одного крайнего положения до другого. За исходное состояние тележки принимается нахождение ее в одном из крайних положений на мосте при поднятом грузе. Из этого положения тележка разгоняется с грузом, движется до противоположного конца моста и там затормаживается. Мост крана вместе с тележкой перемещается на требуемое расстояние и останавливается. Груз с помощью механизма подъема, находящегося на тележке, опускается и отцепляется. Затем поднимается пустой крюк и мост с тележкой, но уже без груза, перемещается в исходное положение и там затормаживается.

Опускается пустой крюк, зацепляется груз и осуществляется его подъем. На этом цикл работы механизма передвижения тележки заканчивается. При дальнейшей работе тележки этот цикл повторяется. Следует иметь в виду, что паузой для электропривода механизма передвижения тележки является время работы механизмов подъема крана и перемещение моста.

 

 

1. Описание рабочей машины и её технологического процесса; исходные данные для проектирования электропривода

Тележка мостового крана выполняет операцию перемещения поднятого груза с площадки загрузки на площадку выгрузки. На площадки загрузки груз зацепляется, механизмом подъема (строп) обеспечивает подъем груза. Включается двигатель тележки, осуществляется перемещения тележки с грузом с усттновившейся рабочей скоростью VP по прибытии к площадке выгрузки двигатель затормаживается, тележка останавливается в задоном месте, переместившись на длину L. Затем происходит опускание груза, его отцепляют, пустой крюк поднимается. Включаеться двигатель для движения в обратную сторону с установившейся скоростью VB , ntktörf возражаеться на площадку загрузки, пройся снова расстояние L. Таким оброзом тележка совершает возвратно-посмтупательное движение на длину L от одного положения до другого. В цикл работы тележка входит время пауз, когда тележка стоит, производятся зацепления груза, его подъем, опускание, расцепление, подъем и опускание пустого крюка.

Кинематическая схема механизма передвижной тележки представлена на рисунки 1. Исходные данные в таблице 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма передвижной тележки.

1- Ходовые колеса;  2 – электродвигатель; 3- тормозной шкив; 4- редуктор

 

 

Таблица 1- Исходные данные

Обозночение	Наименование показателя	Размерность
m	Масса тележки	т	3
mг	Масса груза	т	10
D	Диаметр колеса	м	0,25
dc	Диаметр ступицы	мм	60
µ	Коэффициент трения скольжения	-	0,025
f	Коэффициент трения качения	м	0,0005
Ck	Крутильная жесткость		5
L	Длина перемещения тележки	м	5
VP	Скорость движения с грузом	м\с	0,45
VB	Скорость движения без груза	м\с	0,6
a	Предельное ускорение	м\с2	0,5
z	Число циклов в час	-	70
tP	Суммарное время работы, не более	с	25

 

2. Расчёт мометов статических сопротивлений и предварительный расчёт мощности электродвигателя.

На базе исходных данных рабочей машины рассчитывают и строят зависимость скорости рабочей машины от времени V(t). Участки различаються значениями статических нагрузок и моментов инерции. На основе заданных путей перемещения L, установившейся скорости Vу и допустимого ускарения  a рассчитывают:

 

Время пуска tп до установившейся скорости с допустимым ускорением, торможения tт от установитвшейся скорости до остоновки

 

С грузом:                                                      Без груза:

                                                  

 

 

 

Путь, проходимый за время пуска ( торможения ) рабочей машины,

 

С грузом:                                                     Без груза:

                                        

 

Время установившегося режима движения со скоростью Vу

 

Сгрузом:                                                      Без груза:

                       

 

Полученные зависимости V(t) представлены на рисунки 2. При построении зависимостей V(t) учитываем напровление движения рабочей машины. При движений с грузом принимаем V > 0. При движений без груза  в возвратном режиме соотвественно V< 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет статических моментов рабочей машины

1. Момент сил трения в подшибниках

 

Сгрузом:

 

 

Без груза:

 

1. Момент сил трения качения

С грузом:

 

 

Без груза

 

где:

f- коэффециент трения качения

 

1. Момент сил трения, учитывающий трения реборд колес о рельсы

С грузом:

 

Без груза:

 

 

2. Для определения динамических моментов рабочей машины рассчитываются моменты инерции рабочей машины ( рабочего оргона):

С грузом:

 

 

Без :

 

 

3. При заданной величине допустимого ускорения, а для каждого режима рабочей машины определяются динамические моменты: 
   С грузом:

 

Без груза:

 

 

 

1. Полный момент рабочей машины

С грузом:

 

Без груза:

 

2. Среднеквадротичное значение момента

1622 Нм

 

Мощность двигателя может быть определена по соотношению

 

где:

 коэффициент, учитывающий динамические нагрузки, обусловленные вращающимися элементами электропривода ( двигателя, редуктора) , а также потери мощности в редукторе. коэффициент может быть взять от 1,3 до 1,5;

 – основная скрость движения м/с;

D - диаметр шестерни выходного вала редуктора, м;

ПВф – фактическое значение относительной продолжительности включения проектируемого электридвигателя;

ПВкат – ближайшее к ПВф каталожное значение относительной продолжительности включяения для электродвигателей выбранной серии.

 

 

где:

3. Мощность двигателя

 

Произведем выбор электродвигателя

Таблица 2 - Данные выбранного электродвигателя

Тип	Pн, кВт	nн, об/мин	I1н, А	cosφ,	I2н, А	E20, В	Mмакс, Нм	r1, Ом	r2, Ом	Iо, А	Cosφo	X1, Ом	X2, Ом	Кг	Jдв, Кг*м2
4MTF(H)132LB6	7,5	935	18,2	0,77	20,7	242	190	0,68	0,3	11,1	0,11	0,98	1,44	2,22	0,11

 

3. Определение передаточного числа и выбор редуктора

Предаточное число редуктора определяется по номинальной скороси вращения двигателя и основной скороси движения исполнительного органа.

 

 

Выберем редуктор из справочника Анурьев В.И. «Справочник конструктора-машиностроителя том 3». Выбираем редуктор цилиндрический двухступенчатый горизонтальный редуктор Ц2У-200 с передаточныйм числом равныйм 25 коэффициент полезного действия 0,98

 

4. Приведение статических моментов к валу двигавтеля

После выбора двигателя и редуктора, когда извесны передаточное число, коэффициент полезного действия редуктора, статический момент рабочей машины, приведенные к валу двигателя, рассчитываются по формеле:

 

С грузом:

 

 

Без груза:

 

С учетом потерь в редукторе статические моменты на валу рассчитывают в зависимости от режима работы электропривода.

Статический момент на валу в двигательном режиме

 

С грузом:

 

 

Без груза:

 

При работе электпривода в тормозных режимах потери в редукторе вызывают уменьшение нагрузки двигателя, при этом моменты на валу определают по формеле

С грузом:

 

Без груза:

 

Найдем моент холостого хода

=42,7-71,6=28,9

 

 

где: Мн= 42,7 Нм, кФн=2,35

Статический момент на валу в двигательном режиме

С грузом:

 

Без груза:

 

 

При работе электпривода в тормозных режимах

С грузом:

 

Без груза:

 

 

5. Приведение моментов инерции и коэффициентов жесткости к валу двигателя

Суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции системы может быть рассчитан по соотношению

 

где:

- момент инерции двигателя;

- коэффициент, учитывающий момент  инерции остальных элементов  электропривода: муфт, тормозного шкива, редуктора и др. =1,3…1,5;

- приведенный к валу двигателя  суммарный момент  инерций движущихся  исполнительных органов рабочей  машины.С грузом , без груза

С грузом:

 

Без груза:

 

 

Приведенную к валу двигателя жесткость упругой механической связи Спр определяют через значение крутильной жесткости.

 

 

В таблицу 3 для каждого участка работы электропривода записать значения установившейся скорости двигателя

 

С грузом:

 

 

Без груза:

 

В таблицу, в строку необходимо включить также требуемые пусковые Мп и тормозные Мт моменты двигателя, при которых обеспечивается возможность разгона и торможения электропривода с заданным допустимым ускорением:

 

С грузом:

 

Статический момент на валу в двигательном режиме

 

 

 

При работе электпривода в тормозных режимах

 

 

 

 

Без груза:

 

Статический момент на валу в двигательном режиме

 

 

 

При работе электпривода в тормозных режимах

 

 

 

 

 

 

 

Для приближенного расчета премени переходного процесса оценивать средний момент двигателя Мср

При питании от преобразователя с задатчиком интенсивности средний момент двигателя можно принять равным моменту, допустимому по ускорению:

при пуске: Мср=Мп

при торможении: Мср=Мт

 

 

6. Предварительная проверка двигателя по производительности и нагреву

Целями предварительной проверки является:

- изучение приближенных  способов оценки времени переходных  процессов;

- уточнение нагрузочных диаграмм момента и скорости двигателя с учетом момента инерции предварительно выбранного двигателя;

- снижение затрат времени  на выполнение курсового проекта  для случая, когда предварительно  выбранный двигатель не подходит  по нагреву.

Используя выбранные выше значения пусковых и тормозных моментов, скоростей установившихся режимов и возможности выбранной схеме управления двигателем, рассчитывают: