Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на большие расстояния. По особенностям конструкций, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные и др. В цехах предприятий электромашиностроения наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производится подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек цеха. Вид мостового крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией, однако многие узлы кранового оборудования, например механизмы подъема и передвижения, выполняются однотипными для различных разновидностей кранов.

На электрических кранах устанавливают электродвигатели, пусковые и регулировочные сопротивления, тормозные электромагниты, контроллеры, защитную, пускорегулирующую, сигнальную, блокировочную и осветительную аппаратуру, конечные выключатели, токосъемники. Питание на кран подается или через троллейные проводники, неподвижно закрепленные на строительных конструкциях, и токосъемники, закрепленные на кране, или при помощи гибкого шлангового кабеля. Электродвигатели, аппараты и электропроводку кранов монтируют в исполнении, соответствующем условиям окружающей среды.

В зависимости от вида транспортируемых грузов на мостовых кранах используют различные грузозахватывающие устройства: крюки, магниты, грейферы, клещи и т.п. В связи с этим различают краны крюковые, магнитные, грейферные, клещевые и т.п. Наибольшее распространение получили краны с крюковой подвеской или с подъемным электромагнитом, служащим для транспортировки стальных листов, стружки и других ферромагнитных материалов.

У всех типов кранов основными механизмами для перемещения грузов являются подъемные лебедки и механизмы передвижения.

По грузоподъемности мостовые краны условно разделяют на малые (масса груза 5-10 т.), средние (10-25 т.) и крупные (свыше 50 т.).

Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 -2500 кВт.

Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейферами, специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, расположенных в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.

Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно - кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов,онечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.

В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные

системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.

В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.

Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОСТОВОГО КРАНА.

Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразноеМостовой кран (рисунок 1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).

Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования:

по степени загрузки, времени работы, интенсивности ведения операций, степени ответственности грузоподъемных операций и климатических факторов эксплуатации.

К основным параметрам механизма подъёма относятся:

грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.

Рисунок 1 - Общий вид мостового крана

Номинальная грузоподъемность - масса номинального груза на крюке или захватном устройстве, поднимаемого грузоподъемной машиной.

Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, характера работы, типа машины и ее производительности.

2 УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ОБЩАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТОРОБОРУДОАНИЯ МОСТОВОГО КРАНА.

Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных выключателей, предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа, действующими при снятии напряжения.

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ = 40%.

2.1 Кинематические схемы основных механизмов

Работу основных механизмов крана рассматривают по кинематическим схемам. Так как двигатели обычно имеют угловую скорость, значительно большую, чем скорость подъемного барабана или ходовых колес моста или тележки, то движение к рабочим органам механизмов крана передается через редукторы ( на рисунках обозначены буквой Р).

Для механизмов подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом П (рисунок 2), при помощи которого движение от барабана Б передается крюку К.

На рисунке 3 представлена схема механизма тележки, которая обычно имеет четыре ходовых колеса, два из которых, соединены валом, приводятся в движение через редуктор Р от двигателя Д.

Передача движения к ходовым колесам концевых балок от двигателя, установленного на мосту, может осуществляться через редуктор Р, расположенного в средней части моста (рисунок 4).

Каждый механизм крана имеет механический тормоз Т, который устанавливается на соединительной муфте между двигателем и редуктором или на тормозном шкиве на противоположном конце вала двигателя.

Рисунок 2. Кинематическая схема подъемного механизма

Рисунок 3. Кинематическая схема тележки

Рисунок 4. Кинематическая схема моста

3 ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ЭЛКТРОПРИВОДА И ОБОСНОВАНИЯ ВЫБРАНОГО ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

Для выбора системы электропривода необходимо четко представлять себе технологические требования к приводу того механизма, для которого он выбирается.

Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:

1 Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку - с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.

3 Ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связано с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора, с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с уменьшением раскачивания подвешенного на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения; второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.

4 Реверсирование электропривода и обеспечение его работы, как в двигательном режиме, так и в тормозном режиме.

4 РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ КРАНА

Электродвигатели, установленные на кранах, работают в тяжелых условиях, часто в помещениях с повышенной температурой или с большим содержанием в них паров и газов, а также на открытом воздухе. Мостовые краны имеют повторно-кратковременный режим работы, с частыми пусками и торможениями.

Повторно - кратковременный режим - это режим работы двигателя, при котором рабочие периоды tраб чередуются с периодами отключения t0.

Повторно - кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ).

где, tраб - время работы (с)

tц - время цикла (с)

Номинальное значение относительной продолжительности включения - 15, 25, 40, 60%.

Рассмотрим режимы работы двигателей, которые представлены на рисунке 5.

Двигатели механизмов моста и тележки при работе с грузом и без груза работают в нормальном двигательном режиме.

При подъеме груза или пустого крюка двигатель подъемного механизма работает в двигательном режиме, а при опускании груза возможны два случая:

- если момент груза Мгр больше момента двигателя Мдв, то груз будет опускаться под действием собственного веса с учетом момента трения Мтр и электродвигатель должен быть включен на подъем, чтобы подтормаживать груз, то есть в этом случае момент двигателя равен

Мдв = Мгр - Мтр

Такой режим называется тормозным спуском.

- если момент груза будет меньше момента трения, то электродвигатель должен быть включен на спуск и способствовать опусканию груза, то есть работать в двигательном режиме, в этом случае момент двигателя равен

дв = Мтр - Мгр

Такой режим называется силовым спуском.

При опускании пустого крюка так же возможны два случая, то есть спуск может быть и тормозным и силовым.

5 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОВИГАТЕЛЕЙ, ИХ ВЫБОР ПО КАТЕГОРИЯМ И ПРОВЕРКА.

5.1 Двигателя моста.

Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1

(1)

где, FГ - сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н;

К - коэффициент трения ребер колес о рельсы;

GГ - вес крана с грузом, Н;

G0 - вес крана без груза, Н;

R - радиус ходового колеса, м;

µ - коэффициент трения скольжения в подшипнике;

r - радиус цапфы колеса, м;

f - коэффициент трения качения ходового колеса;

Принимаем:

f = (0, 0005-0,001).

µ = (0,015-0,02);

К= (1,2-2,6);

Вычисляем вес крана с грузом

GГ = mГ · g · 103 (2)

где mГ - грузоподъемность крана, т;

g - ускорение свободного падения, м/с.

GГ = 10 · 9,8 · 103 =98000 Н

Вычисляем вес крана без груза

G0 = m0 · g · 103 (3)

где m0 - вес моста, т.

G0 = 12 · 9,8 · 103 = 117600 Н

Вычисляем радиус ходового колеса

R = (4)

где Dх - диаметр ходовых колес моста, м.

R = м

Вычисляем радиус цапфы колеса

r = (5)

где Dц - диаметр цапфы колес моста, м.

r = м

Вычисляем сопротивление движению механизма по формуле 1

Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6

(6)

где,- F0 сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н;

К - коэффициент трения ребер колес о рельсы;

G0 - вес крана без груза, Н;

R - радиус ходового колеса, м;

µ - коэффициент трения скольжения в подшипнике;

r - радиус цапфы колеса, м;

f - коэффициент трения качения ходового колеса;

Принимаем:

µ = (0,015-0,02);

К= (1,2-2,6);

f = (0,0005-0,001).

Вычисляем F0 по формуле:

Рассчитываем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7

(7)

где, Мс1 - момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом, Н·м;

Г - сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н;

V - скорость перемещения моста, м/с;

n - частота вращения двигателя, об/мин;

- КПД механизма при полном грузе.

Находим частота вращения двигателя по формуле 8

(8)

где, iр - передаточное число редукции привода;

Dх - диаметр ходового колеса, м.

об/мин

Н·м

Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9

(9)

где, Кз - коэффициент загрузки крана на холостом ходу;

GГ - вес крана с грузом, Н;

G0 - вес крана без груза, Н.

Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10

(10)

где, Мс2 - момент статического сопротивления на валу двигателя при

движении без груза, Н·м;

F0 - сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н;

V - скорость перемещения моста, м/с;

n - частота вращения двигателя, об/мин

- КПД механизма без груза.

Вычисляем КПД механизма без груза по формуле 11

(11)

где, Кз - коэффициент загрузки крана на холостом ходу;

- КПД механизма при полном грузе.

Н·м

Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12

(12)

где, Мэ - средний статистический момент, Н·м;

Мс1 - момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом, Н·м;

Мс2 - момент статического сопротивления на валу двигателя при движении без груза, Н·м.

Н·м

Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13

(13)

где, Рэ - средняя эквивалентная мощность механизма, кВт;

Мэ - средний статистический момент, Н·м;

n - частота вращения двигателя, об/мин.

кВт

Вычисляем время цикла по формуле 14

(14)

где, tц - время цикла, с;

Z - число циклов в час

3600 - 1 час, с;

Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15

(15)

где, tраб - время работы при движении с грузом и без него, с;

L - путь перемещения механизма, м;

V - скорость перемещения моста, м/с.

Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16

(16)

где, ПВр - продолжительность включения механизма во время работы, %;

tраб - время работы при движении с грузом и без него, с;

tц - время цикла, с.

Приводим ПВр к стандартному значению ПВст = 30%

Рассчитываем мощность двигателя по формуле 17

(17)

где, РПВст - мощность двигателя моста, кВт;

Рэ - средняя эквивалентная мощность механизма, кВт;

ПВр - продолжительность включения механизма во время работы, %;

ПВст - стандартная продолжительность включения, %.

2,63 кВт

По расчетной частоте вращения ,учитывая род тока по величине РПВст выбираем двигатель постоянного тока Д31 данные которого приведены в таблице 1.

Проверяем выбранный двигатель.аблица 1

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	8 кВт
Частота вращения, nн	820 об/мин
Ток якоря, Iя	44 А
Максимальный момент, Мm	280 Нм
Напряжение, U	220 В
Частота вращения nмах	3600 об/мин

Определим номинальный момент по формуле 18

Мн =9,55·Рн/n (18)

Мн=9,55·8000/820=93,1 Н·м;

Двигатель проверяется по двум условиям;

1. Определим средний пусковой момент двигателя по формуле 19

Мп =1,6-1,8МН (19)

где, Мн=93,1 Н·м;

Мп =1,6·93,1=148,96 Н·м;

2. Определим маховый момент ,приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом и без него

С грузом по формуле 20

СДгр?=1,15 СДдв?+365(Gг+ G0)V?/n? Н·м (20)

Iя=0,3 кг·м?

СДдв?=0,3·40=12 кг·м?

СДгр?=1,15·12+365(98000+117600) ·1,25?/820?=196,3 Н·м?

Без груза по формуле 21

СД0?=1,15 СДдв?+365(С0·V?)/n? Н·м? (21)

.Рассчитываем время пуска для каждой операции

Максимально допустимое время пуска для механизмов передвижения 10-15 сек

С грузом по формуле 22

tп1= СДгр?·n/375· (Мп-Мст1) сек (22)

tп1=196,3·820/375· (148,96-113,4)=12 сек

Без груза по формуле 23

tп2= СДгр?·n/375· (Мп-Мст2) сек (23)

tп2=113,5·820/375(148,96-67,5)=3 сек

т.к.получилось малое время пуска двигателя перемещения моста без груза

tп2=3 сек просчитаем двигатель меньшей мощности

Проверим двигатель постоянного тока Д 22

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	6 кВт
Частота вращения, nн	1070 об/мин
Ток якоря, Iя	33 А
Максимальный момент, Мm	161 Нм
Напряжение, U	220 В

Определим номинальный момент по формуле 18

Мн =9,55 · Рн/n (18)

Мн =9,55 · 6000/1070=53,5

1. Определяем средний пусковой момент двигателя по формуле 19

Мп =1,8 · Мн (19)

Мп=1,8 · 53,5=96,3

2. Определим маховый момент ,приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом по формуле 20

Iя= 0,155 кг · м?

СДдв?=0,155 · 40 =6,2 кг · м?

СДгр?=1,15 · 6,2+365(98000+117600)1,25 ? /1070?=114,52 Н·м?

3.без груза по формуле 21

СД0?=1,15 · 6,2+365(117600 · 1,25 ?)/1070 ?=65,7 Н·м?

4.Рассчитываем время пуска для каждой операции с грузом по формуле 22

tп1=(114,52 · 1070)/375(96,3-113,4)=-19,1 сек

т.к получилось отрицательное значение время пуска двигателя перемещения моста tп1=-19,1 то двигатель Д 22 не подходит

ля двигателя Д 31 при расчетах время пуска без груза уменьшим пусковой момент за счет введения в цепь реостата по формуле 22

Мп=1 Мн =1 · 93,1=93,1 Н·м (22)

5.Вычисляем время пуска без груза по формуле 23

tп2 =113,5 · 820/375(93,1-67,5)=9,6 сек

6.Рассчитаем время торможения при каждой операции с грузом по формуле 24

tт = СДгр? · n/375(Мт+ Мст ) сек (24)

Мт = Мн =93,1 Н·м

tт1 =196,3 · 820/375(93,1+113,4)=2 сек

7.Для расчета время торможения без груза ограничим тормозной момент по формуле 24

Мт =0,8 Мном =0,8 · 93,1=74,48 Н·м (25)

tт2= 113,5 · 820/375(74,48+67,5)=1,74 сек

8.Замедление находим по формуле 26

а=v/ tn ?0.6;0.8 (26)

С грузом

а1=1,25/2=0,6

без груза

1=0,6?0,6;0,8 а2=0,7?0,6;0,8

9. Определим время установившегося движения tус по формуле 27

сек (27)

tу=360 · 0,106-12-9,6-2-1,74/2=6,4 сек

10. Строим нагрузочную диаграмму

11.Расчитаем эквивалентный момент по формуле 28

(28)

=95,3Н · м

2. Определим эквивалентный момент пересчитанный на стандартный ПВ по формуле 29

(29)

=48,6 Н·м

Мэ?Мном

48,6?93,1-условия выполняется ,двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке

0,8?кр·Пн?Мст.мах

0,8·3·93,1?113,4

223,44? 113,4

Условия выполняется следовательно для перемещения моста применяем двигатель постоянного тока Д 31

5.2Двигателя тележки

1. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1

(1)

Определяем вес крана GГ с грузом по формуле 2

GГ = 10 · 9,8 · 103 = 98000 Н

Определяем вес крана без груза G0 по формуле 3

G0 = m0 · g · 103 (3)

где, m0 - вес тележки, т.

G0 = 5,6 · 9,8 · 103 = 54880 Н

Находим радиус ходового колеса по формуле 4

R = (4)

где, Dх - диаметр ходовых колес тележки, м.

R = м

Находим радиус цапфы колеса по формуле 5

r = (5)

где, Dц - диаметр цапфы колес тележки, м.

r = м

Находим сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1

2. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6

(6)

3. Рассчитываем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7

(7)

об/мин

Н·м

4. Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9

(9)

=0,35

5.Определим КПД х.х по формуле 11

(11)

6. Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10

(10)

Н·м

7. Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12

(12)

Н·м

8. Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13

(13)

кВт

9. Вычисляем время цикла по формуле 14

(14)

0. Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15

(15)

11. Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16

(16)

Приводим ПВр к стандартному значению ПВст = 25%

12. Рассчитываем мощность механизма по формуле 17

(17)

кВт

По полученной мощности механизма и расчетной частоте вращения ,учитывая род тока, выбирается двигатель постоянного тока марки Д 12 , данные которого приведены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	2,5 кВт
Частота вращения, nн	1140 об/мин
Ток якоря, Iя	14,6 А
Максимальный момент, Мm	63 Нм
Момент инерции Jдв	0,05 кг•м2
Напряжение, U	220 В
Частота вращения мах nмах	3600 об/мин

Проверяем выбранный двигатель.

Двигатель проверяется по двум условиям;

1. Определим средний пусковой момент по формуле 18

Мпуск - среднее значение пускового момента двигателя, Н·м;

Мпуск = (1,6-1,8) ·Мном (18)

где, Мном - номинальный момент двигателя, Н·м определяем по формуле 19

(19)

где, Рном - номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;

nном - номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.

Н·м

Мпуск = 1,6 · 20,9 = 33,44 Н·м

2.Рассчитываем маховый момент ,приведенный к валу двигателя

с грузом по формуле 20

Ія=0,05 кг·м2

СДдв?=0,05 · 40=2

СДгр?=1,15 СДдв?+365(Сг+С0) · V/n? Н·м? (20)

СДгр?=1,15 · 2+365(98000+54880) · 0,6?/1140?=17,7 Н·м?

Без груза по формуле 21

СД0?=1,15 СДдв?+365(С0 · V?)/n? Н·м? (21)

СД0?=1,15·2+365(54880 · 0,6?)/1140?=7,8 Н·м?

3. Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции

С грузом по формуле 22

4. Вычисляем тормозное время

т = Мном =20,9 Н·м

tт1,tт2 - время тормозное с грузом и без него, с.

С грузом по формуле 24

Без груза по формуле 24

5. Замедление по формуле 26

а=V/tт?0,6-0,8 (26)

с грузом

а1 =0,6/1,3=0,46

без груза

а2=0,6/0,83=0,72

а1=0,46?0,6-0,8

а2=0,72?0,6-0,8

6. Вычисляем установившееся время движения механизма по формуле 27

(27)

.Строим нагрузочную диаграмму

8. Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 28

Н·м

9. Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 29

(29)

=7,1 Н · м

Мэ?Мном

7,1?20,9 -условие выполняется ,двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке

0,8?кр·Пн?Мст.мах

0,8·3·20,9?17,8

50,16? 17,8

Двигатель имеет малую нагрузку ,т.к двигателей меньшей мощности нет

5.3 Двигателя подъемного механизма

1. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме груза по формуле 30

(30)

где, Мс1 - момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;

Dб - диаметр барабана подъемной лебедки, м;

GГ - вес крана с грузом, Н;

G0 - вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза, Н;

- КПД подъемника при подъеме груза;

iрп - передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов.

g - ускорение свободного падения, м/с.

Находим вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза по формуле 3

G0 = m0 · g · 103 (3)

где, m0 - вес грузоподъемного устройства, т.

G0 = 1,2 · 9,8 · 103 =11760 Н

iрп = iр · iп =34,2 · 2=68,4

где, iр - передаточное число редукции привода;

iп - кратность полиспастов.

Н·м

2. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза (тормозной спуск) по формуле 31

Мс2 = Мс1·(2·-1) (31)

где, Мс2 - момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза, Н·м;

Мс1 - момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;

- КПД подъемника.

Мс2 = 457·(0,79·2-1) = 265 Н·м

3. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства по формуле 32

(32)

где, Мс3 - момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;

G0 - вес грузозахватывающего устройства без груза, Н;

Dб - диаметр барабана подъемной лебедки, м;

iрп - передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов;

- КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза.

4. Находим КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 11

(11)

5. Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9

(9)

Н·м

6. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 31

Мс4 = Мс3·(2·-1) (31)

где, Мс4 - момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;

Мс3 - момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме

грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;

- КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза.

Мс4 = 265·(2·0,38-1) = -63,6 Н·м

7. Вычисляем эквивалентный статический момент со штрихом по формуле 33

(33)

где, Мэ' - эквивалентный момент со штрихом, Н·м;

Мс1 - момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;

Мс2 - момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза, Н·м;

Мс3 - момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;

Мс4 - момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Н·м.

Н·м

8. Вычисляем время цикла по формуле 14

(14)

9. Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15

(15)

где, L - высота подъема, м.

10. Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы

Приводим ПВр к стандартному значению ПВст = 40%

11. Определяем эквивалентный статический момент по формуле 28

(28)

где, Мэ - эквивалентный статический момент, Н·м;

Мэ' - эквивалентный момент со штрихом, Н·м;

ПВр - продолжительность включения механизма во время работы, %;

ПВст - стандартная продолжительность включения, %.

Н·м

12. Находим частоту вращения двигателя по формуле 8

(8)

где, iрп - передаточное число редукции привода с учетом кратности полиспастов;

Dб - диаметр барабана, м.

об/мин

13. Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13

(13)

кВт

По полученной мощности механизма выбирается двигатель постоянногоокаД806

Проверяем выбранный двигатель.

Таблица 3

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	22 кВт
Частота вращения, nн	635 об/мин
Ток якоря Iя	116 А
Максимальный момент, Мm	981 Н·м
Момент инерции Jдв	1 кг•м2
Напряжение, U	220 В

Страницы: 1, 2