Механизм горизонтального перемещения груза

1. Механизм горизонтального перемещения груза (тележка)

 

1.1Определяем продолжительность цикла.

 

1.2 Определение сопротивления движению

 

Сопротивление движению при полном грузе, кг,

 

 
где, - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению в результате перекоса (для подшипников качения), =2,5

- вес тележки с грузом и  крюком, кг ;

- радиус катка тележки, см, ;

  - коэффициент трения цапф, ;

  - радиус цапф катков тележки,  см, ;

  - коэффициент трения качения,  см, .

Сопротивление движению без груза, кгс

_где

        

_{1.3 Предварительный выбор двигателя}

_{В первом приближении определяется величина мощности, которая необходима для перемещения тележки с полным грузом, кВт,}

_{Затем ориентировочно определяется величина ПВ′ ; для этого вычисляют время работы за один цикл, с,}

_{принимают скорость, м/с,}

 

_тогда

_{Здесь Т – определенная для механизма  подъема продолжительность  цикла, с.}

_{Мощность Р′ приводится к ближайшему стандартному значению}

_{По  величинам Рст и ПВст, согласно приложению 1, предварительно выбирают двигатель ближайщей к Рст мощности. При этом записывают все паспортные данные двигателя (мощности и частоты вращения при всех ПВ; кратности максимального момента, момент инерции, вес двигателя).}

 

_{1.4 Определение передаточного числа}

_{Передаточное  число между двигателем и катками тележки  определяется при  скорости VT1=V 1, которая соответсвует номинальной частоте вращения двигателя nн ; тогда}

_{1.5 Определение вращающих моментов на валу двигателя при статической нагрузке}

_{Вращающий момент при полном грузе, Н•м,}

_где

     

_{Вращающий  момент при движении тележки без груза, Н•м,}

_где

1.6 Определение мощностей, развиваемых двигателем при статической нагрузке

Записав все данные предварительно выбранного двигателя (см. приложение 1), определяют: вращающие моменты, Н•м, при различных значениях ПВ

 

 

перегрузочную способность  синхронную частоту вращения двигателя no строят механическую характеристику , представленную на рис. 1.

Рис.1 Механическая характеристика.

По кривой для известных значений М1 и М2 определяют соответствующие им частоты вращения При этом установившаяся скорость тележки, м/с:

- при движении с  грузом

_{- при  движении тележки  без груза}

_{Мощность, развиваемая двигателем, кВт:}

- при движении с  грузом 

_{- при  движении тележки  без груза}

1.7 Определение динамической нагрузки на двигатель тележки

_{Учет динамической нагрузки на двигатель  тележки, как и  для механизма  подъема, зависит  от принятого способа  пуска механизма  передвижения тележки.}

 _{Управление двигателем осуществляется командо-контроллером и пуск в ход автоматизирован в функции тока, то задаются величиной пускового момента, которая не должна превышать 0,8Ммах для предварительно выбранного двигателя.}

_{Далее определяются максимальные величины динамического момента  двигателя, Н•м, при  разгоне тележки с грузом и без груза:}

_{для различных режимов  работы механизма из уравнений определяется время пуска двигателя tn1, tn2.}

  _{При выборе величины пускового момента тележки не следует задаваться слишком большим его значением и тем самым сокращать время пуска (как это отмечалось при анализе механизма подъема и опускания груза). Рекомендуется, чтобы при работе с грузом это время для тележки было не менее 1,5…2 с, в противном случае (при больших динамических моментах) механизм крана испытывает значительные динамические усилия и большие ускорения; последние приводят к раскачиванию груза. В результате время, требуемое для перемещения груза, может не уменьшиться, а возрасти. Поэтому следует стремиться, чтобы пусковой момент двигателя тележки не превышал 1,5…2,0 величины номинального момента предварительно намеченного двигателя.}

_{1.8 Определение времени работы с установившейся скоростью}

_{Время работы с установившейся скоростью при  передвижении тележки  с грузом t1 и без груза t2 определяется так же, как и для механизма подъема (см. уравнение (30), с,}

_{Что же касается времени  торможения tT, то для тележки оно составляет примерно 1…2 с.}

_{1.9 Определение фактической относительной продолжительности включения}

_{Фактическое значение ПВ определяется по формуле}

_{где Т – продолжительность  цикла (определяется по формуле (1).}

_{1.10 Определение пусковых мощностей}

_{По  найденным выше значениям  пусковых моментов определяют величины мощностей, кВт, развиваемых  двигателем при пуске,}

_{1.11 Построение графика нагрузки двигателя механизма передвижения тележки}

_{По  данным Рn1, tn1; P1 ,t1; Pn2, tn2; P2, t2    строят график нагрузки}

, который представлен на рис. 2 .

Рис.2 График нагрузки.

1.12 Определение повторно-кратковременной мощности

Мощность повторно-кратковременного режима, кВт, определяется по формуле:

_{1.13 Приведение повторно-кратковременной мощности к стандартному значению ПВст}

_{Полученное  значение Рпк отвечает фактическому графику работы двигателя и, следовательно, тому значению ПВ, которое было определено в п.2.3.8. Так как это значение, как правило, не совпадает со стандартной величиной ПВст, то мощность Рпк должна быть приведена к тому стандартному значению ПВст , по которому выбирался двигатель. Величина Рпк.ст , кВт}

_{1.14 Окончательная проверка предварительно выбранного двигателя}

_{Двигатель полностью подходит к данному механизму, если полученная мощность Рпк.ст удовлетворяет следующему неравенству:}

_{где Р' н- номинальная мощность ближайшего двигателя меньшей мощности при той же величине ПВст ;}

_{Р н - номинальная мощность предварительно выбранного двигателя при ПВст.}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{2. Расчет пускорегулирующих сопротивлений.}

_{2.1. Методика расчета пусковых сопротивлений}

_{При расчете пускорегулирующих сопротивлений для крановых приводов применяются аналитические и графические методы.}

_{Более широкое распространение получили графические методы. Ниже представлен один из них.}

_{2.2. Графический метод}

_{Расчет  пусковых соединений для асинхронных двигателей с фазным ротором основан на прямолинейности механической характеристики.}

Проведем прямую через две точки no и nн. Выбираются величины пускового и переключающего моментов, и для них строятся пусковые характеристики. Если при выключении последней ступени сопротивления не выходя на естественную характеристику, то изменяется величина пускового или переключающего момента (или обе величины) с таким расчетом, чтобы момент переключения был больше момента сопротивления, а пусковой не более 0,85Ммах (рис.3). По построенным характеристикам определяются активные сопротивления ступеней.

Данные для расчета:

Задаемся:

- пиковым моментом M_ПI  

_{- переключающим моментом  MП2}

Строим механическую характеристику через точки n₀ и n_н .

Проводим прямые параллельно  оси ординат через точки  M_ПI и  M_П2. Затем соединяем прямой точки n₀  и M_ПI. Из точки f' проводим прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с линией M_ПI – получаем точку f.

Соединяем ее с n₀ и на линии пересечения с M_П2 получаем точку e', из которой опять проводим прямую, параллельную оси абсцисс, получаем точку e и так далее, пока не выйдем на естественную механическую характеристику (n₀a).

Рис.3. Расчет пускорегулирующих сопротивлений.

Замеряем длины отрезков и определяем величины сопротивлений:

ab=6мм, bc=9мм,  cd=15мм, de=23мм, ef=36мм, ка=10мм, r_р=0,087Ом

 

 

_{где rp  - активное сопротивление ротора, Ом.}

Суммарное сопротивление  пускового реостата:

Таким образом, пусковой реостат имеет пять   ступеней сопротивления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Принципиальная  схема электропривода.

     Выбор системы  электропривода определяется в  основном условиями работы механизма  и технологическими требованиями, предъявляемыми к нему.

     К этим требованиям  относятся: цикл работы механизма, диапазон и плавность регулирования скорости двигателя, вид механических характеристик, частота включения; учитываются также особенности окружающей среды.

    Принципиальная схема  управления двигателем механизма  передвижения тележки отличается  тем, что симметрична для движения «вперед» и «назад» и имеет немного позиций.

    На рисунке 4 приведена  типовая схема с магнитным  контроллером для механизма передвижения.

Рис. 4. Типовая схема механизма передвижения.