Проект электрооборудования мостового крана на 15 тонн (стр. 3 из 7)

(2.16)

где

- ускорение или замедление ротора электродвигателя, рад/с²;

J_э - приведённый к валу электродвигателя эквивалентный момент инерции системы при работе с грузом и без груза, т.е. J_эг и J_эо

Определяем приведённый к валу электродвигателя эквивалентный момент инерции системы при работе с грузом:

(2.17)

где К = 1,15 - коэффициент, учитывающий приближенно момент инерции редуктора и барабана;

J_дв - момент инерции электродвигателя (по каталогу), кгм²;

J_ш - момент инерции тормозного шкива, кгм²;

J_м - момент инерции муфты и быстроходного вала редуктора, кгм²;

В ряде случаев J_ши J_м определяют приближенно в долях от момента инерции ротора электродвигателя:

J_ш = 0,3∙J_дв, (2.18)

J_ш= 0,3∙1,42 = 0,42 кгм² (2.18)

J_м = 0,15∙J_дв , (2.19)

J_м= 0,15∙1,42 = 0,21 кгм² (2.19)

J_п.д.г. – момент инерции поступательно-движущихся элементов инерции, приведенный к валу электродвигателя

(2.20)

где V_п – скорость подъёма, м/с;

ω_н – угловая скорость вращения электродвигателя, рад/с;

(2.17)

Определяем приведённый к валу электродвигателя эквивалентный момент инерции системы при работе без груза:

(2.21)

где J_п.д.о. – момент инерции поступательно-движущихся элементов системы без учёта веса груза, приведённый к валу электродвигателя;

(2.22)

(2.23)

Определяем допустимое ускорение электродвигателя:

(2.24)

где а_доп – максимально допустимое линейное ускорение груза, м/с²;

Обычно а_доп = а_ср. = (0,1÷0,3) м/с² ,следовательно берём а_доп = 0,2 м/с²;

(2.24)

Динамический момент системы при подъёме груза:

(2.25)

Расчёт среднего пускового момента двигателя.

Зная величину статических и динамических моментов, можно определить средний пусковой момент, развиваемый электродвигателем при подъёме груза по формуле:

М_ср.п. = М_пг + М_дин , (2.26)

М_ср.п. =464 + 202,4 = 666,4 Нм (2.26)

Обычно М_ср.пнедолжно превышать (1,7÷2)∙N_н

Определение времени разгона при подъёме груза:

(2.27)

где ω_кон и ω_нач - соответственно конечное и начальное значение угловой скорости, ω_кон = ω_н , ω_нач = 0, рад/с;

Среднее время пуска для механизма подъёма обычно находится от 1 до 5 с;

(2.27)

Определение времени разгона при тормозном спуске.

Двигатель работает в режиме электронного тормоза (тормозной спуск) и груз ускоряется под действием собственного веса, т.е. разгон системы происходит под действием момента, равного М_сг и определяется по формуле:

(2.28)

Определение времени разгона при подъёме грузозахватного устройства:

(2.29)

где М´_срп = (1,15÷ 1,25)∙М_н

М_н – средний пусковой момент при подъёме и опускании

грузозахватного устройства.

М´_срп = 1,2∙414,4 = 497,28 Нм (2.30)

(2.31)

Определение времени разгона при спуске грузозахватного устройства:

(2.32)

Определение времени торможения.

Схемы управления электродвигателями механизмов подъёма предусматривают экстренное наложение механических тормозов при отключении статора электродвигателя от сети, т.е. при установке силового или командоконтроллера в нулевое положение.

В связи с этим для механизмов подъёма электрическое торможение электродвигателя можно не учитывать.

Время торможения для различных режимов определяется с учётом момента, развиваемого только механическим тормозом.

Момент тормоза М_т определяется максимальным статическим моментом М_с.макс, приведенным к тормозному валу (обычно это вал электродвигателя) и коэффициент запаса К_т

М_т = К_т∙К_с.макс.(2.33)

где М_с.макс. – максимальный статический момент на тормозном валу

М_с.макс = М_сг Нм;

К_т - коэффициент запаса.

По правилам Госгортехнадзора коэффициент имеет следующие значения:

- для легкого режима работы = 1,5;

- для среднего режима работы = 1,75;

- для тяжелого режима работы = 2;

- для весьма тяжелого режима работы =2,5;

При этом механизмы подъёма кранов, транспортирующих жидкий металл, ядовитые и взрывчатые вещества, должны иметь два тормоза. Коэффициент запаса каждого из них должен быть не менее 1,25.

М_т = 1,75∙297,8 =521,15 Нм (2.34)

По рассчитанному значению М_т выбираем тормоз с номинальным тормозным моментом равным или несколько больше, чем М_т, т.е. М_нт≥ М_т.

Время торможения при подъёме груза:

(2.35

(2.35)

Время торможения при спуске груза:

(2.36)

Время торможения при подъёме грузозахватного устройства:

(2.37)

Время торможения при спуске грузозахватного устройства:

(2.38)

где ω_нач – скорость, с которой начинается режим торможения;

ω_кон – скорость, при которой заканчивается режим торможения.

Пути, пройденные грузом или грузозахватным устройством во время пусков и торможений:

- при подъёме груза:

(2.39)

(2.40)

где V_п- скорость подъёма груза, м/с;

t_р.пг - время разгона при подъёме груза, с;

t_.т.пг - время торможения при подъёме груза, с;

- при спуске груза:

(2.41)

(2.42)

- при подъёме грузозахватного устройства:

(2.43)

(2.44)

- при спуске грузозахватного устройства:

(2.45)

(2.46)

Пути, пройденные грузом или грузозахватным устройством с установившейся скоростью:

- при подъёме груза

S_у.пг = H – S_р.пг. – S_т.пг. , (2.47)

S_у.пг =10 - 0,081 - 0,019 = 9,9 м (2.47)

- при спуске груза

S_у.сг = H – S_р.сг. – S_т.сг. , (2.48)

S_у.сг =10 - 0,054 - 0,072 = 9,87 4м (2.48)

- при подъёме грузозахватного устройства

S_у.по = H – S_р.по. – S_т.по., (2.49)

S_у.по =10 - 0,0234 - 0,030 = 9,946 м (2.49)