Проектирование электропривода подъема мостового крана (стр. 1 из 4)
Курсовой проект
по курсу "Теория электропривода"
на тему: "Проектирование электропривода подъема мостового крана"
В данном курсовом проекте необходимо разработать силовую часть электропривода механизма подъема мостового крана. В процессе проектирования необходимо выбрать способ реализации данного электропривода, рассчитать его рабочие характеристики, произвести тепловой расчет и обеспечить требуемую динамику, разработать схему электрическую принципиальную и т.д.
1 Анализ и описание системы “Электропривод - рабочая машина”
1.1 Количественная оценка вектора состояния или тахограммы требуемого процесса движения
По заданию имеем допустимое ускорение а=0.12 м/с2. Согласно цикла работы сначала происходит спуск грузозахватывающего устройства на высоту 16 м со скоростью 0.208 м/с. Время разгона и торможения можно рассчитать по следующей формуле:
c.(1.1)Расстояние, которое ненагруженное грузозахватывающие устройство проходит за время разгона и торможения:
м.(1.2)Время работы на скорости V :
с.(1.3)Далее по циклу, после паузы, подъем груза на высоту Hм=5.5 м со скоростью 0.26 м/с. и допустимым ускорением а=0.12 м/с2 . Время разгона и торможения при этом будет равно:
,c(1.4)Расстояние, которое проходит за время разгона и торможения:
,м(1.5)Время работы на скорости V:
,с(1.6)Далее по циклу, происходит опускание груза на высоту 5.5 м со скоростью 0.208 м/с и допустимым ускорением а=0.12 м/с2. Время разгона и торможения можно рассчитать по следующей формуле:
c.(1.7)Расстояние, которое нагруженное грузозахватывающее устройство проходит за время разгона и торможения: h3=0.18 ,м.
Время работы на скорости Vсп:
с.(1.8)Далее по циклу, после паузы, подъем грузозахватывающего устройства на высоту H=16 м со скоростью 0.26 м/с. и допустимым ускорением а=0.12 м/с2 . Время разгона и торможения при этом будет равно: t7=2.167c.
Расстояние, которое проходит за время разгона и торможения: h4=0.282 м.
Время работы на скорости:
,с(1.9)Суммарное время работы привода:
2·t1+t2+2·t3+t4+2·t5+t6+2·t7+t8=193.858 с.(1.10)По условию время пауз составляет 56% от времени работы. Тогда можно определить время паузы:
с.(1.11)Соответственно, время цикла:
с.(1.12)Найдем ПВ%
%(1.13)Двигатель работает в режиме S3, так как время цикла меньше 10 мин. Перейдем от линейной скорости грузозахватывающего устройства к угловой скорости вала двигателя:
рад/с.(1.14) 
рад/с.(1.15)где iп – передаточное отношение полиспаста,
iр – передаточное отношение редуктора,
Dб – диаметр барабана.
По найденным временам и скоростям построим тахограмму процесса движения. Её вид представлен на рис.1.1.
Рисунок 1.1 – Тахограмма процесса движения
1.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивлений
Момент, на валу двигателя при опускании ненагруженного грузозахватывающего устройства, определим по формуле:
Н.м(1.16)Аналогично, момент на валу двигателя при опускании груза:
(1.17)Момент, на валу двигателя при подъёме груза, определим по формуле:
Н.м,(1.18)Аналогично, момент на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства:
Н.м,(1.19)гдеG - вес груза;
G0 – вес грузозахватывающего устройства
h - КПД механических передач.
1.3 Составление расчетной схемы механической части электропривода
Кинематическая схема представлена на рисунке 3.1.
Jпр i - момент инерции для вращающихся тел;
Jпр j - момент инерции тел, выполняющих поступательное движение;
с i - жесткость;
i - передаточное число.
Выполним приведение параметров схемы к расчетной скорости:
(1.20) 
(1.21) 
(1.22)Момент инерции барабана рассчитывается по формуле:
,(1.23)гдеGб – вес барабана;
D - диаметр барабана;
iред – передаточное отношение редуктора
Момент инерции груза определяем по формуле:
, (1.24)гдеG – вес груза;
D - диаметр барабана;
Iпол – передаточное отношение полиспаста;
Момент инерции грузозахватывающего устройства определяем по формуле:
(1.25)гдеG0 – вес грузозахватывающего устройства;
Момент инерции двигателя JДВ=1.15
. Приведенный момент инерции редуктора по условию равен 35% от момента инерции двигателя: 
(1.26)Момент инерции муфты:
(1.27)Приведенная жесткость муфты:
(1.28)Приведенная жесткость каната:
(1.29)гдеN – число несущих канатов;
H – максимальная высота подъема.
Имеем четырехмассовую расчетную схему.
, (1.30) 
(1.31) 
(1.32) 
(1.33)Перейдем к эквивалентной трехмассовой расчетной схеме, используя метод последовательных упрощений.
Расчет параметров эквивалентной схемы производится по следующим формулам:
, (1.34) 
Н*м.(1.35)Эквивалентная жёсткость рассчитывается следующим образом:
Н*м(1.36)Перейдем к двухмассовой расчетной схеме, изображенной на рисунке 1.2.:
(1.37) 
Н*м.(1.38) 
Н*м.(1.39) 
1.4 Построение нагрузочной диаграммы и механической характеристики рабочей машины
Все параметры, требуемые для построения нагрузочной диаграммы, рассчитаны выше.
Нагрузочная диаграмма представлена на рис. 1.2.
Рисунок 1.3 – Нагрузочная диаграмма
Время переходного процесса меньше, чем 10 % от времени установившегося движения. Поэтому при составлении нагрузочной диаграммы не надо дополнительно учитывать динамический момент.
Зная моменты нагрузки, можно построить механические характеристики рабочей машины. Характеристики представлены на рисунке 1.4.
 |
Рисунок 1.4 – Механические характеристики рабочей машины
2. Анализ и описание системы “Электропривод - сеть” и “Электропривод - оператор”