Расчет и выбор крана для механического цеха (стр. 2 из 8)
Согласно действующим стандартам все краны по режимам работы механического и электрического оборудования делятся на четыре категории, определяющие степень их использования, характер нагрузки и условия работы: Л – легкий режим работы, С – средний, Т – тяжелый и ВТ – весьма тяжелый. Основными показателями , по которым судят о режимах работы, являются продолжительность включения двигателя механизма ПВ.
Помимо тяжелых условий работы при большом числе включений в час электрооборудование мостовых кранов обычно находится в условиях тряски, высокой влажности воздуха, резких колебаний температуры и запыленность помещений. В связи с этим на кранах применяется специальное электрооборудование, приспособленное к условиям работы кранов и отличающееся повышенной надежностью.
Основное крановое электрооборудование: электродвигатели, силовые, магнитные и командные контроллеры, пускорегулировочные резисторы, тормозные электромагниты, конечные выключатели и другие – в значительной степени стандартизировано. Поэтому различные по конструкции краны комплектуются обычно таким электрооборудованиям по типовым схемам.
Для защиты питающих проводов и электродвигателей от токов к.з. и значительных перегрузок на кранах предусматривается максимальная токовая защита. Плавкие предохранители используют только для цепей управления. Для предотвращения само запуска двигателей, т.е. самопроизвольного пуска их при восстановлении напряжения сети после перерыва в электроснабжении, в электрических схемах кранов используют совместно с «нулевой» защитой блокировку нулевой позиции контроллеров. Обязательным является наличие конечных выключателей для автоматической остановки механизмов при подходе их к крайним положениям. Для безопасности обслуживания электрооборудования люк для выхода из кабины на мост снабжается конечным выключателем, снимающим напряжение со вспомогательных троллеев при открывании люка. Все токоведущие части в кабине крана полностью ограждаются. Механизмы кранов оснащаются тормозами замкнутого типа с электромагнитами, которые могут оказаться под напряжением из-за порчи изоляции, должны быть заземлены. Соединение с контуром заземления цеха осуществляется через подкрановые пути.
Выбор рода тока и напряжения.
Исходя из задания экономически целесообразно для питания завода использовать линии с переменным током, а не с постоянным, так как для питания завода постоянным током требуется дополнительное оборудование, что увеличивает затраты на производство электроэнергии. Двигатели постоянного тока на заводе не применяется потому-то нет необходимости регулировать частоту вращения в больших пределах.
Завод можно питать напряжением 6 и 10 кВ, но так как расстояние от ГПП до завода два километра четыреста метров, экономически целесообразно использовать напряжение линии 10 кВ при этом потери электроэнергии будут меньше чем при напряжение 6 кВ.
На заводе присутствуют высоковольтные двигатели напряжением 10 кВ минимальной мощности. 800 кВт, а в задание сказано, что минимальная мощность двигателей меньше 800 кВт.
Низковольтные двигатели хорошо запитывать от сети напряжением 380 и 660 В. У двигателей напряжением 660 В минимальная мощность 200кВт. В задание максимальная мощность не превышает 100 кВт отсюда следует, что для питания низковольтных двигателей примем напряжение 380 В от этой же сети будем питать осветительную нагрузку.
II. Расчетная часть.
1. Расчет электроприводов крана.
Расчет и выбор мощности электродвигателя подъема.
Максимальная грузоподъемность – 8,5 т.
Максимальная высота подъема – 12 м.
Длина пролета (расстояние между рельсами) – 20 м.
Скорость подъема (опускания) – 0,28 м/с.
Скорость передвижения тележки – 0,6 м/с.
Скорость передвижения крана – 1,2 м/с.
Режим работы ПВ – 25 %.
Масса крана – 15,4 т.
Масса тележки – 3 т.
Масса грейфера – 1,54 т.
Длина троллей – 68 м.
Диаметр колеса тележки – 0,25 м.
Диаметр колеса моста – 0,5 м.
Диаметр шейки оси моста – 0,08 м.
Диаметр шейки оси тележки – 0,05 м.
Расчет мощности электродвигателя по методу номинальных режимов рекомендуется вести в следующей последовательности.
По исходным данным устанавливаем номинальный режим работы механизма, для которого рассчитываем электродвигатель. Согласно таблицы 1 Куликов стр.11 принимаем средний режим работы с коэффициентами. Кгр =1, Кr =1, Кс =0,67, число включений 120, t среды =25 0с.
Определим мощность на валу двигателя при статическом режиме работы:
где, G – грузоподъемность, т.е. вес поднимаемого груза.
G0 – вес грейфера.
V – скорость движения.
η – КПД = 0,8
По мощности Рс по каталогу предварительно выбираем двигатель МТН 512-8 мощностью Рн.с ≥ Рс и требуемой скоростью вращения nном.
| Р2ном. кВт. | Nном. об/мин. | I1 А. | Cosφ | КПД. % | I2 А | Uрф. В | Мmax. Н*м | Махов. Кг*м2 | Масса. Кг. |
| 37 | 705 | 89 | 0,74 | 85 | 77 | 305 | 1370 | 1,43 | 570 |
Определим время пуска двигателя по формуле.
где, а – допустимое ускорение при пуске (выбираем по кривой).
Рассчитаем время установившегося движения, принимая, что весь участок пути подъема Н или перемещения L проходит с установившейся скоростью V.
Н =12 м.
V =0,28 м/с.
Находим величину τ.
tn =1.86
ty =42.8
Определяем необходимую мощность двигателя при ПВ =25%.
γ – определяем по графику =0,88
k1 – зависит от режима работы (средний) =0,75
Рнс =37 кВт.
По данному расчету окончательно выбираем двигатель МТF 412-8 больше чем Рнс при ПВ =25% но меньше чем Рс.
| Р2ном. кВт. | Nном. об/мин. | I1 А. | Cosφ | КПД. % | I2 А | Uрф. В | Мmax. Н*м | Махов. Кг*м2 | Масса. Кг. |
| 26 | 715 | 68 | 0,68 | 82 | 71 | 248 | 883 | 3 | 345 |
Расчет и выбор мощности электродвигателя моста.
Максимальная грузоподъемность – 8,5 т.
Скорость передвижения крана – 1,2 м/с.
Режим работы ПВ – 25 %.
Масса крана – 15,4 т.
Масса тележки – 3 т.
Масса грейфера – 1,54 т.
Длина троллей – 68 м.
Диаметр колеса моста – 0,5 м.
Диаметр шейки оси моста – 0,08 м.
Расчет мощности электродвигателя по методу номинальных режимов рекомендуется вести в следующей последовательности.
По исходным данным устанавливаем номинальный режим работы механизма, для которого рассчитываем электродвигатель. Согласно таблицы 1 Куликов стр.11 принимаем средний режим работы с коэффициентами. Кгр =1, Кr =1, Кс =0,67, число включений 120, t среды =25 0с.
Определим мощность на валу двигателя при статическом режиме работы:
где, G – грузоподъемность, т.е. вес поднимаемого груза.
G0 – вес грейфера.
V – скорость движения.
η – КПД = 0,9
Dк – диаметр колеса моста.
r – радиус шейки оси моста.
μ – коэффициент трения 0,1
f – коэффициент трения качения 0,0055
k – 1.5
Определим время пуска двигателя по формуле.
где, а – допустимое ускорение при пуске =0.27
По мощности Рс по каталогу предварительно выбираем двигатель MTF(H) 312–8 мощностью Рн.с ≥ Рс и требуемой скоростью вращения nном.
| Р2ном. кВт. | Nном. об/мин. | I1 А. | Cosφ | КПД. % | I2 А | Uрф. В | Мmax. Н*м | Махов. Кг*м2 | Масса. Кг. |
| 10.5 | 705 | 30.5 | 0.71 | 77 | 43 | 165 | 422 | 3.86 | 210 |
Рассчитаем время установившегося движения, принимая, что весь участок пути подъема Н или перемещения L проходит с установившейся скоростью V.
Н =68 м.
V =1.2 м/с.
Находим величину τ.
tn =4
ty =56
Определяем необходимую мощность двигателя при ПВ =25%.
γ – определяем по графику =1.123
к1 – зависит от режима работы (средний) =0,75