ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ И ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ НА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
МАШИННЫЙ ПРИВОД
Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua
Грузоподъемные машины, как правило, имеют машинный привод: от двигателей внутреннего сгорания, электрический, гидравлический и пневматический.
Привод от двигателей внутреннего сгорания не зависит от внешних источников энергоснабжения и получил широкое применение в передвижных кранах на колесно-редьсовом и п невм о кол ее ном ходу, работающих на территории завода. Двигатели внутреннего сгорания имеют характерные особенности: невозможность ревер-
Снрования и запуска под погрузкой, отсутствие перегрузочной способности и др.
Эти особенности учитывают при проектировании и эксплуатации подъемно-транспортных машнн с двигателями внутреннего сгорания. Так, например, мощность двигателя внутреннего сгорания выбирают с некоторым запасом по отношению к максимальному моменту, возникающему при пуске механизмов; в трансмиссии предусматривают механический реверс и муфту сцепления. Для плавного включения механизмов устраивают фрикционы. Все это усложняет конструкцию машин с приводом от двигателей внутреннего сгорания. Поэтому в передвижных кранах все большее применение получает дизель-электрический привод, в котором двигатель внутреннего сгорания приводит во вращение генератор. Механизмы крана приводятся в действие электродвигателями, которые питаются током от генератора. Кинематическая схема механизмов на кранах с дизель-электрическим приводом получается более простой и более надежной в эксплуатации.
Пневматический привод применяется в некоторых типах быстродействующих подъемников для обслуживания рабочих мест при изготовлении керамических и стекольных изделий.
Гидравлический привод применяется в автопогрузчиках и некоторых конструкциях кранов, устанавливаемых на грузовых автомобилях. Пневматические и гидравлические двигатели являются вторичными и получают энергию от основного двигателя (электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания) через промежуточное звено—насосы, компрессоры.
Наибольшее распространение в грузоподъемных машинах на заводах строительных материалов получил электрический привод переменного тока. Основными преимуществами электрического привода являются простота управления, возможность установки отдельных двигателей для каждого из исполнительных механизмов, легкость управления и регулирования.
Мощность подъемного механизма при установившемся движении
Где G— номинальный поднимаемый груз в к;
С0 — вес грузозахватного приспособления в н; V — скорость подъема груза в м! сек Г) — к. п. д. механизма.
Аналогично определяют и мощность двигателя ходового механизма, ио вместо веса груза и скорости подъема в формулу (96) подставляют сопротивление передвижению в н и скорость перемещения в м! сек.
Согласно вычисленной мощности по каталогу выбирают соответствующий двигатель и выписывают его характеристику (N, п).
Когда двигатель выбран, определяют передаточное число механизма привода
■ __ Пдв
/7 '
Где пдв—скорость вращения двигателя;
П — скорость вращения рабочего вала (канатного барабана, ходовых колес). К. п. д. механизма привода ц = г^т^, . ■ гДе Ль Лг» ■ ■■> т|„— к. п. д. отдельных передач, которые можно принимать по табл. 19.
Таблица 19
Значение к. п. д. передачи и блоков
|
При пуске электродвигатель преодолевает не только статические сопротивления, но и сообщает ускорение поступательно движущимся и вращающимся массам, поэтому пусковой момент больше статического.
Известно, что при поступательном движении динамическая нагрузка
Ра= Ga н. (97)
Для вращательного движения
Мдин = /е им, (98)
Где G — масса поступательно движущихся частей в кг а — ускорение в м! секг
/ — момент инерции вращающихся частей в кгм2 Е — угловое ускорение рад! сек2. Механизмы крана представляют систему, состоящую из нескольких валов, на которых расположены разные массы, вращающиеся с различной скоростью. Поэтому при расчетах массы, вращающиеся на отдельных валах системы, приводят к одному из них, обычно валу двигателя.
При приведении маховых масс исходят из положения, что кинетическая энергия приведенной массы, отнесенная к одному из валов, равна кинетической энергии системы.
6* 83
Прн наличии в системе т вращающихся валов, обладающих моментами инерции /да, flt /2> ■ ■ ■» и угловыми скоростями (add, (о 2, ■ ■ можно написать
Inp — ^дв ~2 Ь A ~2 1" ~2~ ' * ' ^ 2 ' откуда момент инерции, приведенный к валу двигателя,
Где 1пр — приведенный к валу двигателя момент инерции системы;
1д1 — момент инерции ротора и других деталей, установленных на валу двигателя; ыда — угловая скорость вала двигателя. Из уравнения (100) видно, что после первого последующие члены ряда быстро убывают. Поэтому при практических расчетах обычно детально вычисляют момент инерции ротора электродвигателя и других деталей, установленных на быстроходном валу, а остальные вращающиеся массы учитывают коэффициентом
/«Р = • K {fpom "b! щф), (101)
Где 1муф — момент инерции муфты, соединяющей вал двигателя с редуктором;
K = 1,20—1,25 — коэффициент, учитывающий массы, вращающиеся на остальных валах механизма. При расчете грузоподъемных машин с некоторым приближением считают, что во время пуска имеет место' равномерно ускоренное движение. Тогда
А=~м! сек2 и е = рад! сек1, (102)
1П 'П
Где V — скорость в м/сек;
И> — угловая скорость в рад/сек; Tn — время разгона в сек; а — ускорение в м! сек2; Е — угловое ускорение в рад/сек2. Пусковой момент иа валу двигателя
М-пуск — МCm ^дин. пост ^дин. аращ - (ЮЗ)
Для подъемного механизма на основании формул (97) и (98)
Iv13Uh. пост — 2Itnx >
Лл Inptofa
М Зин. вращ = —Yn > (106)
Где G — вес поднимаемого груза в к;
G0 — вес грузозахватного устройства в н; 1пр — приведенный момент инерции вращающихся частей в кгм2
V — скорость подъема груза в м! сек D6 — диаметр барабана в м Tn — продолжительность пуска в сек I — передаточное число редуктора; т — скоростная кратность полиспаста.
Электродвигатели грузоподъемных машин допускают кратковременную перегрузку. Поэтому двигатель обычно выбирают по статическому моменту и проверяют на перегрузку при пуске.
Перегрузка двигателя при пуске не должна превышать допускаемой
У
Где MH0V --- 9550 — номинальный момент, развиваемый дви-
ПДа
Гателем, в н. м. [А] — кратность максимального момента.
В подъемных механизмах нормализованных мостовых кранов динамическая нагрузка составляет около 30% от статической. С учетом допускаемой перегрузки необходимая мощность двигателя подъемного механизма может быть предварительно определена по формуле 1
Двигатель внутреннего сгорания не допускает перегрузки, поэтому его мощность выбирают по максимальному пусковому моменту, определяемому по формуле (103)
Мпцскадв
N = КвГП.
TOOOrj
Пример. Определить мощность электродвигателя и передаточное число редуктора подъемной лебедки мостового крана грузоподъемностью G — 50 ООО н (5000 кгс). Полиспаст сдвоенный; грузовая кратность полиспаста т = 4; скорость подъема V ~ 0,25 м/сек; диаметр барабана 0,4 м; продолжительность пуска Tn ~ — 1,0 сек ток переменный напряжением 380 в, режим работы крана средний.
К. л. д. механизма т) = 0,8; вес крюковой подвески не учитываем.
Необходимая мощность электродвигателя (формула 108) _ UGa _ 1,3-50 000.0,25 N~ 1,7-10001! ГГйхЩ "" ' квт'
Выбираем по каталогу электродвигатель с фазовым ротором типа МТВ ЗП-6 на! напряжение 380/220 в, мощность П квт при ПВ 25%, я = 945 об/мин; (91 рад/сек) GD2 — 0,9 кгмК
Кратность максимального момента [K = 2,3.
Номинальный момент электродвигателя
Мн0м = 9550-- 9550-^ = 112 нм. П 945
Скорость наматывания каната на барабан
Vm 0,25-4
VK — —— — —- -- 0,5 м/сек.
Угловая скорость барабана
14-2 0,5-2
Ш(5 ~ о, Г~ ~2,5 рад/сек-
Передаточное число редуктора
39G.
О >,, 2,5
Статический момент па палу электродвигателя (формула 104)
GVDQ 50 000-0,4
Man - 1)lT— — о оЬ с 1 п о - нм ■
2 Ilnr 2-39,6-1 -0,8
Динамический момент от поступательно движущихся масс
Gi'Dp 5000-0,25.0,4 Мдин. тст - ■ - щ^ - 2.39 6.1 -0.8 ~ ' НМ'
Приведенный маховой момент вращающихся частей
GDp ^ 1.2GDlom ^ 1,2-0,9 ^ 1.08 КЙ**.
Динамический момент от вращающихся масс
GDlp^de 1.08.99 Мдпн. вращ ^ — —^— — 2Ь/ нм.
Пусковой момент на валу двигателя
Мпуск = Мст - Г Мдин. пост + Мзин. вращ - 158 - f 3,9 + 26,7 = 188,6 мл. Перегрузка двигателя прп пуске
Мпуск 188,6
JҐlHOM 1
Что допустимо K] — 2,8.