Вес перемещаемого груза Gг, кH
2 Вес тележки Gт, кH
3 Длина пути передвижения Lт, м
4 Скорость передвижения Vт, м/мин
5 Передаточное число редуктора i
6 Диаметр ходового колеса Dк, м
7 Диаметр цапфы колеса dц, м
Коэффициент полезного действия
механизма hн
Число циклов в час Nц
Предварительная мощность двигателя
P`пред = к*Pc, (2.54)
где к -коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма = 0,95;
Рс – максимальная статическая мощность двигателя, необходимая для перемещения номинального груза.
,кВт, (2.55)
где Vт – скорость передвижения тележки, м/мин(исходные данные);
hн – коэффициент полезного действия механизма (исходные данные);
Fk – тяговое усилие на ободе ходового колеса.
, Н,
(2.56)
где Gт – вес тележки без груза, Н (исходные данные);
Gг – вес груза, Н (исходные данные);
Dk – диаметр ходового колеса, м (исходные данные);
dц – диаметр цапфы колеса, м (исходные данные);
m - коэффициент трения в опорах осей ходовых колес, m = 0,015;
f – коэффициент трения качения колеса по рельсу, см; f = 0,05 [1, таб.5]
b - коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления движению, вызываемые неизбежными перекосами крана, b = 2,2 [1, таб.6]
Ориентировочная продолжительность включения
, (2.57)
где tц – время цикла
с, (2.58)
где Nц – число циклов в час (исходные данные);
К1 – количество операций в течение одного цикла.
Для механизмов передвижения =2;
tp – время одной операции (передвижение с грузом или без груза)
с, (2.59)
где Lт – путь передвижения тележки, м (исходные данные);
Vт – скорость передвижения, м/мин (исходные данные)
Предварительная мощность при каталожной продолжительности включения
(2.60)
Скорость вращения двигателя
(2.61)
где i – передаточное число редуктора
По рассчитанным данным по каталогу выбираем двигатель (по каталогу приведенному в расчете пункта 2.1)
Cтатические моменты, приведенные к валу двигателя.
1. При передвижении тележки с грузом
Нм, (2.62)
где D – диаметр ходового колеса, м;
Gг – вес перемещаемого груза, Н;
Gт – вес тележки без груза, Н;
Dц – диаметр цапфы ходового колеса, м
2. При передвижении тележки без груза
Нм, (2.63)
где - коэффициент полезного действия механизма при данной нагрузке.
Определяется по кривым h=f(k3) [1,рис.23]
(2.64)
Динамические моменты, приведённые к валу двигателя.
Для определения величины приведенного к валу двигателя динамического момента пользуются уравнением
Нм, (2.65)
где Jэ – приведенный к валу двигателя момент инерции системы, .
Для механизма передвижения тележки
1.С грузом
(2.66)
где - момент инерции двигателя,
(по каталогу);
- момент инерции тормозного шкива,
(по каталогу);
- момент инерции муфты и быстроходного вала редуктора,
(по каталогу);
- момент инерции редуктора, приведенный к валу двигателя,
;
- момент инерции поступательно - движущихся элементов
системы, приведенный к валу двигателя.
, (2.67)
где Vт – скорость перемещения тележки, м/мин;
w дв – скорость вращения двигателя, рад/с.
Виду того, что момент инерции в каталогах приводится сравнительно редко, а определение его расчетным путем представляет известные трудности, эквивалентный момент инерции определяют из уравнения
, (2.68)
где k – коэффициент, учитывающий приближенно момент инерции редукторов и элементов, вращающихся со скоростью отличающейся от скорости двигателя = 1,1¸1,2.
В ряде случаев и
также определяют приближенно в долях от
момента инерции двигателя
(2.69)
(2.70)
2. Без груза
, (2.71)
где - момент инерции поступательно–движущихся элементов системы без
учёта веса груза, приведенный к валу двигателя
(2.72)
- ускорение или замедление двигателя,
.
Предельно допустимое ускорение двигателя
, (2.73)
где - максимально допустимое линейное ускорение механизма
При отсутствии в задании конкретны указаний в отношении продолжительности разгона, эта величина может быть принята на основании средних опытных кривых, =0,1 м/с2 [1,рис.10]
Величина замедления при торможении обычно принимается равной
или в соответствии с заданием.
Средний пусковой момент, развиваемый двигателем при разгоне с грузом.
, Нм (2.74)
где - динамический момент системы при разгоне с грузом.
(2.75)
при разгоне без груза
, (2.76)
где - динамический момент системы при разгоне без груза.
(2.77)
Cхемы управления двигателями механизмов передвижения в большинстве своём не предусматривают наложения механических тормозов при установке командоконтроллера в нулевое положение, а остановка крана происходит за счёт свободного выбега и применения торможения противовключением. В связи с этим требуется, чтобы двигатель в этом режиме развивал определённый тормозной момент, величина которого при торможении с грузом
, (2.78)
при торможении без груза
(2.79)
Время разгона механизма с грузом
, (2.80)
где - конечное и начальное значение скорости вращения двигателя.
При пуске
Время разгона механизма без груза
(2.81)
где
Время торможения с грузом
(2.82)
где - скорость, с которой начинается режим торможения. При торможении с полной скоростью
- скорость, при которой заканчивается режим торможения.
При торможении до полной остановки
Время торможения без груза
(2.83)
где
Путь, пройденный тележкой при пуске с грузом
(2.84)
При пуске без груза
(2.85)
При торможении с грузом
(2.86)
При торможении без груза
(2.87)
Путь движения с установившейся скоростью:
С грузом
, м (2.88)
Без груза
м (2.89)
Время установившегося движения:
1.С грузом
(2.90)
2.Без груза
(2.91)
Если выбран электродвигатель переменного тока:
Эквивалентный момент при фактической ПВ
(2.92)
Фактическая величина продолжительности включения
(2.93)
При ПВ%ф, отличающейся от выбранного двигателя необходимо выполнить приведение к ПВ двигателя
(2.94)
Номинальный момент двигателя
(2.95)
Так как соблюдается условие Мэ< Мн, то двигатель удовлетворяет условиям нагрева и может быть окончательно принят к установке.
Строим нагрузочную диаграмму зависимость момента от времени.
Если выбран электродвигатель постоянного тока:
Так как, фактическая продолжительность включения отличается от стандартной, то проверку двигателя на нагрев можно выполнить по эквивалентному току, принимая во внимание нелинейную зависимость между током и моментом, используя универсальные характеристики двигателя. Определяем величину тока, соответствующую каждому значению момента. Данные заносим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1- Таблица для определения эквивалентного тока.
Величина | М, Нм | М¶ | Величина | I¶ | I,А |
Мсрпг | Iсрпг | ||||
Мсг | Iсг | ||||
Мсртг | Iсртг | ||||
Мсрпо | Iсрпо | ||||
Мсо | Iсо | ||||
Мсрто | Iсрто |
Эквивалентный момент при фактической ПВ
При ПВ%ф отличающейся от выбранного двигателя необходимо выполнить приведение к ПВ двигателя
Так как эквивалентный ток меньше номинального, то выбранный двигатель проходит по нагреву.
Строим нагрузочную диаграмму зависимость тока от времени.