1.6. Характеристика мостового крана.

       Таблица 6. Исходные данные крана.

1.7. Расчет и выбор электродвигателя.

    Целью расчета является определение статических  нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

    Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной  лебедки при подъеме груза, в  кВт определяется следующим образом:

    Р_{ст.гр.под} =  

    где G=m∙g=80∙10³∙ 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

    m-номинальная грузоподъемность, кг;

    g-ускорение свободного падения, м/с²;

    G₀=m₀∙g=0,8∙10³∙9,8=7840Н-веспустого захватывающего приспособления;

    m₀ - масса пустого захватывающего приспособления, кг;

    v_н = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

    h_нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.

    Р _{ст.гр.под .}= = 65,98 кВт.

    Мощность  на валу электродвигателя при подъеме  пустого захватывающего приспособления, кВт:

    Р _ст.п.гр.=     (4.2)

    где h_хх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе.

    Р_{ст.п.гр.}= =1,3 кВт.

    Мощность  на валу электродвигателя обусловленная  весом груза, кВт:

      Р_гр.=(G+G₀)*v_с*10^-3

    где v_с=v_н=0,07 м/с - скорость спуска.

    Р_гр=(784000+7840)*0,07*10^-3=55,42 кВт.

 

    Мощность  на валу электродвигателя, обусловленная  силой трения, кВт:

    Р_тр.=( ) * (1 - h_нагр.) * v_c * 10^-3

    Р_{тр .}= ( ) * (1-0,84) * 0,07 * 10^-3 = 8,88 кВт.

    Так как выполняется условие Р_гр > Р_тр, следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

    Мощность  на валу электродвигателя при тормозном  спуске, определяется следующим способом, кВт:

    Р_т.сп.=(G+G₀)*V_с*(2- )*10^-3

    Р_ст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2- )*10^-3=44,8 кВт.

    Мощность  на валу электродвигателя во время  спуска порожнего захватывающего приспособления, кВт:

    Р_с.ст.о.=G₀∙V_с∙ ( -2) ∙10^-3

    Р_с.ст.о.=7840∙0,07( -2) ∙10^-3=0,2 кВт.

    Рассчитаем  нагрузочный график механизма подъема  мостового крана для наиболее характерного цикла работы

    Время подъема груза на высоту Н:

    t_р1= =85,7 сек.

    где Н-высота подъема груза, м.

 

    Время перемещения груза на расстояние L:

      t₀₁= =48 сек.

    Время для спуска груза:

    t_р2= =85,7 сек.

    Время на зацепление груза и его отцепления:

    t₀₂= t ₀₄=200 сек.

    Время подъема порожнего крюка:

    t_р3= =85,7 сек.

    Время необходимое для возврата крана  к месту подъема нового груза:

    t₀₃= =48 сек.

    Время спуска порожнего крюка:

    t_р4= =39,2 сек.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Вычертим  нагрузочный график механизма подъема  для рабочего цикла:

    

    Рис.4.Нагрузочный  график механизма подъёма для  рабочего цикла

 
 
 
 
 
 
 

    Таблица 7. Рабочий цикл механизма подъема.

 

    Суммарное время работы электродвигателя:

    S t_р=t_р1+ t_р2+ t_р3+ t_р4=4*85,7 = 342,8 сек.

    Суммарное время пауз:

    S t₀=t₀₁+t₀₂+t₀₃+t₀₄=48+48+200+200=496 сек.

    Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

    Р_экв=         (4.9)

    Р_экв= =39,8кВт.

    Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную  продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

    Р_эн=Р_экв ∙  

    Р_эн=39,8∙ = 1,26 кВт.

 
 
 
 

    Определяем  расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт:

    Р_дв=

    где К_з = 1,2 - коэффициент запаса;

    h_ред = 0,9 - КПД редуктора.

    Р_дв= =1,7 кВт.

    Угловая скорость лебедки в рад/с и  частота вращения лебедки в об/мин, определяется следующим способом:

    w_л=

    где D - диаметр барабана лебедки, м.

    w_л = = 0,2 рад/с.

    n_л =   

    n_л = = 2 об/мин.

    Полученные  значение мощности электродвигателя в  пункте (4.11) и значение стандартной  продолжительности включения ПВ_ст = 20% , будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

    Выберем электродвигатель из следующих условий:

    Р_ном ³  Р_дв

    Р_ном ³ 50,7 кВт

 
 

    Таблица 7. Технические данные асинхронного электродвигателя с фазным ротором типа МТН512-6

8. Разработка  электрической принципиальной схемы управления и выбор аппаратуры управления, защиты электропривода механизма подъема мостового крана

    Целью расчета является выбор магнитного контроллера, контакторов, магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных выключателей электропривода, и защитной панели.

    Исходными данными являются технические данные электродвигателя, режим работы крана.

    Выбор магнитного контроллера.

    Магнитные контроллеры представляют собой  сложные комплектные коммутационные устройства для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом.

    Выбор магнитных контроллеров для крановых механизмов определяется режимом работы механизма и зависит от параметров износостойкости контакторов. Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток их I_н должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма:

       I_н³ I_р*к

       где к = 0,8- коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

       Выберем магнитный контроллер серии ТСАЗ160, так как он удовлетворяет условию  выбора:

       I_н = 160 А > 68,8 А = 86 * 0,8 = I_р * к

 
 
 
 
 
 

       Таблица 8. Технические данные магнитного контроллера ТСАЗ160.