Министерство  сельского хозяйства и продовольствия РФ

     

     Департамент кадровой политики и образования

     Федеральное государственное образовательное  учреждение

     Высшего профессионального образования

     ИЖЕВСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

     Кафедра «Автоматизированного электропривода»

 
 
 
 
 
 

     КУРСОВОЙ  проект

     тема: «Электропривод кран-балки» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:                                                                                     студент 451 группы

     Ворожцов  Ю.А.

Принял:                                                                                  Владыкин И.Р.

     Ижевск 2005

 

 Содержание

 

 

 Введение  …………………………….…………………………………………3

 Задание……………..…………………………………...………………………4

 1.Описание  технологической схемы кран-балки…...………..………………5

 2. Выбор частоты вращения двигателя и

                              технических данных редуктора…………………………...6

 3.Расчет  и построение нагрузочной диаграммы

    и механической  характеристики  рабочей машины………………………7

 4. Предварительный выбор двигателя  по мощности

                                                 и режиму нагрузки…………………………...11

 5. Определение приведенного момента  инерции

                           системы двигатель-рабочая машина…..…………………..12

 6. Расчет и построение нагрузочной  диаграммы 

                     двигателя за один цикл работы машины………………………13

 7. Проверка выбранного двигателя  по перегрузочной

      способности, пусковому моменту  и частоте вращения………………..14

 8. Обоснование и описание принципиальной  схемы

                                  управления приводом кран-балки…………………….15

 9. Выбор аппаратуры управления  и защиты………………………………..16

 10.Краткое  описание устройства и места 

         расположения электрооборудования  кран-балки…………………….18

 11. Подсчет стоимости выбранного  комплекта

                                             электрооборудования…………………………..19

 12. Спецификация……………………………………………………………20

      13. Определение устойчивости выбранной  автоматической СУ

            13.1.Построение функциональной схемы……………………………...21

           13.2.Построение структурной схемы для расчета статики….........…...21

            13.3.Расчет динамики……………………………………………………24

     14. Приложение………………………………………………………………29

     15. Заключение……………………………………………………………….33

     16. Литература………………………………………………………………..34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Введение 

     Механизация, электрификация и автоматизация – ключи к интенсификации сельского хозяйства. Важная роль в реализации планов электрификации и механизации сельскохозяйственного производства отводится электроприводу – основному виду привода самых разнообразных машин и механизмов. Более 60% вырабатываемой в стране электроэнергии потребляется электроприводом. Основные достоинства электропривода: малый уровень шума при работе и отсутствие загрязнения окружающей среды, широкий диапазон мощностей (от сотых долей ватта до десятков тысяч киловатт) и угловых скоростей вращения (от долей оборота вала в минуту до нескольких сотен тысяч оборотов в минуту), доступность регулирования угловой скорости вращения, высокий КПД, легкость автоматизации и простота эксплуатации. 

     Первостепенное  значение для автоматизации производства имеют многодвигательный привод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближение электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а также возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов. Широко внедряются комплектные тиристорные преобразовательные устройства. Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичные регулируемые электроприводы постоянного тока, но и открыть большие возможности для использования частотного регулирования двигателей переменного тока, в первую очередь наиболее простых и надежных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. 

     Автоматизация различных технологических электроустановок, используемых в сельском хозяйстве, позволяет повысить надежность и увеличить срок службы технологического оборудования, облегчить и улучшить условия труда работающих, увеличить производительность и повысить качество работы оборудования. 

     В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизации существующего  электрифицированного технологического агрегата, механизма или устройства решаются совместными усилиями технологов, механиков и электриков. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Задание на курсовой проект

                                               2                     1

     

     Рис.1. Схема устройства кран-балки 

     Кран-балка  предназначена для работы в ремонтно-механической мастерской. Она состоит из балки 1, передвигаемой вдоль цеха, и тельфера 2, служащего для подъема, опускания и попеременного перемещения груза (рис.1). Максимальная масса поднимаемого груза m=1000 кг; масса тельфера 900 кг; масса балки 2900 кг; скорость подъема груза 10 м/мин; скорость передвижения тельфера 20 м/мин, балки 50 м/мин; максимальная высота подъема груза 8 м; длина пролета балки 10 м; длина цеха L=100 м; диаметр ходовых колес балки 450 мм, тельфера 400 мм; диаметр цапф колес тельфера и балки 60 мм; диаметр барабана тельфера 400 мм; коэффициент трения качения колес балки f_б =0,0005, тельфера f_т =0,0003; коэффициент трения в цапфах m = 0,015; коэффициент, учитывающий сопротивления в ребрах колес, торцах ступиц и т. д. а =2,5.

     Привод  механизма передвижения балки, подъема  груза и передвижения тельфера осуществляется от отдельных электродвигателей через редукторы. Среднее число циклов в час равно 20 при средней длине перемещения тельфера и балки. Спуск груза производится в режиме сверхсинхронного  торможения. Питание энергией двигателей производится от троллейных проводов. Пусковая и защитная аппаратура установлена на кран-балке.

     Требования  к схеме автоматического управления

     1. Управление привода кран-балки  осуществляется вручную – дистанционно  с места подъема груза. Двигатель  тельфера включен только при нажатой кнопке управления.

     2. Путь перемещения всех механизмов  ограничивается конечными выключателями.

     3. При отключении двигателей включаются  с помощью электромагнитов механические  тормоза.

     4. Все приводы должны иметь защиту  от токов короткого замыкания и самопроизвольного пуска. 
 
 
 
 

     

1. Описание  технологической  схемы кран-балки

     

     

     В приложении показана технологическая  и кинематическая схемы кран-балки. Пролетное строение моста кран-балки  представляет собой ездовой двутавр (прокатные двутавровые балки), опирающийся концами на концевые балки , на которых установлены ходовые колеса . Колеса перемещаются по рельсам  подкранового пути, закрепленным на балках опорных конструкций  в верхней части цеха. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя  через редуктор  и трансмиссионный вал . Механизм передвижения крана оборудован электромагнитным тормозом , установленным на быстроходном валу редуктора. Ездовые двутавры усилены верхним трапецеидальным шпренгелем , состоящим из двух сваренных по длине коробку прокатных швеллеров. 

     Механизм  передвижения электротали  представляет собой четырехколесную тележку  с электродвигателем и редуктором , приспособленную для передвижения по нижним полкам прокатных двутавровых  балок. Тормоза механизм передвижения электротали не имеет. 

     В механизме подъема груза вращение от электродвигателя и редуктор передается на грузовой барабан. На барабан лебедки  наматывается подъемный канат 13 с  подвешенным к нему на блоке  крюком  для захвата груза. Груз удерживается на весу тормозом, затормаживаемым при  выключении электродвигателя и растормаживаемым при включении. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     2.Выбор  частоты вращения  двигателя и технических  данных редуктора 

     Для привода механизма кран-балки  используем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А и редукторы РМ.

     Привод  кран-балки.

     Для привода кран-балки используем электродвигатель с синхронной частотой n = 1000 об/мин.

     По  заданию скорость движения кран-балки  v = 50 м/мин и диаметр ходовых колес d_{х. к} = 0,45 м.

     Перейдем  от v_б к частоте вращения ходовых колес n_{х. к:}

     n_х.к = v_б / (π х d_х.к) = 50/(3,14 х 0,45) = 35,4 об/мин