Методика выбора электродвигателя для электропривода механизма подъема канатной тали с асинхронным двигателем с фазным ротором

1. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ МЕХАНИЗМА

В данном курсовом проекте рассматривается методика выбора электродвигателя для электропривода механизма подъема канатной тали с асинхронным двигателем с фазным ротором.

Исходные данные:

-  номинальная грузоподъемность крана – m_ном= 2000 кг;

-  масса крюка – m_к=30 кг;

-  максимальная высота подъема – H=9 м;

-  номинальная скорость подъема – v_ном=15 м/мин;

-  пониженная скорость – v_пон=1,5 м/мин;

-  диаметр барабана – D =0,25 м;

-  кратность полиспаста i=2

-  продолжительность включения – ПВ=40%;

-  номинальный КПД передачи – h_п.ном=87%;

-  допустимое ускорение – а£0,2м/с

Цикл работы:

1) опускание крюка с высоты 9 м на землю;

2) загрузка;

3) подъем номинального груза на высоту H₁=6 м;

4) снятие груза 500 кг;

5) перемещение груза 1500кг;

6) опускание груза 1500 кг на высоту H₂=3 м;

7) снятие груза 1000 кг;

8) подъем 500 кг с H₂=3 м до H=9 м;

Схема механизма подъема представлена на рисунке 1.1.

Рис.1.1. Схема механизма подъема.

2. Расчет статической мощности и времени выполнения технологической операции за цикл работы.

Статическая мощность двигателя при подъеме номинального груза:

Вт                     (2.1)

Статическая мощность при подъеме груза массой 500 кг:

Вт                            (2.2)

Статическая мощность двигателя при опускании крюка без груза:

;                      (2.3)

где η_п – КПД передачи, определяемый частичной загрузкой механизма:

η_п==

где a=0,07…0,1; принято a=0,1.

Коэффициент загрузки вычисляется по формуле (2.4):

 =                                 (2.4)

Статическая мощность двигателя при опускании груза массой 1500 кг:

Вт;     (2.5)

Рассчитаем время цикла и работы электропривода:

время опускания крюка:

c                                                     (2.6)

подъема номинального груза на 6 м:

с                                                  (2.7)

время опускания груза 1500 кг на высоту 3м:

c                                                    (2.8)

время подъема груза 500 кг на высоту с 3м до 9м:

с                                       (2.9)

время работы:

с                 (2.10)

время всего цикла:

с                                          (2.11)

время пауз:

с                                             (2.12)

Время загрузки и разгрузки груза, а также перемещения груза в горизонтальном положении принимаем из времени пауз и массы груза:

с

с

Рассчитаем эквивалентную статическую мощность (при ПВ=40%):

=

=Вт         (2.13)

3. Построение скоростной v(t) и нагрузочной P(t) диаграмм механизма и предварительный выбор мощности двигателя.

Диаграммы скорости и статической мощности

Рисунок 2.1 Диаграммы скорости и статической мощности.

Мощность электродвигателя предварительно рассчитывается исходя из статической нагрузки механизма и режима работы электропривода.

Рассчитаем мощность, требуемую для предварительного выбора двигателя:

Вт                                       (3.1)

Так как предполагаем выбирать двигатель для ПВ=25% то произведем пересчет эквивалентной статической мощности при ПВ=40%:

= Вт

4. Выбор типа электродвигателя и расчет оптимального передаточного числа редуктора.

Из условия, что  выбираем двигатель МТ111-6 со следующими параметрами: P_н=3,5 кВт; n_н=915 об/мин; l_m=2,3; cos j_ном=0,7; I_1н=10,5 А;

R₁=2,16 Ом; x₁=2,03 Ом; I_2н=13,7 А; R₂=0,525 Ом; x₂=0,755Ом; к_е=1,96;

Е_2н=181 В; .Jд=0.0488кг×м²

Для выбора редуктора из формулы (4.1) выражаем и вычисляем требуемое передаточное число редуктора:

                                                           (4.1)

                                 (4.2)

5. Расчет и построение скоростной и нагрузочной диаграмм электропривода

Нагрузочная диаграмма ЭП представляет собой зависимость электромагнитного момента М, или тока I от времени работы механизма. В случаях, когда момент и ток связаны линейной зависимостью, обычно нагрузочную диаграмму строят для момента, который определяют из основного движения электропривода:

                                                           (5.1)

где                   М_с – статический момент на валу двигателя, Нм;

J – суммарный момент инерции ЭП, кг м²;

w – угловая скорость двигателя, рад/с.

Динамический момент ЭП предварительно определяют приближенно, принимая линейный закон изменения скорости, то есть:

                                         (5.2)

где,  рад/с – установившаяся скорость двигателя на данном интервале скоростной диаграммы;

t_п,т – время пуска (торможения), с;

e –угловое ускорение (замедление), рад/с².

Определим радиус приведения поступательного движения груза к вращательному движению двигателя: