2015-03-22
890
Башенные краны, предназначенные на стройплощадках для выполнения строительно-монтажных и погрузочных работ, имеют многодвигательный электропривод с питанием от внешней сети, с помощью которого они выполняют следующие рабочие движения: подъём и опускание грузов, изменение вылета стрелы, её подъёма или опускания, а также передвижение (если краны передвижные).
Расчёт мощности электродвигателей подъёмных кранов:
а) для двигателей механизма подъёма груза
где Р – мощность электродвигателя, кВт;
GH – номинальная масса поднимаемого груза, кг·с;
G0 – масса кранового крюка, кг·с;
v – скорость подъёма груза, м/с;
η – КПД передачи механизма;
б) для двигателей механизма горизонтального передвижения крана
где k′ - коэффициент, учитывающий трение реборд колёс крана о рельсы (k′ = 1,25 
1,35);
G1 – собственная масса механизмы, кг·с;
μ – коэффициент трения (подшипники скольжения μ = 0,07 0,1; шариковые и роликовые μ = 0,005 0,1);
r – радиус шейки вала механизма, см;
ƒ – коэффициент трения качения колёс по рельсам, см (для необработанных колёс ƒ = 0,1 см, для обработанных ƒ = 0,05 см);
v1 – скорость передвижения механизма, м/с;
R – радиус колеса, см.
Механизмы крана работают в повторно-кратковременном режиме с довольно значительным количеством включений в час. Частые же пуски и торможения увеличивают потери электроэнергии. Поэтому выбранный двигатель необходимо проверить на допустимое число включений h в час. Для асинхронных трёхфазных двигателей с короткозамкнутым ротором оно определяется приближённо по формуле:
где ПВФ – фактическая продолжительность включения электродвигателя
где tР,tП,tЦ – время работы, паузы, цикла; нормированными значениями ПВ являются 15, 25, 40 и 60%;
tпуск – время пуска двигателя;
Iпуск, IН – соответственно пусковой и номинальных токи электродвигателя.
Увеличить частоту включения производственного механизма можно либо снижая нагрузку на валу либо уменьшая продолжительность включения.
Крановые двигатели имеют меньший маховый момент ротора, поэтому потери электроэнергии и нагрев у них значительно меньше, чем у двигателей обычного исполнения, предназначенных для длительной работы. В связи с этим они обладают большей частотой включения (допускают 500 и более включений в час при мощности до 50 кВт), поэтому проверять их на допустимое число включений нет необходимости.
Пример. Определить мощность, потребляемую электродвигателем подъёмного механизма крана при подъёме и спуске груза, если номинальная масса груза G = 7,5 т·с, скорость груза v = 0,7 м/с, КПД передачи лебёдки ηЛ = 0,96, высота Н = 46 м, масса крана G0 = 0,22 т·с, время между подъёмом и спуском, а также спуском и подъёмом t0 = 98 с. Выбрать по каталогу двигатель, если передаточное число редуктора лебёдки k = 36, а диаметр её барабана, на котором наматывается трос, D = 0,5 м.
Решение:
1. Определяем мощность, необходимую при подъёме груза
2. Находим мощность, потребляемую при опускании крюка
3. Рассчитываем время подъёма груза или опускания крюка
4. Определяем эквивалентную мощность
где α = 0,5 – коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи электродвигателя во время паузы.
5. Определяем частоту вращения двигателя
6. Выбираем крановый асинхронный трёхфазный двигатель с фазным ротором типа MTF412-6 (Р2н = 30 кВт, n2н = 970 об/мин, cosφ = 0,71, η = 85,5%, Ммах = 932 Н·м, ПВ = 40%).
7. Проверяем двигатель по перегрузочной способности, используя выражение
(2.13)
где Мнаиб – момент, соответствующий наибольшей мощности нагрузочной диаграммы лебёдки;
β – коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения сети;
Ммах – максимальны момент электродвигателя.
Таким образом, 543 < 792 и выбранный электродвигатель подходит по перегрузочной способности.
