Инструкция к практической работе №4

1.Тема: Определение мощности электродвигателя и передаточного числа редуктора механизма подъема груза

2.Цель работы: научиться выбирать электродвигатель и редуктор для механизма подъема груза в зависимости от грузоподъемности механизма и режима работы

3. Порядок выполнения

3.1 Прочитать общие сведения

3.2 На формате А4, оформленном рамкой и основной надписью, записать тему, цель работы, задание с исходными данными (по указанному варианту)

3.3 Провести расчеты согласно предлагаемой методике расчета

Общие сведения

Преобладающим приводом подъемно-транспортных машин является механический привод. В качестве механического привода наиболее широко применяется электрический привод, обладающий по сравнению с приводами других типов следующими преимуществами:

- Доступность электроэнергии и простота ее передачи;

- Простота устройства и экономичность в работе;

- Постоянная готовность системы к пуску;

- Высокая мощность и КПД;

- Удобное включение, выключение и реверсирование;

- Возможность регулирования числа оборотов и торможения;

- Возможность автоматического управления.

В подъемно-транспортном машиностроении применяют как специальные электродвигатели, так и электродвигатели общепромышленного типа. Специальные крановые двигатели отличаютсяот двигателей общепромышленного типа повышенной нагрузочной способностью и надежностью в работе при большом количестве включений.

Двигатели постоянного тока (специальные крановые и металлургические серии Д и двигатели общепромышленного типа серии 2П) позволяют развить больший пусковой момент, имеют более широкий диапазон регулирования скорости, могут использоваться с большей частотой включения, а также имеется возможность системы рекуперации, т.е. возврата части энергии обратно в сеть на холостом ходу, например, при опускании подвески подъемного механизма. Однако использование двигателей постоянного тока требует применения специальных выпрямителей, преобразующих ток промышленной частоты в постоянный. Поэтому в ПТМ предпочтительно устанавливать двигатели переменного тока. Крановые асинхронные двигатели с фазным ротором серий МТF, МТН и с короткозамкнутым ротором серий МТКF и МТКН характеризуются повышенной нагрузочной способностью, большими пусковыми моментами при сравнительно небольших пусковых токах, малым временем разгона.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором применяют в приводах малой мощности (электротали, кран-балки, подъемники и всякого рода механизмы, работающие в повторно-кратковременном режиме со сравнительно небольшой частотой включений). Они надежны в эксплуатации и более дешевы. Однако высокий пусковой момент при пуске вызывает большие динамические нагрузки в элементах механизма, раскачивание груза и нагрев обмоток двигателя. Также повышает нагрев двигателя необходимость повышения частоты включений вследствие затрудненности регулирования частоты вращения.

Асинхронные двигатели с фазным ротором имеют несколько большую массу, габариты и стоимость, зато потери энергии в обмотках меньше. Их рационально использовать при более напряженных режимах работы. Данные электродвигатели применяют для приводов механизмов большинства кранов, подъемников, некоторых экскаваторов.

Особенности работы электропривода ГПМ (переменная нагрузка, повторно-кратковременный режим работы с большой частотой включений, сложный цикл работы) предъявляют особые требования к выбору мощности электродвигателя:

Правильный выбор мощности электродвигателя имеет большое значение. Двигатель недостаточной мощности перегревается и преждевременно выходит из строя. Установка двигателя завышенной мощности экономически нецелесообразна и может привести к повышенному износу и даже поломке элементов механизма, а также снижению его энергетических показателей (КПД и коэффициента мощности у асинхронных двигателей).

На механизмах подъема устанавливают горизонтальные редукторы серии РМ и серии ЦД

Задание

Выбрать электродвигатель и редуктор механизма подъёма груза с заданной грузоподъемностью механизма – Q, т; вес грузозахватного устройства – G, кг; продолжительность включения – ПВ, %; скорость подъёма груза в установившемся режиме – , м/с; диаметр барабана – ,м; КПД механизма – ; ток переменный.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

№ варианта	Грузоподъемность механизма - Q, т	Вес грузозахватного устройства - G, кг	Продолжительность включения - ПВ, %	Скорость подъёма груза в установив шемся режиме - , м/с	Диаметр барабана - , м	КПД механизма -
1	10	250	25	0,2	0,3	0,82
2	15	300	25	0,25	0,4	0,84
3	20	250	25	0,3	0,5	0,85
4	10	300	25	0,2	0,3	0,82
5	15	250	25	0,25	0,4	0.84
6	20	300	40	0,3	0,5	0,85
7	10	250	40	0,2	0,3	0,82
8	15	300	40	0,25	0,4	0,84
9	20	250	40	0,3	0,5	0,85
10	10	300	40	0,3	0,4	0,84

Методика расчета

1.Определить потребную мощность двигателя –Р_дв, Вт

(Вт) (1)

где Q – грузоподъемность механизма, кг;

G – вес грузозахватного устройства, кг;

– скорость подъёма груза в установившемся режиме, м/с;

– КПД механизма.

2. Выбрать электродвигатель переменного тока с учетом заданного ПВ и рассчитанного P_дв(Табл. В.1 Приложение В). Рекомендуется выбирать двигатель типа МТ с номинальной мощностью не ниже расчетной.

Записать параметры двигателя: тип;

мощность, кВт;

число оборотов в минуту –n_дв,об/мин_;

кратность максимального момента – ;

масса двигателя –m, кг;

маховой момент –GD², Н·м²;_,

3.Рассчитать число оборотов барабана

(об/мин), (2)

где К_п – кратность полиспаста (табл. Б.1, Б.2 Приложение Б);

D_б–диаметр барабана, м.

4.Рассчитать передаточное число механизма

(3)

5. По заданному значению ПВ и передаточному отношению подобрать редуктор (табл.4.1) и указать его параметры: тип, число оборотов ведущего вала, мощность.

6. Проверить выбранный электродвигатель на фактическую кратность пускового момента

≤ ψ_дв(4)