Руководитель: Студент

Новосибирская Государственная академия водного транспорта Омский филиал

Проект защищен

Оценка

Подпись

Дата

Расчетно-пояснительная

Записка

К курсовому проекту

По дисциплине: ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ РУЛЕВЫХ

УСТРОЙСТВ И ЯКОРНО-ШВАРТОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ

Тема: РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЯКОРНО-ШВАРТОВНОГО МЕХАНИЗМА

180404.КП.САЭП.08.12 ПЗ

Руководитель: Студент:

ЭМ – 41у

Ученая степень (курс, шифр)

Селиванов П.П. Моисеев К.В.

Ф.И.О. Ф.И.О.

Омск 2008

ЗАДАНИЕ В№12

1. Тип судна: П;

2. Класс по регистру: О;

3. Длина, L (м): 96;

4. Ширина, В (м): 12;

5. Высота борта, Н (м): 4,3;

6. Осадка, Т (м): 2,4;

7. Длина I дека, l1 (м): 85;

8. Ширина I дека, b1 (м): 11;

9. Высота I дека, h1 (м): 2,2;

10. Длина II дека, l2 (м): 82;

11. Ширина II дека, b2 (м): 10;

12. Высота II дека, h2 (м): 2,2;

13. Длина III дека, l3 (м): 78;

14. Ширина III дека, b3 (м): 9,5;

15. Высота III дека, h3 (м): 2,2;

16. Водоизмещение, V (т): 1473;

17. Скорость хода, υ (км/ч): 20;

18. Тип якорно – швартовного механизма: Брашпиль;

19. Швартовный канат: Пеньковый;

20. Напряжение сети, U (В): 380;

21. Род тока: переменный трехфазный;

22. Система управления: контакторная;

23. Дистанционная отдача якоря: нет.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВЫБОР ЯКОРНО-ШВАРТОВНОГО МЕХАНИЗМА. 4

2. Расчёт мощности электродвигателя якорно-Швартовных механизмов. 6

3. Проверка выбранного электродвигателя на обеспечение скоростей выбирания якорной цепи.. 13

4. Проверка выбранного двигателя по скорости выбирания швартовного каната.. 14

5. Определение наибольшего усилия в якорных цепях при действии пускового момента двигателя. 15

6. Определение скорости травления двигателем цепи наибольшего калибра. 16

7. Проверка двигателя на обеспечение подъёма 2якоруй с половины глубины…………………….................................................................................17

8. Проверка двигателя на обеспечение подъёма якоря с полностью вытравленной цепью (аварийный режим) 20

8. Проверка двигателя на нагрев.. 23

9. Разработка схемы управления. 28

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 34

1. ВЫБОР ЯКОРНО-ШВАРТОВНОГО МЕХАНИЗМА.

1.1 Определяем якорную характеристику (характеристику снабжения)

(1.1)

L – длина судна, м;

B – ширина судна, м;

T – осадка судна, м;

H – высота борта, м;

l₁ – длина надстройки первого дека (яруса);

h₁ – высота надстройки первого дека (яруса);

l₂ – длина надстройки второго дека;

h₂ – ширина надстройки второго дека и т.д.;

k = 1

1.2 Исходя из величины якорной характеристики, типа судна и его класса по Регистру, в соответствии требований Речного Регистра, выбираем число якорей, суммарную массу якорей и суммарную длину якорной цепи.

Число якорей: 2;

Суммарная масса якорей: 2150 кГ;

Суммарная длина цепей: 225 м.

1.3. В зависимости от веса якоря выбираем калибр якорной цепи.

Масса якоря: 1250 кГ;

Калибр: 34 мм.

1.4 Зная калибр цепи производим выбор якорно-швартовного механизма.

Группа: III;

Расчетная глубина стоянки: 60 м;

Тип шпиля: Б3Р;

Диаметр звездочки: 430 мм;

Удельное тяговое усилие:

с номинальной скоростью: a= 2,3 кгс

с малой скоростью: a`=1,6 кгс

Коэффициент прочности якорной цепи: .

2. Расчёт мощности электродвигателя якорно-Швартовных механизмов.

2.1 Предварительный выбор мощности электродвигателя.

2.1.1 Расчетное номинальное тяговое усилие на звездочке

(2.1)

где a – удельное тяговое усилие, МПа;

m – коэффициент прочности якорной цепи;

d – калибр цепи, мм;

F_{ном.расч} необходимо проверить на соответствие нормам Российского Речного Регистра по формуле:

2.1.2 Момент на валу двигателя

(2.2)

где , мм – диаметр цепной звёздочки,

i_я = 200 – передаточное число от вала двигателя к звёздочке брашпиля;

η_я =0,8 – к.п.д. якорного механизма

2.1.3 Частота вращения двигателя

(2.3)

где v – скорость выбирания якорной цепи, м/с;

2.1.4 Мощность двигателя

, Вт.

(2.4)

2.1.5 Расчетное тяговое усилие на звёздочке при работе на малой скорости

, H

(2.5)

– удельное тяговое усилие,кгс;

2.1.6 Момент на валу двигателя при работе на малой скорости:

, Н∙м.

(2.6)

2.1.7 Частота вращения двигателя при работе на малой скорости:

, рад/с

(2.7)

2.1.8 Мощность двигателя при работе на малой скорости:

, Вт.

(2.8)

2.1.9 Пусковой момент при работе двигателя на основной скорости:

(2.9)

2.1.10 Расчётный момент при выбирании швартовного каната:

, Н∙м

(2.10)

где F_ш – номинальное тяговое усилие на швартовном барабане, Н;

i_ш = 0,5 i_я =125- передаточное число от вала дв-ля к валу швартовного барабана

η_ш – к.п.д. швартовного механизма, принимаем η_ш = η_я;

u _ш.н. = номинальная скорость выбирания швартовного каната, м/мин. 0,13 м/с.

, м;

2.1.11 Расчётное тяговое усилие на звёздочке, удерживаемое тормозом:

, Н

(2.11)

где k = 2

2.1.12 Требуемый тормозной момент тормоза:

, Н∙м

(2.12)

где – обратный к.п.д.;

2.1.13 На основании полученных данных выбираем электродвигатель 30-минутного режима на основной частоте вращения серии МАП и записываем все параметры:

Тип двигателя: МАП 422 - 4/8 ОМ1;

Мощность, кВт: 12/8;

Напряжение, В: 380;

Режим работы, мин: 30/30;

Частота вращения, об/мин: 1390/645;

Ток статора номинальный, А: 24,5/21,6,

Ток статора пусковой, А: 142/75;

Момент пусковой, кгс∙м:20/29;

Момент максимальный, кгс∙м:22/30;

Маховой момент с тормозом, Н∙м: 4,91

Маховой момент, кгс∙м²: 100. Cosφ=0.9/0.78

2.2. Построение механической и электромеханической характеристик.

2.2.1. Определяем номинальный момент:

(2.13)

Для четырех - полюсной обмотки:

Для восьми - полюсной обмотки:

2.2.2. Определяем номинальное скольжение:

(2.14)

– синхронная скорость вращения двигателя, рад/с;

– скорость вращения ротора, рад/с;

Для четырех - полюсной обмотки:

Для восьми - полюсной обмотки:

2.2.3. Вычисляем перегрузочную способность двигателя:

(2.15)

Для четырех - полюсной обмотки:

Для восьми - полюсной обмотки:

2.2.4. Определяем критическое скольжение:

(2.16)

2.2.5. Задаваясь S = 0; 0,01; 0,03; 0,05 и т.д. до S_кр определяем момент M на валу электродвигателя по формуле Клосса:

(2.17)

2.2.6. Построим электромеханической (скоростной) характеристику I=ƒ (S) используя выражение:

(2.18)

где I_н – номинальный ток, А;

– ток холостого хода, =6,3А.

Расчетные данные сведем в таблицу 1.

На основании полученных данных построим характеристики в программе MATHCAD.

Таблица 1.
S	M, Н∙м	I, А	W,рад/с
0,02	27,478	10	153,9
0,06	79,93	23,8	147,6
0,1	125,6	37,5	141,3
0,18	188,3	61	128,8
0,26	25,47	78,6	116,24
0,34	219,55	90,6	103,6
1	127,4	118,1

Рис.1. Механические характеристики электродвигателя.

Рис.2. Электромеханическая характеристика.

2.2.7. Проверка электродвигателя на удовлетворение предъявляемым требованиям:

а). номинальный 30-минутный момент электродвигателя на основной частоте вращения для механизмов первой и третьей групп должен быть не менее 0,7 номинального расчетного