Электропривод грузового подъёмника (стр. 2 из 6)

Находим коэффициент загрузки по (2.7):

При подъёме

При спуске

По (2.6) рассчитываем КПД передачи:

При подъёме

При спуске

Находим статические мощности на валу двигателя по формуле:

; (2.8)

При подъёме

кВт

При спуске

кВт

Для перехода на нагрузочную диаграмму М_С=f(t) после определения статических мощностей необходимо знать номинальную скорость двигателя w_н, так как:

(2.9)

Определяем угловую скорость вращающегося рабочего органа:

w_{раб.орг}=

(2.10)

где r – радиус барабана, r=0,14м

w_{раб.орг}=

рад/c

Так как не заданы параметры кинематической цепи, то задаёмся номинальной скоростью двигателя:

n_H =1500 об/мин

Номинальная угловая скорость двигателя:

(2.11)

рад/c

Тогда передаточное число редуктора:

(2.12)

Рассчитываем статические моменты по формуле (2.9):

При подъёме

При спуске

Строим нагрузочную диаграмму по рассчитанным параметрам (Рис.2.2).

Цикл T_Ц определяется временем, после которого процесс повторяется:

T_Ц=t_p1+ t₀₁+ t_p2+ t₀₂ (2.13)

T_Ц=30+90+30+90=240 с

3. Предварительный выбор мощности двигателя по нагрузочной диаграмме механизма

По нагрузочной диаграмме рис.2.2 определяем фактическое ПВ_ф%, фактическая продолжительность включения:

(3.1)

По фактическому ПВ_Ф можно судить о режиме работы двигателя. Так как ПВ_Ф<60%, то режим работы двигателя повторно – кратковременный. Поэтому ниже приведён порядок выбора двигателя для этого режима.

По нагрузочной диаграмме определяем эквивалентный момент М_Э для ПВ_Ф:

М_Э=

(3.2)

М_Э=

кН×м

Из стандартного ряда ПВ_СТ принимаем равным 25% и пересчитываем эквивалентный момент, соответствующий ПВ_Ф, на момент М _СТ, который будет соответствовать выбранному стандартному ПВ_СТ:

(3.3)

кН×м

Находим расчётную мощность:

P_расч=(1,1¸1,3)×М_СТ×w_Н (3.4)

где (1,1¸1,3) коэффициент учитывает дополнительный нагрев двигателя за время переходных процессов, который не учтён при предварительном выборе мощности двигателя. Так как режим работы двигателя напряжённый, то принимаем коэффициент равным 1,3.

P_расч=1,3×7,3×157=1498,9 Вт=1,49 кВт

Предварительно выбираем двигатель по [1] в соответствии с принятым ПВ_СТ, так чтобы скорость соответствовала w_Н.

Таблица 3.1 - Данные двигателя

Тип	Pном,кВт	nном,об/мин	I1ном,А	cosjн	I2ном,А	,%	Мmax,Н×м	Jд,кг×м2	f, Гц
МТKF 310-6c	1,7	835	5,8	0,74	15	60	41	0,08	50

4. Расчёт и построение тахограммы и уточнённой нагрузочной диаграммы. Проверка предварительно выбранного двигателя

При предварительном выборе мощности не были учтены периоды пуска, торможения, работа на пониженной скорости. На этом этапе расчёта строим уточнённую диаграмму и проверяем достаточно ли мощности выбранного двигателя. Для того чтобы быть уверенным в правильном построении диаграммы, необходимо в том же масштабе построить и тахограмму работы механизма w(V) = f(t).

Моменты инерции привода определяем по формулам:

При подъёме

(4.1)

(4.2)

где i – передаточное число редуктора;

V_н – номинальная скорость подъёма;

J_дв – момент инерции двигателя (из таблицы 3.1)

J_бар – момент инерции барабана J_бар =1кг×м²

кг×м²

кг×м²

Условие ускорения или замедления вала двигателя можно найти по:

e₀=а/r (4.3)

где а – линейное ускорение или замедление. Принимаем ускорение а_у=0,5 м/с², замедление а_у=0,3 м/с².

r - радиус приведения:

(4.4)

м

Тогда по (4.3) угловое ускорение и замедление равны:

рад/c²

рад/c²

По условию, пониженная скорость составляет 10% от номинальной, следовательно:

V_пон =0,1×V_Н=0,1×0,6=0,06 м/c

w_пон =0,1×w_{Н дв}=0,1×87,4=8,74 м/c

Поскольку в процессе работы имеют место разные статические моменты и приведённые к валу двигателя моменты инерции, то рассчитываем пусковые и тормозные моменты для всех режимов работы.

Пусковые моменты находим по формуле:

Время работы на пониженной скорости принимаю равным 1-5 с.

Номинальный момент двигателя определяю по выражению

Н∙м. (4.5)

Значение пускового момента нахожу по формуле

Н·м. (4.6)

Тормозной момент принимаю равным пусковому М_т = М_п= 33,07Н∙м.

После принятия значений М_т и М_п можно рассчитать параметры тахограммы и уточнённой нагрузочной диаграммы.

Время переходного процесса t_пп (пуск, торможение) определяется из уравнения движения М - М_с = J_nрив × dw/dt как

. (4.6)

Время пуска из этого уравнения, когда w_нач = 0, а w_кон = w_с определяется как

, (4.7)

где w_с - скорость двигателя при М = М_с, w_с предварительно можно принять равной w_н.

Время перехода с номинальной скорости на пониженную

, (4.8)

где w_пон - пониженная скорость, рад/с.

Время торможения до полной остановки от пониженной скорости w_пон

. (4.9)

Возникающие при этом ускорения а_уи замедления а_з, хотя условием они и не заданы, но их необходимо оценить и сравнить с рекомендуемыми. Определяют их по формулам

; ; . (4.10)

Рассчитаю времена и ускорения во время начала движения. Время пуска двигателя и ускорение по (4.6) и (4.10):

с, м/с².

Время перехода с номинальной скорости на пониженную и соответствующие ускорение по выражению (4.8) и (4.10):

с, м/с².

Время торможения до полной остановки от пониженной скорости w_пон и ускорение при этом, определяю по формуле (4.9) и (4.10)

с, м/с².