Электропривод крана

Курсовая работа

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций: Время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью.

Мостовой кран установлен в литейном цеху металлургического производства, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53 — защита электрооборудования от попадания пыли, а также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями, а также защита электрооборудования от капель воды падающих под углом 60 0 к вертикали.

Краны литейных цехов работают в непрерывно при интенсивном использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки. Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий — Л, средний — С, тяжёлый — Т, весьма тяжёлый — ВТ.

По таблице 1.1 Л2 определяем режим работы крана: Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ40.

22 стр., 10932 слов

Охрана труда при организации погрузочно-разгрузочных работ и ...

... и осуществляться производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности и охраны труда. В связи с вышеперечисленным, контроль при погрузочно-разгрузочных работах сводится к надлежащему контролю за соблюдением требований промышленной ...

3 Исходные данные проектирования.

Исходными данными проектирования являются физичес — кие и геометрические параметры механизма подъема мосто -вого крана, а также размеры помещения цеха, в котором рас -положен кран. Исходные данные представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 — Исходные данные проектирования.

Наименование параметра

Значение параметра

1

2

Грузоподъемность главного крюка

80 т

Скорость подъема главного крюка

4,6 м/мин

Скорость передвижения крана

75 м/мин

Скорость передвижения тележки

30 м/мин

Высота подъема главного крюка

6 м

Вес главного крюка

0,8т

Диаметр барабана лебедки главного крюка

700 мм

Вес тележки

33 т

Длина перемещения моста

60 м

Длина перемещения тележки

22 м

КПД главного подъема под нагрузкой

0,84

КПД главного подъема при холостом ходе

0,42

КПД моста

0,82

КПД тележки

0,79

Длина помещения цеха

62 м

Ширина помещения цеха

15,5 м

Высота помещения цеха

10 м

Режим работы крана средний

С

Продолжительность включения крана %

40%

4 Расчет статических нагрузок двигателя механизма подъема мостового крана

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики мостового крана пункта 3.

4.1 Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

Р ст.гр.под =

(4.1)

где G=m∙g=80∙10 3 ∙ 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

  • m-номинальная грузоподъемность, кг;

g-ускорение свободного падения, м/с 2 ;

G 0 =m0 ∙g=0,8∙103 ∙9,8=7840Н-веспустого захватываю- щего приспособления;

m 0 — масса пустого захватывающего приспособле -ния, кг;

v н = 4,6м/мин = 0,07 м/с — скорость подъема груза;

h нагр = 0,84 — КПД под нагрузкой.

Р ст.гр.под . = = 65,98 кВт.

4.2 Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления, кВт:

Р ст.п.гр .=

(4.2)

где h хх =0,42 — КПД механизма при холостом ходе.

Р ст.п.гр. = =1,3 кВт.

4.3 Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза, кВт:

Р гр. =(G+G0 )*vс *10-3 (4.3)

где v с =vн =0,07 м/с — скорость спуска.

Р гр =(784000+7840)*0,07*10-3 =55,42 кВт.

4.4 Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения, кВт:

Р тр. =(

* (1 — h

нагр.

* v

c

* 10

-3

(4.4)

Р тр . = () * (1-0,84) * 0,07 * 10-3 = 8,88 кВт.

Так как выполняется условие Р гр > Ртр , следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

4.5 Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется

Р т.сп. =(G+G0 )*Vс *(2-

*10

-3

(4.5)

Р ст.сп. =(784000+7840)*0,07*(2-)*10-3 =44,8 кВт.

4.6 Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего приспособления, кВт:

Р с.ст.о. =G0 ∙Vс ∙ (-2) ∙10-3 (4.6)

Р с.ст.о. =7840∙0,07(-2) ∙10-3 =0,2 кВт.

4.7 После определения статических нагрузок рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы (Таблица 4.1)

4.7.1 Время подъема груза на высоту Н:

t р1 = =85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

4.7.2 Время перемещения груза на расстояние L:

t 01 = =48 сек.

4.7.3 Время для спуска груза:

t р2 = =85,7 сек.

4.7.4 Время на зацепление груза и его отцепления:

t 02 = t 04 =200 сек.

4.7.5 Время подъема порожнего крюка:

t р3 = =85,7 сек.

4.7.6 Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза:

t 03 = =48 сек.

4.7.7 Время спуска порожнего крюка:

t р4 = =39,2 сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Рисунок 4.1- Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла.

Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма подъема.

Участки

Подъем груза

Па — , уза

Спуск груза

Па —

уза

Подъем крюка

Па —

уза

Спуск крюка

Па —

уза

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Р с, (кВт)

65,98

0

44,8

0

1,3

0

0,2

0

t, (cек)

85,7

48

85,7

200

85,7

48

85,7

200

4.7.8 Суммарное время работы электродвигателя:

S t р =tр1 + tр2 + tр3 + tр4 =4*85,7 = 342,8 сек.

4.7.9 Суммарное время пауз:

S t 0 =t01 +t02 +t03 +t04 =48+48+200+200=496 сек.

4.8 Действительная продолжительность включения, %:

ПВ д =

∙ 100% (4.8)

ПВ д = ∙100%=40,8%.

4.9 Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

Р экв =

(4.9)

Р экв =

=39,8кВт.

4.10 Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

Р энэкв

(4.10)

Р эн =39,8∙ =40,2 кВт.

4.11 Определяем расчетную мощность электродвигате ля с учетом коэффициента запаса, кВт:

Р дв =

(4.11)

где К з = 1,2 — коэффициент запаса;

h ред = 0,95 — КПД редуктора.

Р дв = =50,7 кВт.

4.12 Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в об/мин, определяется следующим способом:

w л =

(4.12)

где D — диаметр барабана лебедки, м.

w л = = 0,2 рад/с.

n л = (4.13)

n л = = 2 об/мин.

Полученные значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и значение стандартной продолжительности включения ПВ ст = 40% , будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

5 Выбор типов электродвигателя и редуктора механизма подъема мостового крана

Целью расчета является выбор приводного электродви — гателя по справочнику и проверка его по перегрузочной способности и по условиям осуществимости пуска, а также выбор редуктора для механизма подъема мостового крана.

Исходными данными являются исходные данные проекти-рования пункта 3 и результаты расчетов пункта 4.

5.1 Выберем электродвигатель из следующих условий:

Р ном ³ Рдв (5.1)

Р ном ³ 50,7 кВт

Таблица 5.1 — Технические данные асинхронного электро — двигателя с фазным ротором типа МТН512-6

Параметры двигателя

Значение параметра

1

2

Мощность, Р н

55 кВт

Частота вращения, n н

970 об/мин

Ток статора, I 1

99 А

Коэффициент мощности, Соs j

0,76

КПД, h н

89 %

Ток ротора, I 2

86 А

Напряжение ротора, U 2

340 В

Максимальный момент, М m

1630 Нм

Маховый момент, GD 2

4,10 кг∙м 2

Напряжение, U

380 В

Частота, f

50 Гц

Продолжительность включения, ПВ ст

40 %