8 Розрахунок потужності електроприводів основних
виробничих машин і механізмів
8.1 Розрахунок потужності електроприводів
підйомно-транспортних машин
Для приводу механізмів підйому застосовуються як асинхронні електродвигуни (з короткозамкненим та фазним ротором, типів 4ас, МТК, МТ, МТFK, MTF), так і двигуни постійного струму.
Двигунами постійного струму оснащуються козлові, мостові, грейфери, портальні крани при середньому, важкому і дуже важкому режимах роботи, головним чином на машинобудівних і металургійних заводах. У хімічній, лісової, деревообробної промисловості і промисловості будівельних матеріалів на козлових, консольно-козлових і баштових кранах в основному використовуються асинхронні електродвигуни.
Застосування асинхронних двигунів з підвищеним ковзанням і двигунів постійного струму з послідовним збудженням викликано необхідністю пом'якшення механічних характеристик.
Якщо характеристика двигуна жорстка, то при пуску і гальмуванні канат і вантажопідйомний механізм відчувають ударні навантаження, які призводять до їх підвищеного зносу.
При м'яких характеристиках в міру натягу канатів і вибірки люфтів момент, що розвивається двигуном, зростає, а частота обертання зменшується, тому удари на механічне обладнання значно знижуються.
Тягове зусилля Т (в ньютонах) для переміщення вантажу по горизонтальному шляху визначається за формулою
Якщо сила тяги спрямована паралельно шляху переміщення вантажу, то тягове зусилля Т1 (в ньютонах) визначається за формулою
Тягове зусилля Т2 для переміщення вантажу по похилій площині визначається за формулою
Якщо сила тяги спрямована паралельно похилій поверхні, то формула 8.3 прийме наступний вигляд
При переміщенні вантажу по вертикалі тягове зусилля визначається по формулі
Тягове зусилля ТЖ на подолання жорсткості каната при обгинанні їм напрямних блоків або барабанів визначається за формулою
У формулах 8.1 - 8.6 прийняті наступні умовні позначення і одиниці виміру: Q - вага переміщуваного вантажу, Н; q - вага захватних і тягових пристроїв, Н; μ - коефіцієнт тертя при переміщенні матеріалу по лежня (напрямних); β - кут між напрямками шляху і сили тяги, градус; η - ККД поліспаста (або редуктора); m - кратність поліспаста; α - кут нахилу площини до горизонту, градус; D - діаметр блоку, зірочки або барабана по осі каната або початкової окружності, см; d - діаметр каната, см.
При багатошарової навивки каната на барабан параметр D (у формулі 8.6) визначається за формулою
де Dб - діаметр вантажного барабана, м;
К - кількість шарів навивки каната на барабан.
Потужність двигуна (кВт) механізму підйому вантажу визначається за формулою
Р = Т ∙ υ / 1000 ∙ η. (8.8)
де Т - повне тягове зусилля, Н;
υ - швидкість підйому вантажу, м / с: для козлових кранів υ = від 0,1 до 0,2;
для консольно-козлових - υ = від 0,15 до 0,3; для баштових - υ = від
0,25 до 0,65; для портальних - υ = від 0,8 до 1,25 м / с;
Вибір потужності двигуна вантажного механізму визначається з урахуванням тривалості включення (ПВ%).
Потужність двигуна (кВт) пересування вантажного візка визначається за формулою
Р = (КТ ∙ G ∙ υ ∙ 7,5) / 102. (8.9)
де КТ - емпіричний коефіцієнт: для підшипників кочення КТ = від 4
до 6; для підшипників ковзання КТ = від 6 до 8;
G - вага вантажного візка з вантажем, т;
υ - швидкість пересування, м / с: для козлових кранів υ = від 0,4 до 0,55;
для консольно-козлових - υ = від 0,5 до 1,1; для баштових - υ = від
0,4 до 0,55 м / с.
Питомий тягове зусилля, що дорівнює 7,5 кгс / тс, враховує тертя в редукторі.
Потужність двигуна (кВт) механізму пересування моста вантажопідіймального пристрою визначається за формулою
Р = (КМ ∙ G ∙ υ ∙ 7,5) / 102. (8.10)
де КМ - емпіричний коефіцієнт: для підшипників кочення КТ = 3;
G - вага моста з вантажем, т;
υ - швидкість пересування моста, м / с: для баштових кранів υ = від 0,3
до 0,5; для портальних - υ = від 0,5 до 0,65; для козлових і
консольно-козлових - υ = від 0,3 до 0,85 м / с.
Крім розглянутих розрахункових формул (8.1 - 8.10), розрахунок потужності електроприводів механізмів підйомно-транспортних машин можна також виконати за формулами, які враховують деякі конструктивні параметри (характеристики) підйомно-транспортних машин.
Особливістю роботи механізму підйому є повторно-короткочасний або короткочасний режим, що враховується при розрахунку потужності двигуна
де РР - розрахункова потужність двигуна вантажопідйомного механізму, кВт;
G - сила тяжіння вантажу (паспортна вантажопідйомність механізму), Н;
G0 - сила тяжіння гака (захоплення), Н;
υ - швидкість підйому, м / с;
ηМ - ККД механізму, включаючи ККД поліспаста, підшипників,
з'єднувальних муфт і передачі до електродвигуна: η м ≈ 0,6;
k3 - коефіцієнт запасу (для механізму підйому приймається рівним
При змінюється в часі навантаженні перевіряється перевантажувальна здатність обраного електродвигуна.
Потужність електроприводу (кВт) механізму переміщення визначається
де kf - коефіцієнт, що враховує тертя реборд коліс об рейки,
kf = від 4 до 6 (для механізму пересування вантажного візка з
підшипниками кочення), kf = від 6 до 8 (для механізму
пересування вантажного візка з підшипниками ковзання),
kf. = 3 (для механізму пересування моста вантажопідіймального
механізму;
G - сила тяжіння переміщуваного вантажу, Н;
G1 - сила тяжіння механізму пересування (або вантажопідйомного
механізму разом з механізмом переміщення), Н;