3.1.1. Электроприводы крановых механизмов

Механизмы подъёмных кранов работают в повторно-кратковременном режиме, характеризуемом определённой продолжительностью включения (ПВ). Как правило, электродвигатели крановых механизмов работают по произвольным, случайным графикам, не имеющим строго выраженных по нагрузке и по времени рабочих циклов [1, 8, 11]. В связи с этим, построение нагрузочных диаграмм крановых электроприводов затруднено, и в практике во многих случаях предварительный выбор двигателей для таких электроприводов принимают окончательным, особенно, если расчёт производится по уточненным формулам [11]. В данном курсовом проекте выбор двигателя следует выполнить в 2 этапа.

Предварительный выбор электродвигателей производится на основе расчётной статической нагрузки электропривода.

Электропривод механизма подъёма.

Мощность и момент на валу двигателя можно определить по формулам [1, 3]:

, (1)

, (2)

где G и G₀ – вес (сила подъёма) груза и грузозахватного приспособления;

V – скорость подъёма груза;

D – диаметр барабана подъёмной лебёдки;

 – КПД подъёмного механизма (с учётом всех передач),

i – полное передаточное отношение (редуктора и полиспаста).

Электропривод передвижения крана.

Расчёт статической нагрузки мощности и момента можно выполнить по формулам [1, 3],

, (3)

, (4)

где G и G₁ – вес перемещаемого груза и собственный вес механизма передвижения;

k – коэффициент, учитывающий трение реборд колёс о рельсы;

 – коэффициент трения скольжения;

f – коэффициент трения качения;

/значения коэффициентов K, , f даются в справочной литературе [2,7]/;

R – радиус колеса;

r – радиус шейки оси (цапфы ) колеса /в расчётах можно принимать r=0.15R/;

V – скорость движения механизма;

_iП – передаточное отношение редуктора механизма передвижения;

_П – КПД механизма передвижения;

F_B – сила от ветровой нагрузки, которая может быть определена по формуле F_B=PS,

здесь Р – удельная ветровая нагрузка, S – площадь, на которую действует ветровая нагрузка.

Электропривод механизма поворота.

Расчёт мощности и момента для предварительного выбора двигателя можно выполнить по формулам (1,3),

, (5)

, (6)

где G и G₂ – вес груза и поворотной платформы;

k – коэффициент, учитывающий трение реборд поворотного круга (если есть реборды);

f – коэффициент трения качения;

D_КР – диаметр поворотного круга;

d_p – диаметр роликов (катков);

_в – угловая скорость поворота платформы;

Р - удельная ветровая нагрузка;

S – площадь действия ветровой нагрузки;

l – длина (вылет) стрелы крана;

i_B – передаточное отношение механизма поворота;

_B – КПД механизма поворота.

По полученным расчётным значениям статической нагрузки (мощности или моменту) по каталогу [1] производится выбор соответствующего кранового электродвигателя со стандартным ПВ=25%, т.к. строительные краны, в основном, работают в лёгком или среднем режиме работы [1, 3, 6, 11].

3.1.2. Электроприводы конвейеров

Конвейеры относятся к механизмам непрерывного транспорта, работающим в основном в продолжительных режимах и с постоянной скоростью [9,10].

Для определения мощности ленточного конвейера, схема которого представлена на рис.1, можно воспользоваться формулой [4]:

, (7)

где k_з – расчётный коэффициент запаса, k_з = 1,1-1,3;

V – скорость движения конвейера;

_P – КПД редуктора привода _P = 0,8 – 0,9;

Т_сб – натяжение в сбегающем участке ленты конвейера;

Т_нб – натяжение в набегающем участке ленты конвейера.

Натяжение в сбегающем участке можно определить можно по формуле:

, (8)

где k_дин – коэффициент запаса, учитывающий динамические нагрузки, k_дин = 1,2 -1,3;

 - коэффициент трения между тяговыми и приводными элементами;

 - угол обхвата приводного барабана лентой;

k_И – коэффициент, учитывающий натяжение на участках изгиба ленты [4];

F_П – расчётное усилие на прямолинейных участках конвейера, F_П=F₁₂ К_И + F₃₄

F₁₂ и F₃₄ – соответствующие усилия сопротивления на прямолинейных участках “1-2” и “3-4” (см. рис.1).

Эти усилия могут быть определены по формулам

F₁₂ = q₀l₁₂(C_Пcos - sin) , (9)

F₃₄ = (q₀+q_Г)·l₃₄ (C_Пcos + sin), (10)

где l₁₂ и l₃₄ – длины прямолинейных сбегающего и набегающего участков конвейера;

C_П – коэффициент сопротивления движению на прямолинейном участке [4];

 - угол наклона;

q₀ и q_Г – весовая нагрузка конвейера от ленты и полезного груза, Н/м.

Эти нагрузки соответственно определяются:

q₀ = gm₀ и q_Г = gm_Г,

где g – ускорение силы тяжести;

m₀ и m_Г – соответственно масса 1м ленты и размещенного на ней груза.

Масса 1м транспортируемого груза определяется по формуле:

, (11)

где П – производительность конвейера, кг/ч.

Натяжение в набегающем участке приводного барабана конвейера можно определять по формуле:

, (12)

где m - расчётная суммарная масса движущей части конвейера, m=m₃₄+m₁₂k_И,

а_доп – допустимое ускорение конвейера, м/с².

По расчётной статистической мощности конвейера по каталогу производится выбор соответствующего двигателя для электропривода.