книги / Подъемно-транспортные машины

гателей является возможность регулировать скорость подъема в широких пределах. Они способны создавать большой пусковой момент

иработать при большой частоте вращения. Двигатели постоянного тока серии D рекомендуется использовать при весьма тяжелом режиме работы. Однако эти двигатели дороги, неудобны в производстве и эксплуатации. В отечественном краностроении двигатели постоянного тока не получили широкого применения;

–при группах режимов работы 1М, 2М, 3М разрешается ис-

пользовать асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общепромышленной серии 4А.

Двигатели выпускаются в разном исполнении: с коническим

ицилиндрическим концами вала, вертикальным и горизонтальным расположениями вала, с валом, имеющим два выхода. Для крепления к механизму корпус двигателя оснащается лапами или фланцем.

Указания к выполнению задания

Выбор электродвигателя определяется его режимом работы и максимальной нагрузкой.

Характеристикой режима работы электродвигателя является относительная продолжительность включения ПВ (если в исход-

ных данных параметр ПВ не задан, его принимают условно по нормам ГГТН – см. прил. 1):

ПВ = 15 % (легкий режим работы); ПВ = 25 % (средний режим работы); ПВ = 40 % (тяжелый режим работы);

ПВ = 60 % (весьма тяжелый режим работы).

Чем больше продолжительность включения, тем меньшую нагрузку может нести двигатель.

Характеристикой нагрузки является максимальная статическая мощность, кВт, в период установившегося движения, требуемая для подъема номинального груза, рассчитываемая по формуле

Pдсmax = (Q +ηq) gvгр ,

0

71

где Q – масса поднимаемого груза (грузоподъемность), т; q – масса грузозахватных устройств, т; g – ускорение свободного падения, м/с2; vгр – скорость подъема груза (указана в задании), м/с; η0 – предварительное значение КПД привода механизма подъема груза,

η0 = 0,80…0,85.

Поскольку механизмы подъема редко работают с максимальной нагрузкой, а крановые двигатели обладают большой перегрузочной способностью, номинальную мощность двигателя Pдв рекомендуют принимать меньше расчетной:

Pдв = (0,7…0,8)Pдс max.

К двигателям серии 4А данное утверждение не относится.

Если фактическое значение ПВ не соответствует приведенному в каталоге двигателей, то расчетную мощность пересчитывают до ближайшего номинального значения ПВ по формуле

где ПВф – фактическая (заданная) продолжительность включений; ПВном – номинальная (приведенная в каталоге) продолжительность включений, ближайшая к ПВф.

Для предотвращения перегрева выбранный двигатель необходимо проверить на нагрев, а также на пусковой момент по времени пуска и ускорению, однако произвести проверку невозможно, пока не будет выбран тормозной шкив и муфта для соединения валов двигателя и редуктора.

После выбора двигателя [5, табл. III.3] необходимо выписать условное обозначение его типа [5, с. 40] и основные технические параметры (номинальную мощность, максимальный момент, значения кратности пускового момента (если указаны), относительную продолжительность включения ПВ, частоту вращения nдв, момент инерции ротора или якоря, массу двигателя):

72

Необходимо также выписать габаритные и установочные размеры (для определения окончательной кинематической схемы и построения компоновочного чертежа), в том числе диаметр и форму (цилиндрический или конический) выходного конца вала (рис. 5.1).

Рис. 5.1

Размеры, мм

Вопросы:

1.Какие требования предъявляются к двигателям ГПМ? С чем это связано?

2.Какие типы двигателей используются в ГПМ? Дайте их сравнительную характеристику (достоинства и недостатки).

3.По каким параметрам выбираются двигатели ГПМ?

4.Какая величина характеризует режим работы электродвига-

теля?

5.Какая величина характеризует нагрузочную способность электродвигателя?

6.Почему рекомендуется выбирать двигатель с мощностью меньше расчетной?

73

Пример выполнения задания

5.Выбор двигателя

5.1.Определяем максимальную статическую мощность, требуемую для подъема номинального груза:

=39, 2 103 Вт=39, 2 кВт,

где Q – масса поднимаемого груза (грузоподъемность), т; q – масса грузозахватных устройств, т, q = 190 кг; g – ускорение свободного падения, м/с2; vгр – скорость подъема груза, м/с; η0 –

предварительное значение КПД привода, η0 =0,80...0,85.

Относительная продолжительность включения двигателя для группы режимов работы 3М ПВ = 15 % (см. прил. 1).

Требуемая мощность двигателя

Pтр = (0,7…0,8)Pдс max = (0,7…0,8) · 39,2 = 27,4…31,4 кВт.

5.2. Принимаем по каталогу [5, табл. III.3] к установке крановый электродвигатель с фазным ротором серии МТF 411-6:

двигатель МТF 411-6УХЛ2 ГОСТ 185–70.

Технические данные электродвигателя МТF 411-6 с фазным ротором 50 Гц, 220/380 В:

74

Габаритные и установочные размеры, мм, следующие:

Исполнение IM2001 – на лапах с одним цилиндрическим валом.

75

6. ВЫБОР РЕДУКТОРА

Задание

Осуществить расчет параметров и подобрать цилиндрический редуктор. Определить схему крепления барабана к редуктору.

Краткие теоретические сведения

Вкрановых механизмах рабочие органы (барабаны, ходовые колеса и т.д.) всегда вращаются с меньшей угловой скоростью, чем валы электродвигателей. В современных крановых механизмах для понижения угловых скоростей используют косозубые зубчатые редукторы.

Вмеханизмах подъема применяются цилиндрические двухступенчатые редукторы типа Ц2 и РМ. КПД цилиндрических редукторов весьма высок (0,94–0,98). Редукторы типа Ц2 имеют симметричное расположение зубчатых передач относительно опор, у редукторов типа РМ передачи расположены несимметрично. Редукторы типа Ц2 имеют значительно меньшую массу и габариты, чем редукторы типа РМ.

Редукторы выпускаются в разных вариантах сборки в зависимости от взаимного расположения валов (прил. 16). Выходные концы валов редуктора могут иметь разное исполнение: длинные и короткие, конической и цилиндрической формы. Имеется возможность исполнения конца тихоходного вала с зубчатым венцом для муфты и расточкой для размещения подшипника оси барабана.

Редукторы типа ГК имеют на тихоходном валу шестерню для открытой зубчатой передачи. В этом случае используют барабан

сжестко закрепленным на торце зубчатым колесом с внешними зубьями. Такой тип соединения используют для увеличения передаточного числа редуктора в механизмах подъема большой грузоподъемности.

76

Редукторы для механизма подъема выбирают исходя из передаточного числа редуктора, расчетной мощности (или крутящего момента), частоты вращения быстроходного вала и режима работы.

Указания к выполнению задания

При выборе редуктора необходимо соблюдать несколько следующих условий:

– расчетная мощность на быстроходном валу редуктора не должна превышать его номинальную мощность по паспорту:

Рр ≤ Рэ;

– фактическое передаточное число редуктора не должно отличаться от требуемого передаточного числа более чем на ±15 %:

∆u = uф −ир 100 % ≤15 %;

иф

–частота вращения быстроходного вала редуктора, приведенная в каталоге, должна быть не меньше частоты вращения вала двигателя;

–диаметры выходных концов быстроходного вала редуктора

ивала электродвигателя не должны отличаться более чем на 20 %, в противном случае будет сложно соединить концы валов стандартной муфтой.

Требуемое передаточное число редуктора определяется по формуле

uр = nд , nб

где nд – частота вращения двигателя, об/мин; nб – частота вращения

барабана, об/мин, nб = uпvгр ; uп – кратность полиспаста; vгр –

πDб

скорость подъема груза, м/мин; Dб – диаметр барабана по средней линии навитого каната, м.

77

Расчетная мощность на быстроходном валу редуктора

Pр = kрPдсmax ,

где Pдсmax – максимальная статическая мощность двигателя; kр – ко-

эффициент, учитывающий условия работы редуктора (для приводов механизмов подъема кранов принимают kр = 1).

Согласно другим источникам

Pр = kрPдв,

где Pдв – номинальная мощность выбранного двигателя; kр – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора: kр = 1,5 при Л;

kр = 1,3 при С; kр = 1,1 при Т и ВТ.

С учетом требуемого передаточного числа, расчетной мощности, режима работы, частоты вращения быстроходного вала (двигателя) и диаметра выходного конца вала двигателя выбирается редук-

тор [5, табл. III.4].

После выбора редуктора необходимо проверить выполнение ус-

ловия

∆u = uф −ир 100 % ≤15 %,

иф

где uф – фактическое передаточное число редуктора; uр – расчетное

(требуемое) передаточное число.

Если условие не выполняется, необходимо:

–выбрать другой тип редуктора;

–выбрать электродвигатель с другой частотой вращения;

–ввести в кинематическую схему механизма открытую зубчатую передачу и пересчитать передаточное число редуктора.

Если условие выполняется, требуется уточнить выбор электродвигателя.

Определяется фактическое значение скорости подъема груза, м/мин:

vгр ф = uр vгр.

uф

78

Рис. 6.1

Эту же схему используют при консольной установке барабана на валу редуктора.

В процессе расчета необходимо определить геометрические параметры зубчатой полумуфты на канатном барабане исходя из параметров полумуфты на конце тихоходного вала выбранного редуктора:

–модуль m;

–число зубьев z;

–диаметры:

•делительной окружности, d = mz;

•вершин зубчатого венца, da = d – 2m;

•впадин зубчатого венца, df = d + 2 · 1,25m.

2.При выборе варианта соединения валов редуктора и барабана

спомощью муфты (как правило, зубчатой) необходимо определить параметры муфты и выбрать ее согласно ГОСТу (см. подразд. 8).

После выбора крепления барабана к валу редуктора необходи-

мо выписать следующие геометрические параметры концов валов редуктора (рис. 6.2):

80