Розрахунок скіпового підйомника

Курсовий проект
ЗАВДАННЯ
на курсову роботу
На тему:
"Розрахунок силового підйомника
По курсу: Електропривод
Студенту __________

Зміст

Введення. 6
Визначення часу циклу і тривалості включення двигуна 7
Розрахунок маси противаги і моменту на барабані лебідки. 7
Попередній вибір двигуна. 10
Попереднє визначення пускового моменту. 12
Управління АДФР. 13
Вибір пускорегулювальних опорів. 14
Висновок. 15
Список використаної літератури .. 16

Маса порожній візки mo = 1100 кг.
Найбільша маса вантажу mг = 7000 кг.
Кут нахилу рейкового шляху до горизонту αо = 35 градусів
Шлях підйому візки L = 180 м.
Швидкість руху візка при підйомі та спуску V = 1,1 (м / сек)
Діаметр барабана Dб = 0,95 м.
Момент інерції барабана Jб = 59 кгм2
Графічна частина на ______лістах
Дата видачі завдання "____" лютого 2008
Дата подання керівнику "____" травня 2008
Керівник курсової роботи: ____________________
Завдання на курсову роботу:
Вантажопідйомна візок, що має противагу рухається по похилому рейковому шляху під кутом α до горизонту з допомогою троса, перекинутого через барабан лебідки.

Рис.1 Кінематична схема приводу вантажопідйомної візки.
1-візок, 2-барабан лебідки, 3-противагу,
4-редуктор, 5-гальмо, 6-електродвигун.
Технічні дані механізму:
Маса порожній візки mo = 1100 кг.
Маса противаги mп = кг вибирається таким чином, щоб зусилля в канаті при підйомі завантаженої і опусканні порожній візки були б приблизно однакові.
Найбільша маса вантажу mг = 7000 кг.
Діаметр коліс візка Dк = 0.30 м.
Діаметр цапф d = 0.70 м.
Діаметр барабана Dб = 0.95 м.
Коефіцієнт тертя кочення f = 0.05
Коефіцієнт, що враховує тертя реборд колеса об рейки К = 2.5%
Коефіцієнт тертя ковзання μ = 0.1
ККД барабана лебідки ηб = 0.9
ККД зубчастого редуктора в попередньому розрахунку можна прийняти ηр = 0.92
Момент інерції барабана Jб = 59 кг м2
Кут нахилу рейкового шляху до горизонту αо = 35 градусів
Швидкість руху візка при підйомі та спуску V = 1.1 (м / сек)
Шлях підйому візки L = 180 м.
Час завантаження і розвантаження відповідно tз = 18 з tр = 10 с
Допустиме прискорення візки a = 0.2 м / с 2
У цикл роботи входять наступні операції:
а) завантаження візки;
б) реостатний пуск, усталений рух, гальмування завантаженої візка;
в) розвантаження візка;
г) спуск порожньої візки (розгін, усталений рух, гальмування порожньої візки).
У період завантаження і розвантаження двигун відключений, а візок утримується механічним гальмом.

Введення

Електричний привід являє собою електромеханічну систему, що забезпечує реалізацію різних технологічних процесів у промисловості, сільському господарстві, на транспорті, комунальному господарстві і в побуті з використанням механічної енергії. Призначення електричного приводу складається в забезпеченні руху виконавчих органів робочих машин і механізмів та управлінні. Для виконання цих функцій електропривод виробляє механічну енергію за рахунок електричної енергії, одержуваної ним від джерела електричної енергії. Вироблювана електроприводом механічна енергія передається різним виконавчим органам робочих машин і механізмів і при необхідності регулюється відповідно до технологічних вимог до режимів роботи виконавчого органу.
Підйомно транспортні машини є найважливішим обладнанням для механізації робіт у всіх галузях господарства - промисловості, будівництві, на транспорті, сільськогосподарському виробництві; застосовуються для переміщення людей на коротких трасах у вертикальному, горизонтальному й похилому напрямку. Відповідно до функцій виконуваними підйомно транспортними машинами, їх класифікують на вантажопідіймальні, що транспортують і вантажно-розвантажувальні.
Вантажопідйомні машини призначені для переміщення окремих штучних вантажів великої маси за довільною просторової трасі, що включає вертикальні, похилі і горизонтальні ділянки, циклічним методом, при якому періоди роботи перемежовуються з періодами пауз. Вони можуть виконувати і монтажні операції, пов'язані з підйомом і точною установкою монтованих елементів і устаткування, а також підтриманням їх на вазі до закріплення в проектному положенні.

Визначення часу циклу і тривалості включення двигуна

Час прискорення і гальмування:

гдеV - швидкість руху візка при підйомі та спуску;
а - допустиме прискорення візки;
Довжина шляху при прискоренні (гальмуванні):

Шлях, проїжджаємо візком при рівномірному поступальному русі:

Час рівномірного руху:

Час підйому (спуску) візки:

Повний час циклу підйомного механізму:

Тривалість включення (ПВ) для двигунів визначаю з формули:

Розрахунок маси противаги і моменту на барабані лебідки

Для визначення маси противаги необхідно розглянути два Підйом завантаженої візка:
Умова рівномірного підйому візка:

;
Проекції сил:
Y:

Як видно з малюнка проекції сили G можна розрахувати за виразами:

де mг - найбільша маса вантажу;
m0 - маса порожньої візка;
g - прискорення вільного падіння;
α - кут нахилу рейкового шляху до горизонту.
Вираз для сили тертя, що враховують всі коефіцієнти тертя:

;
де К - коефіцієнт, що враховує тертя ребер колеса об рейки;
f - коефіцієнт тертя кочення;
m - коефіцієнт тертя ковзання;
DЦ - діаметр цапф;
DК - діаметр коліс візка.
Зусилля в канаті:

;
Де Fп - сила, що діє з боку противаги.
Спуск порожній візка:
Умова рівномірного спуску візка:

;
Проекції сил:
Y:

Як видно з малюнка проекції сили G можна розрахувати за виразами:

Силу тертя визначаю за формулою:

;
Зусилля в канаті при спуску порожній візка:

;
Звідки:

Маса противаги:

Зусилля в канаті при підйомі та спуску відповідно:

;

;
Момент на барабані пораховано за найбільшим зусиллю:

;
Де Dб - діаметр барабана;
ηб - ККД барабана лебідки

Попередній вибір двигуна

Кутова швидкість барабана:

;
Потужність барабана:

Передбачувана потужність двигуна:

Попередньо вибираю двигун АД із серії МTH511-8 основного виконання на 380 (В) і з частотою обертання nд = 705 (об / хв)
Тривалість включення, на яке він розрахований:

Номінальна кутова швидкість двигуна:

Передаточне число:

Візьмемо для розрахунків i = 32.
Технічні дані двигуна МTН511-8, з [6], стор.341:
Номінальна потужність на валу двигуна Рh = 28 (кВт);
Номінальна швидкість обертання Nн = 705 (об / хв);
Номінальний струм якоря Iном = 71 (А);
Максимальний момент Мmax = 1000 (Нм);
Момент інерції якоря Jр = 1,08 (кг · м 2);
Маса двигуна m = 470 (кг);
KПД hном = 83%;
Напруга UД = 380 (В);
Фазна напруга ротора Uфр = 281 (В);
Коефіцієнт потужності cosj = 0,72;
Тривалість включення ПВД = 40%;
Порахуємо значення номінального моменту на швидкохідному валу:

Кутова швидкість:

Порахуємо значення опору ротора:

Вибір редуктора
Зробимо вибір редуктора за такими характеристиками:
За потужністю на швидкохідному ходу Рh = 28 (кВт);
За передавальному числу i = 32;
За швидкістю обертання швидкохідного валу Nн = 705 (об / хв);
За моменту на тихохідному валу Мб =

(Нм).
У нашому випадку будемо вважати, що редуктор працює безперервно протягом восьми годин на добу. Характер його навантаження важкий, і має сильні поштовхи (коефіцієнт перерахунку потужності редуктора 1,75).
З [5], стор.52, 53 виберу двох ступінчастий циліндричний редуктор ЦД2-75М:
Потужність на швидкохідному валу РР = 34,2 (кВт);
Передаточне число i = 31,5;
Швидкість обертання швидкохідного валу редуктора
Nр = 750 (об / хв);
Максимальний обертовий момент на тихохідному валу редуктора МР = 1400 (кгм).

Попереднє визначення пускового моменту

Момент опору, наведений до двигуна:

Момент інерції складається з моменту інерції якоря двигуна і моменту інерції барабана. Момент інерції барабана, наведений до двигуна:

Сумарний момент:

Кутове прискорення:

Де ωН - номінальна кутова швидкість двигуна
ω0 - кутова швидкість в початковий момент часу (Так само нулю);
Tут - час розгону двигуна.
Пусковий момент на валу двигуна:

Отримане значення пускового моменту не перевершує максимальний момент двигуна. Остаточно приймаємо двигун МTH511-8.
Вибір гальма:
Вибираємо гальмо типу ТКП - гальмо колодкове постійного струму з електромагнітним приводом.
Коефіцієнт запасу, для вантажопідйомних механізмів приймається КЗ = 1,9;
Необхідний гальмівний момент:

Вибираємо гальмо Типу ТКП-300, з номінальним гальмівним моментом МТН = 700 (Н × м);

Управління АДФР

Пуск двигуна здійснюється у два ступені по заданому значенню часу. Для реалізації даного принципу передбачені реле часу постійного струму KT1 і KT2 (типу РЕВ-301), котушки яких за допомогою резисторів управління Rу1 і Rу2 налаштовані на спрацьовування при певній швидкості. Пуск двигуна здійснюється натисканням кнопки SB1, що в свою чергу, призводить до спрацьовування контактора KM1 та підключення АТ до мережі. Двигун починає розбіг з введеними в ланцюг ротора резисторами. У міру розбігу АТ, зростає його ЕРС і, відповідно, зростає напруга на котушках реле часу. При швидкості ω1 спрацьовує реле часу KT1 і через певний час замикає ланцюг контактора КМ2, контакти якого при спрацьовуванні закорочуються перший ступінь пускового резистора RД1. При швидкості ω2 спрацьовує реле часу KT2 і замикає ланцюг контактора КМ3, контакти якого при спрацьовуванні закорочуються другий ступінь пускового резистора RД2. Двигун виходить на природну характеристику і закінчує свій розбіг в точці усталеного режиму.

Вибір пускорегулювальних опорів

Sкр - критичне ковзання;
Мкр - критичний момент.

;

.
Знаходимо опір ротора:

Критичне ковзання штучних характеристик вибираємо самі

;

Висновок

У результаті розрахунків, проведених у курсовому проекті, був розрахований електричний привід до силового підйомника, а так само схема управління електричним приводом.

Список використаної літератури

1. М.Г. Чілікін А.С. Сандлер Загальний курс електропривода: Підручник для вузів. -6-е вид., Перераб. і доп. - М.: Енергоіздат 1981. -576 С., Іл.
2. Довідник з проектування автоматизованого електроприводу та систем управління технологічними процесами / Під ред.В.І. Круповіча, Ю.Г. Барибін, М.Л. Самовер. - 3-е изд., Перераб. і доп. - М.: Енергоіздат 1982. -416с., Іл.
3. Таев І.С. Електричні апарати управління: Підручник для вузів за спец. "Електричні апарати" .2-е вид. перераб. і доп. - М.: Вищ. Шк., 1984. - 247 с., Іл.
4. Москаленко В.В. Електричний привід: Учеб. посібник для студ. установ середовищ. Проф. Освіти - М.: Майстерність: Вища школа, 2000. -368с., Іл.
5. Редуктори. Довідковий посібник / За ред. Г.Н. Краузе, Н.Д. Кутулін, С.А. Сицко. -2-е вид., Перераб. і доп. - Л.: Машинобудування, 1972. -144 С., Іл.
6. Довідник по електричним машинам: у 2 т. Т.2/Под заг. Ред. І.П. Копилова, Б.К. Клокова. - М.: Вища школа, 1989. -688 С., Іл.