Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

1. Визначення і розрахунок компонентів приводу механізму зміни вильоту стріли


1.1 Визначення зусиль у механізмі зміни вильоту стріли


Визначимо довжину стріли [2]


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стрілиРозрахунок двигуна механізму вильоту стріли=15,82 м


α1 вибирається з методички в у межах 12–200, а – відстань від нижнього шарніра стріли до осі обертання крана (визначається графічно).

Визначимо кут підйому стріли при найменшому вильоті


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=610


h1 и h2 – довжина перпендикуляра до осі поліспаста визначаються графічно

h1= 4,6 м; h2=4,0 м;

Визначимо навантаження на поліспаст з огляду на масу вантажу і масу стріли:

при максимальному вильоті стріли:Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли= 61197,12 Н;

при мінімальному вильоті стріли:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли= 35551,11 Н;

1.2 Визначення потужності механізму зміни вильоту стріли


Визначимо механічну потужність [2]:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, k=1,1–1,5


Визначимо механічний момент [2]


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=5636,58 Hм;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=3274,44 Нм;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=4455,51 Нм;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=5792,16 Нм;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=1,57 рад/с;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=9093,7 Вт;


1.3 Вибір двигуна


Потужність двигуна визначається за формулою:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=12124,9Вт=12КВт;


Двигун МТМ 380В, 50 Гц, 40% ПВ. Тип МТМ-412–8, РН=16кВт, n=715 об/хв, МК/МН=2,8. Статор: cosφном=0,7, cosφхх=0,08, ІС.Н=42,5А, Ісх=30А, rc=0,316Ом, хс=0,371Ом. Ротор: Ерн=200В, Ірн=52А, rp=0,098Ом, хp=0,195Ом. к=1,82, J=0,75 кг∙м2,

Маса 345 кг.


1.4. Розрахунок необхідних механічних характеристик двигуна (природної, пускової, проміжних і гальмових)


Механічна характеристика ω=f(M). Природну механічну характеристику будують по формулі Клосса.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли,


де М та S – поточне значення моменту і ковзання Skp – критичне ковзання, а – коефіцієнт виражений відношенням активного опору фази статора до приведеного опору фази ротора. По навантажувальній здатності визначимо критичний момент двигуна.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, где kТ=Mkp/MH=2,8 (з каталогу)


Якщо прийняти механічні втрати в роторі 1% від номінальної потужності двигуна, то номінальний момент можна виразити рівнянням:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Критичне ковзання визначається в результаті рішення рівняння, записаного для номінального режиму роботи двигуна.

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, где Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=215,827 H∙м;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стрілиH∙м;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


Таблиця 1

S

0,047

0,1

0,2

0,308

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

M, Н∙м

216,17

393,576

563,803

604,316

588,658

553,32

513,294

474,46

438,847

406,924

378,56

ω, с-1

74,848

70,686

62,832

54,35

47,124

39,27

31,416

23,562

15,708

7,854

0


1.5 Розрахунок і вибір пускорегулювальних опорів

Асинхронні двигуни з фазним ротором пускають у хід за допомогою активних опорів, включених у ланцюг ротора. Наявність таких опорів зменшує кидок струму і збільшує пусковий момент двигуна аж до значення його максимального моменту.

Перевіримо в даному випадку двоступінчастий пуск. Для якого скористаємося формулою:

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

1,553 ≥ 1,395;

З розрахунку видно, що такий пуск можливий. Визначимо значення опорів кожної пускової ступіні. Для цього на осі моментів природної характеристики відкладаємо значення моментів М1=0,8Мкр и М2=1,15Мн.

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Відповідні ступіні знаходимо по формулі:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де m=2 – число ступіней, n – номер ступіні.


Опір першої пускової ступіні:

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Опір другої пускової ступіні:

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Для побудови пускових характеристик скористаємося пропорцією:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де Sui – ковзання на пусковій характеристиці.

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


Розрахунок і побудова першої пускової характеристики:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Se 0,05 0,1
Su1 0,333 0,666

Розрахунок і побудова другої пускової характеристики:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Se 0,05 0,1 0,2 0,3
Su 0,129 0,258 0,516 0,775

Режим противовключения виникає тоді, коли ротор двигуна під дією зовнішніх сил по інерції починає обертатися в напрямку поля статора. Цей режим застосовується для електромагнітних зупинок двигуна в реверсивних електроприводах, а так само для забезпечення посадкової швидкості при опусканні важких вантажів. Практично режим протвовключения можна одержати змінивши порядок проходження фаз обмоток статора. У цей момент двигун необхідно відключити від мережі, інакше він буде розганятися в зворотному напрямку під дією реактивного або активного статичного моменту.

У нашому випадку, тобто у випадку з активним статичним моментом на валові двигуна, різким противовключением, якщо включити в ланцюг ротора значні додаткові опори. Якщо в межах припустимих значень навантажень механічні характеристики прийняти прямолінійними, то значення опору, що забезпечує режим протвовключения, визначитися з вираження:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


Загальний опір противовключения складається з опору фази обмотки ротора, пускового опору і власне ступіні противовключения, значення якого визначається з вираження Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Режиму противовключения відповідає ковзання в межах 1<S<2.

2. Визначення і розрахунок компонентів приводу механізму підйому вантажу


2.1 Визначення потужності механізму


Визначимо по номінальній вантажопідйомності розрахункову потужність робочого механізму.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, k=1,1–1,5


Визначимо механічний момент


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


2.2 Вибір двигуна


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=4,318кВт;

РН=7,5кВт, n=945 об/хв, МК/МН=2,8. Статор: cosφном=0,7, cosφхх=0,08, ІС.Н=20,9А, Ісх=30А, rc=0,685Ом, хс=0,371Ом. Ротор: Ерн=200В, Ірн=21,6А, rp=0,29Ом, хp=0,544Ом. к=1,59, J=0,142 кг∙м2.


2.3 Розрахунок необхідних механічних і електромеханічних характеристик двигуна


Механічна характеристика ω=f(M). Природну механічну характеристику будують по формулі Клосса.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли,


де М та S – поточне значення моменту і ковзання Skp – критичне ковзання, а – коефіцієнт виражений відношенням активного опору фази статора до приведеного опору фази ротора. По навантажувальній здатності визначимо критичний момент двигуна.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, где kТ=Mkp/MH=2,8 (з каталогу)


Якщо прийняти механічні втрати в роторі 1% від номінальної потужності двигуна, то номінальний момент можна виразити рівнянням:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Критичне ковзання визначається в результаті рішення рівняння, записаного для номінального режиму роботи двигуна.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, где Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=76,593 H∙м;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли=214,46H∙м;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


Таблиця 2

S 0,055 0,1 0,2 0,3 0,4 0,519 0,6 0,7 0,8 0,9 1
M, Н∙м 61,579 101,474 162,138 194,717 209,75 214,46 212,983 208,278 201,826 194,558 187,02
ω, с-1 98,941 94,23 83,76 73,29 62,82 50,360 41,88 31,41 20,94 10,47 0

Асинхронні двигуни з фазним ротором пускають у хід за допомогою активних опорів, включених у ланцюг ротора. Наявність таких опорів зменшує кидок струму і збільшує пусковий момент двигуна аж до значення його максимального моменту.

Перевіримо в даному випадку двоступінчастий пуск. Для якого скористаємося формулою:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

2,017 ≥ 1,443;

З розрахунку видно, що такий пуск можливий. Визначимо значення опорів кожної пускової ступіні. Для цього на осі моментів природної характеристики відкладаємо значення моментів М1=0,8Мкр и М2=1,15Мн.

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Відповідні ступіні знаходимо по формулі:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де m=2 – число ступіней, n – номер ступіні.


Опір першої пускової ступіні:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Опір другої пускової ступіні:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Для побудови пускових характеристик скористаємося пропорцією:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де Sui – ковзання на пусковій характеристиці.

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок і побудова першої пускової характеристики:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Se 0,05 0,1 0,2
Su1 0,355 0,666 1,42

Розрахунок і побудова другої пускової характеристики:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Se 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Su1 0,132 0,265 0,531 0,796 1,06 1,33

Режим противовключения виникає тоді, коли ротор двигуна під дією зовнішніх сил по інерції починає обертатися в напрямку поля статора. Цей режим застосовується для електромагнітних зупинок двигуна в реверсивних електроприводах, а так само для забезпечення посадкової швидкості при опусканні важких вантажів. Практично режим протвовключения можна одержати змінивши порядок проходження фаз обмоток статора. У цей момент двигун необхідно відключити від мережі, інакше він буде розганятися в зворотному напрямку під дією реактивного або активного статичного моменту.

У нашому випадку, тобто у випадку з активним статичним моментом на валові двигуна, різким противовключением, якщо включити в ланцюг ротора значні додаткові опори. Якщо в межах припустимих значень навантажень механічні характеристики прийняти прямолінійними, то значення опору, що забезпечує режим протвовключения, визначитися з вираження: Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Загальний опір противовключения складається з опору фази обмотки ротора, пускового опору і власне ступіні противовключения, значення якого визначається з вираження Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Режиму противовключения відповідає ковзання в межах 1<S<2.


3. Розрахунок моментів опору на валу двигунів


3.1 Моменти опору на валові двигуна механізму підйому стріли


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


передаточне число редуктора Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

η=0,95 – ККД передачі від двигуна до стріли.

При підйомі і спуску стріли з вантажем


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


При підйомі і спуску стріли без вантажу


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


3.2 Моменти опору на валу двигуна механізму підйому вантажу


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли – передаточне число. Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


При підйомі вантажу

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли


При опусканні вантажу


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли; Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

«–» означає що отримано для гальмового моменту.


4. Розрахунок перехідних процесів


Зміна електромагнітного чи статичного моменту викликає поява так називаного надлишкового, чи динамічного моменту, що у залежності від його знака викликає розгін чи загальмування електропривода. Процес переходу з одного сталого стану в інше називається перехідним процесом. У більшості випадків перехідні процеси впливають на роботу електропривода. Зменшення їхньої динамічності ущільнює графік робочого процесу, що веде до збільшення продуктивності виконавчого механізму. Причинами перехідного процесу є: зміна навантаження, зміна схеми включення, зміна параметрів живильної мережі.


4.1 Розрахунки перехідних процесів у режимах підйому й опускання стріли


Вираження Jпр для даного механізму має вид:


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли

Підйом стстріли:

M1ст = 884,88 Нм; Iн = 40,9А;

ωст1 = 96,36 рад/с; МП = 154,8Нм;

JПР = 0,142 кг∙м2; SH' = 0,37;

IH = 20,8A; SH2 = 0,16;

MH = 77,4 H∙м; SCM = 0,0649;

Таблица 3

Параметр 1 2 3 4 5 6
∆ωi, c-1 20,94 20,94 18,85 12,56 12,56 12,56
ωi, c-1 20,94 41,88 50,73 73,29 85,85 98,41
∆ti, c 0,037 0,051 0,078 0,024 0,04 0,034
tП, c 0,264
Mдин, Н∙м 79,5 58,5 34,5 75 45 52,5
M, Н∙м 133,5 111 87/154,5 127 87/154,5 66
I, A 34,6 28,3 22,5/40,4 31,9 22,5/40,4 10,3
S 0,8 0,6 0,42 0,3 0,18 0,06

Опускання стріли: МСТ3 = 32,53 H∙м; ωст3 = 107 рад/с; JПР = 1,142 кг∙м2;


4.2 Розрахунки перехідних процесів при підйомі та опусканні вантажу


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли, де k – коефіцієнт враховуючий інерційність махових мас елементів кінематичної передачі.


Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли;


Підйом вантажу:

Розрахунок двигуна механізму вильоту стріли кг∙м2;

МП = 148,5Нм; IП = 20,8A; H∙м;

I0 = 12,9A; IH = 20 A;

MH = 66,3 H∙м; Sn1 = 0,39;

Sn2 = 0,14; Sn3 = 0,055;

Таблица 4

Параметр 1 2 3 4 5 6 7 8
∆ωi, c-1 10,47 10,47 104,7 104,7 13,61 12,56 13,61 16,75
ωi, c-1 10,47 10,94 31,41 41,88 55,49 68,05 81,66 98,41
∆ti, c 0,57 0,063 0,073 0,068 0,149 0,072 0,125 0,175
tП, c 0,8
M, Н∙м 109,5 102 94,5 85,5 72/117,3 99 72/117,3 49,5
Mg, Н∙м 63,75 57 49,5 42 31,5 60 37,5 33
I, A 28,9 26,5 24,2 21,7 18,3/32,1 25,3 18,3/31,04 13,7
S 0,9 0,8 0,7 0,6 0,47 0,35 0,22 0,065

При спуску вантажу:

МСТ2 = 36,87 H∙м; ωст2 = 102,6 рад/с; JПР = 0,188 кг∙м2;


Таблица 5

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
-->

Похожие рефераты:

Параметр 1 2 3 4 5 6 7 8 9