Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода (стр. 4 из 7)

Наименование параметра	Значение параметра
1	2
Грузоподъемность главного крюка	80 т
Скорость подъема главного крюка	4,6 м/мин
Скорость передвижения крана	75 м/мин
Скорость передвижения тележки	30 м/мин
Высота подъема главного крюка	6 м
Вес главного крюка	0,8т
Диаметр барабана лебедки главного крюка	700 мм
Вес тележки	33 т
Длина перемещения моста	60 м
Длина перемещения тележки	22 м
КПД главного подъема под нагрузкой	0,84
КПД главного подъема при холостом ходе	0,42
КПД моста	0,82
КПД тележки	0,79
Длина помещения цеха	62 м
Ширина помещения цеха	15,5 м
Высота помещения цеха	10 м
Режим работы крана средний	С
Продолжительность включения крана %	40%

VII. Расчет и выбор электродвигателя.

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

Р_{ст.гр.под} =

где G=m∙g=80∙10³∙ 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

m-номинальная грузоподъемность, кг;

g-ускорение свободного падения, м/с²;

G₀=m₀∙g=0,8∙10³∙9,8=7840Н-веспустого захватывающего приспособления;

m₀ - масса пустого захватывающего приспособления, кг;

v_н = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

h_нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.

Р _{ст.гр.под .}=

= 65,98 кВт.

Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления, кВт:

Р _ст.п.гр.=

(4.2)

где h_хх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе.

Р_{ст.п.гр.}=

=1,3 кВт.

Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза, кВт:

Р_гр.=(G+G₀)*v_с*10^-3

где v_с=v_н=0,07 м/с - скорость спуска.

Р_гр=(784000+7840)*0,07*10^-3=55,42 кВт.

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения, кВт:

Р_тр.=(

) * (1 - _нагр.) * v_c * 10^-3

Р_{тр .}= (

) * (1-0,84) * 0,07 * 10^-3 = 8,88 кВт.

Так как выполняется условие Р_гр > Р_тр,следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется следующим способом, кВт:

Р_т.сп.=(G+G₀)*V_с*(2-

)*10^-3

Р_ст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2-

)*10^-3=44,8 кВт.

Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего приспособления, кВт:

Р_с.ст.о.=G₀∙V_с∙ (

-2) ∙10^-3

Р_с.ст.о.=7840∙0,07(

-2) ∙10^-3=0,2 кВт.

Рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы

Время подъема груза на высоту Н:

t_р1=

=85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

Время перемещения груза на расстояние L:

t₀₁=

=48 сек.

Время для спуска груза:

t_р2=

=85,7 сек.

Время на зацепление груза и его отцепления:

t₀₂=t ₀₄=200 сек.

Время подъема порожнего крюка:

t_р3=

=85,7 сек.

Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза:

t₀₃=

=48 сек.

Время спуска порожнего крюка:

t_р4=

=39,2 сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Рисунок 4.1- Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла.

Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма подъема.

Участки	Подъем груза	Па -уза	Спуск груза	Па -уза	Подъем крюка	Па -уза	Спуск крюка	Па -уза
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Рс, (кВт)	65,98	0	44,8	0	1,3	0	0,2	0
t, (cек)	85,7	48	85,7	200	85,7	48	85,7	200

Суммарное время работы электродвигателя:

St_р=t_р1+t_р2+t_р3+t_р4=4*85,7 = 342,8 сек.

Суммарное время пауз:

St₀=t₀₁+t₀₂+t₀₃+t₀₄=48+48+200+200=496 сек.

Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

Р_экв=

(4.9)

Р_экв=

=39,8кВт.

Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

Р_эн=Р_экв ∙

Р_эн=39,8∙

= 1,26 кВт.

Определяем расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт:

Р_дв=

где К_з = 1,2 - коэффициент запаса;

h_ред = 0,9 - КПД редуктора.

Р_дв=

=1,7 кВт.

Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в об/мин, определяется следующим способом:

w_л=

где D - диаметр барабана лебедки, м.

w_л =

= 0,2 рад/с.

n_л =

n_л =

= 2 об/мин.

Полученные значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и значение стандартной продолжительности включения ПВ_ст = 20% , будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

Выберем электродвигатель из следующих условий:

Р_ном ³ Р_дв

Р_ном ³ 50,7 кВт

Таблица 4.2 - Технические данные асинхронного электро - двигателя с фазным ротором типа МТН512-6

Параметры двигателя	Значение параметра
1	2
Мощность, Рн	55 кВт
Частота вращения, nн	970 об/мин
Ток статора, I1	99 А
Коэффициент мощности, Соsj	0,76
КПД, hн	89 %
Ток ротора, I2	86 А
Напряжение ротора, U2	340 В
Максимальный момент, Мm	1630 Нм
Маховый момент, GD2	4,10 кг∙м2
Напряжение, U	380 В
Частота, f	50 Гц
Продолжительность включения, ПВст	25 %

VIII. Расчет и построение естественной механической характеристики.

Целью расчета является расчет и построение естественной механической характеристик электродвигателя и механизма подъёма мостового крана.

Исходными данными являются технические данные выбранного электродвигателя МТН 512-6, и механизма подъёма, а также данные обмоток ротора и статора:

r₁=0,065 Ом - активное сопротивление обмотки статора;

х₁=0,161 Ом - реактивное сопротивление обмотки ста -тора;

r₂=0,05 Ом - активное сопротивление обмотки ротора;

х₂=0,197 Ом - реактивное сопротивление обмотки рото -ра;

к =1,21- коэффициент приведения сопротивления.

Определим номинальное скольжение:

S_н=

,

где w₀ =

= =104,6 рад/с;

w_н =

= =101,526 рад/с.

s_н =

=0,03