Расчет скипового подъемника

Курсовой проект ЗАДАНИЕ на курсовую работу На тему:

" Расчёт силового подъёмника По курсу: Электропривод Студенту __________

• Введение 6
• Определение времени цикла и продолжительности включения двигателя 7
• Расчет массы противовеса и момента на барабане лебедки 7
• Предварительный выбор двигателя 10
• Предварительное определение пускового момента 12
• Управление АДФР 13
• Выбор пускорегулирующих сопротивлений 14
• Заключение 15
• Список используемой литературы 16
• Масса пустой тележки mo=1100 кг.
• Наибольшая масса груза mг=7000 кг.
• Угол наклона рельсового пути к горизонту бо=35 градусов
• Путь подъема тележки L=180 м.
• Скорость движения тележки при подъеме и спуске V =1,1(м/сек)
• Диаметр барабана Dб =0,95 м.
• Момент инерции барабана Jб=59 кгм2
• Графическая часть на ______листах
• Дата выдачи задания «____» февраля 2008 года
• Дата представления руководителю «____» мая 2008 года
• Руководитель курсовой работы: ____________________
• Задание на курсовую работу:
• Грузоподъемная тележка, имеющая противовес движется по наклонному рельсовому пути под углом б к горизонту с помощью троса, перекинутого через барабан лебёдки.
• Рис. 1 Кинематическая схема привода грузоподъемной тележки.
• 1-тележка, 2-барабан лебедки, 3-противовес,
• 4-редуктор, 5-тормоз, 6-электродвигатель.
• Технические данные механизма:
• Масса пустой тележки mo=1100 кг.
• Масса противовеса mп= кг выбирается таким образом, чтобы усилия в канате при подъеме гружёной и опускании пустой тележки были бы примерно одинаковы.
• Наибольшая масса груза mг=7000 кг.
• Диаметр колес тележки Dк = 0.30 м.
• Диаметр цапф d = 0.70 м.
• Диаметр барабана Dб =0.95 м.
• Коэффициент трения качения f = 0.05
• Коэффициент, учитывающий трения реборд колеса о рельсы К = 2.5%
• Коэффициент трения скольжения м = 0.1
• КПД барабана лебёдки зб = 0.9
• КПД зубчатого редуктора в предварительном расчете можно принять зр = 0.92
• Момент инерции барабана Jб=59 кг м2
• Угол наклона рельсового пути к горизонту бо=35 градусов
• Скорость движения тележки при подъеме и спуске V =1.1(м/сек)
• Путь подъема тележки L=180 м.
• Время загрузки и разгрузки соответственно tз=18 с tр=10 с
• Допустимое ускорение тележки a = 0.2 м/с2
• В цикл работы входят следующие операции:
• а) загрузка тележки;
• б) реостатный пуск, установившееся движение, торможение груженой тележки;
• в) разгрузка тележки;
• г) спуск порожней тележки (разгон, установившееся движение, торможение порожней тележки).
• В период загрузки и разгрузки двигатель отключен, а тележка удерживается механическим тормозом.

Электрический привод представляет собой электромеханическую систему, обеспечивающую реализацию различных технологических процессов в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, коммунальном хозяйстве и в быту с использованием механической энергии. Назначение электрического привода состоит в обеспечении движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов и управлении. Для выполнения этих функций электропривод вырабатывает механическую энергию за счет электрической энергии, получаемой им от источника электрической энергии. Вырабатываемая электроприводом механическая энергия передается различным исполнительным органам рабочих машин и механизмов и при необходимости регулируется в соответствии с технологическими требованиями к режимам работы исполнительного органа.

Подъемно транспортные машины являются важнейшим оборудованием для механизации работ во всех отраслях хозяйства — промышленности, строительстве, на транспорте, сельскохозяйственном производстве; применяются для перемещения людей на коротких трассах в вертикальном, горизонтальном и наклонном направлении. В соответствии с функциями выполняемыми подъемно транспортными машинами, их классифицируют на грузоподъемные, транспортирующие и погрузочно-разгрузочные.

Грузоподъемные машины предназначены для перемещения отдельных штучных грузов большой массы по произвольной пространственной трассе, включающей вертикальные, наклонные и горизонтальные участки, циклическим методом, при котором периоды работы перемежаются с периодами пауз. Они могут выполнять и монтажные операции, связанные с подъемом и точной установкой монтируемых элементов и оборудования, а также поддержанием их на весу до закрепления в проектном положении.

Определение времени цикла и продолжительности включения двигателя

Время ускорения и торможения:

гдеV — скорость движения тележки при подъёме и спуске;

а — допустимое ускорение тележки;

Длина пути при ускорении (торможении):

Путь, проезжаемый тележкой при равномерном поступательном движении:

Время равномерного движения:

Время подъёма (спуска) тележки:

Полное время цикла подъёмного механизма:

Продолжительность включения (ПВ) для двигателей определяю из формулы:

Расчет массы противовеса и момента на барабане лебедки

Для определения массы противовеса необходимо рассмотреть два Подъём гружёной тележки:

Условие равномерного подъёма тележки:

;

Проекции сил:

Y:

X:

Как видно из рисунка проекции силы G можно рассчитать по выражениям:

где mГ — наибольшая масса груза;

m0 — масса пустой тележки;

g — ускорение свободного падения;

б — угол наклона рельсового пути к горизонту.

Выражение для силы трения, учитывающие все коэффициенты трения:

;

где К — коэффициент, учитывающий трение рёбер колеса о рельсы;

f — коэффициент трения качения;

— коэффициент трения скольжения;

dЦ — диаметр цапф;

DК — диаметр колес тележки.

Усилие в канате:

;

Где FП — сила, действующая со стороны противовеса.

Спуск пустой тележки:

Условие равномерного спуска тележки:

;

Проекции сил:

Y:

X:

Как видно из рисунка проекции силы G можно рассчитать по выражениям:

Силу трения определяю по формуле:

;

Усилие в канате при спуске пустой тележки:

;

Откуда:

Масса противовеса:

Усилия в канате при подъёме и спуске соответственно:

;

;

Момент на барабане посчитан по наибольшему усилию:

;

Где Dб — диаметр барабана;

зб — КПД барабана лебедки

Предварительный выбор двигателя

Угловая скорость барабана:

;

Мощность барабана:

Предполагаемая мощность двигателя:

Предварительно выбираю двигатель АД из серии МTH511−8 основного исполнения на 380 (В) и с частотой вращения nД=705 (об/мин)

Продолжительность включения, на которое он рассчитан:

Номинальная угловая скорость двигателя:

Передаточное число:

Возьмем для расчетов i = 32.

Технические данные двигателя МTН511−8, из [6], стр.341:

Номинальная мощность на валу двигателя РH = 28 (кВт);

Номинальная скорость вращения nН = 705 (об/мин);

Номинальный ток якоря IНОМ = 71 (А);

Максимальный момент Мmax = 1000 (Нм);

Момент инерции якоря Jр = 1,08 (кг· м2);

Масса двигателя m = 470 (кг);

KПД ном = 83%;

Напряжение UД = 380 (В);

Фазное напряжение ротора Uфр=281 (В);

Коэффициент мощности cos=0,72;

Продолжительность включения ПВД = 40%;

Посчитаем значение номинального момента на быстроходном валу:

Угловая скорость:

Посчитаем значение сопротивления ротора:

Выбор редуктора

Произведем выбор редуктора по следующим характеристикам:

По мощности на быстроходном ходу РH = 28 (кВт);

По передаточному числу i = 32;

По скорости вращения быстроходного вала nН =705 (об/мин);

По моменту на тихоходном валу Мб = (Нм).

В нашем случае будем считать, что редуктор работает непрерывно в течении восьми часов в сутки. Характер его нагрузки тяжёлый, и имеет сильные толчки (коэффициент пересчета мощности редуктора 1,75).

Из [5], стр. 52,53 выберу двух ступенчатый цилиндрический редуктор ЦД2−75М:

Мощность на быстроходном валу РР = 34,2 (кВт);

Передаточное число i = 31,5;

Скорость вращения быстроходного вала редуктора

nР = 750 (об/мин);

Максимальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора МР = 1400 (кгм).

Предварительное определение пускового момента

Момент сопротивления, приведённый к двигателю:

Момент инерции складывается из момента инерции якоря двигателя и момента инерции барабана. Момент инерции барабана, приведенный к двигателю:

Суммарный момент:

Угловое ускорение:

Где щН — номинальная угловая скорость двигателя

щ0 — угловая скорость в начальный момент времени (Равно нулю);

tУТ — время разгона двигателя.

Пусковой момент на валу двигателя:

Полученное значение пускового момента не превосходит максимальный момент двигателя. Окончательно принимаем двигатель МTH511−8.

Выбор тормоза:

Выбираем тормоз типа ТКП — тормоз колодочный постоянного тока с электромагнитным приводом.

Коэффициент запаса, для грузоподъемных механизмов принимается КЗ = 1,9;

Необходимый тормозной момент:

Выбираем тормоз Типа ТКП-300, с номинальным тормозным моментом МТН=700 (Нм);

Управление АДФР

Пуск двигателя осуществляется в две ступени по заданному значению времени. Для реализации данного принципа предусмотрены реле времени постоянного тока KT1 и KT2 (типа РЭВ-301), катушки которых с помощью резисторов управления Rу1 и Rу2 настроены на срабатывание при определенной скорости. Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1, что в свою очередь, приводит к срабатыванию контактора KM1 и подключению АД к сети. Двигатель начинает разбег с введёнными в цепь ротора резисторами. По мере разбега АД, растет его ЭДС и, соответственно, растет напряжение на катушках реле времени. При скорости щ1 срабатывает реле времени KT1 и через определенное время замыкает цепь контактора КМ2, контакты которого при срабатывании закорачивают первую ступень пускового резистора RД1. При скорости щ2 срабатывает реле времени KT2 и замыкает цепь контактора КМ3, контакты которого при срабатывании закорачивают вторую ступень пускового резистора RД2. Двигатель выходит на естественную характеристику и заканчивает свой разбег в точке установившегося режима.

Выбор пускорегулирующих сопротивлений

Sкр — критическое скольжение;

Мкр — критический момент.

;

;

.

Находим сопротивление ротора:

Критическое скольжение искусственных характеристик выбираем сами

;

;

Заключение

В результате расчетов, проведённых в курсовом проекте, был рассчитан электрический привод к силовому подъёмнику, а так же схема управления электрическим приводом.

Список используемой литературы

1. М. Г. Чиликин А.С. Сандлер Общий курс электропривода: Учебник для вузов. -6-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоиздат 1981. -576 с., ил.

2. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред.В. И. Круповича, Ю.Г. барыбина, М. Л. Самовера. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоиздат 1982. -416с., ил.

3. Таев И. С. Электрические аппараты управления: Учебник для вузов по спец. «Электрические аппараты» .2-е изд. перераб. и доп. — М.: Высш. Шк., 1984. — 247 с., ил.

4. Москаленко В. В. Электрический привод: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. Проф. Образования — М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. -368с., ил.

5. Редукторы. Справочное пособие / Под ред. Г. Н. Краузе, Н. Д. Кутулин, С. А. Сыцко. -2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, 1972. -144 с., ил.

6. Справочник по электрическим машинам: в 2 т. Т.2/Под общ. Ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. — М.: Энергоатомиздат, 1989. -688 с., ил.

Рекомендуемая литература

1. М. Г. Чиликин «Общий курс электропривода» Энергоиздат 1981 г. 575с.

2. И. П. Крылова «Справочник по электрическим машинам» Том 2 Энергоиздат 1989 г.619с.

3. Г. К. Краузе «Редукторы» Справочное пособие. Машиностроение Ленинград 1972 г.143с.

4. А. А. Вайсон «Подъёмно-транспортные машины» Машиностроение Москва 1989 г.533с.