Письменная работа. Решение задач



Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

Вариант 7

Вариант 8

Вариант 9

Вариант 10

Практическая работа № 4

Тема: Расчет мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Цель: Изучить методы расчета мощности электродвигателей механизма подъема мостового крана; научиться рассчитывать статические нагрузки электродвигателей механизмов крана.

 

Общие положения

Электродвигатели кранов работают в тяжелых условиях (ударная нагрузка, значительные перегрузки, повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и реверсами и т.д.), поэтому к ним предъявляются особые требования в отношении надежности и удобства эксплуатации.

Для привода механизмов кранов выпускаются специальные крановые двигатели повторно-кратковременного режима работы, отличающиеся от двигателей общего применения повышенной прочностью конструкции, увеличенной перегрузочной способностью, более нагревостойкой изоляцией и меньшим моментом инерции ротора за счет уменьшения его диаметра и увеличения длины. Основное конструктивное исполнение кранов двигателей - закрытое, с горизонтальным валом на лапах.

Номинальным режимом крановых двигателей является режим при ПВ=25%.

Основные серии крановых двигателей:

 а) на переменном токе: МТF, 4МТ (с фазным ротором), МТКF, 4МТК (с короткозамкнутым ротором);

 б) на постоянном токе: Д; ДП.

Расчеты выполняются в следующем порядке:

Расчёт мощности двигателя механизма подъема мостового крана ведется в следующем порядке:       

1) Определяется время подъема груза по формуле (время работы):

 

 

где Н - Высота подъма, м;

υn - скорость подъема;

0,75 - коэффициент, учитывающий среднюю высоту подъема.

Время подъёма крюка, спуска крюка и спуска груза принимаем равным времени подъема груза tр (изменение скорости на этих операциях не учитываем, так как двигатель ещё не выбран).

2) Определяется продолжительность включения двигателя подъема. Цикл работы механизма подъёма состоит из четырех операций: подъем и спуск груза; подъем и спуск пустого крюка. Эти операции разделяются паузами, во время которых работают механизмы передвижения моста и тележки.

 

 

где tр - время работы двигателя, мин;

t0 - время одной паузы, мин;

К значению ПВрасч, %, подбирается ближайшее стандартное значение продолжительности включения ПВном, % из следующего ряда: 15, 25, 40, 60, 100%.

3) Определяются статические нагрузки двигателя механизма подъема в следующих режимах:

а) при подъеме номинального груза

где υn /60 - скорость подъема в м/с;

Gн - номинальная грузоподъемность, кг;

G0 - вес крюка, кг;

hн - номинальный КПД механизма;

б) при подъеме пустого крюка

где h0 - КПД механизма подъема при неполной загрузке, определяется по рисунку 19.2 в зависимости от коэффициента загрузки, равного

G0 /(Gн + G0) и номинального КПД механизма подъема hн;

в) при тормозном спуске номинального груза

 

Тормозной спуск применяется при опускании средних и тяжелых грузов. Двигатель создает тормозной момент, предотвращающий свободное падение груза;

г) при силовом спуске пустого крюка

 

Рисунок Расчетная нагрузочная диаграмма механизма подъема

 

 Силовой спуск имеет место при опускании пустого крана или легких грузов, сила тяжести которых не способна преодолеть силы трения в механизме. В этом случае опускание груза производится двигателем, который создает движущий момент.

4) По значениям Рn, Рn, Рс.н, Рс.о, tр и t0 строится нагрузочная диаграмма (см. рисунок 19.1), по которой рассчитывается эквивалентная мощность Рэкв за суммарное время рабочих операций, приведенная к ПВном %:

Выбор двигателя производится по условию

 Рн > Рэкв× Кз

При заданном значении nс и принятом в п. 2 значении ПВном%.

где Кз = 1,1…1,4 - коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и электрического торможения.

Технические данные двигателей серии MTF, 4MT, 4МТК приведены в приложении А.

 

Рисунок Кривые зависимости КПД крановых механизмов от нагрузки

 

5) Выбранный двигатель проверяется по условиям допустимой кратковременной перегрузки по выражению;

 

0,75 · Ммах > Мст.мах

где Ммах - максимальный момент принятого двигателя (значение Ммах  приведены в таблицах 1-3);

0,75 - коэффициент, учитывающий для асинхронных двигателей снижение напряжения сети на (10…15) %;

Мст.мах - максимальное значение статического момента на валу двигателя, возможное при эксплуатации и испытаниях крана.

В данной задаче значение Мст.мах определяется по наибольшей из расчетных статических нагрузок Рn:

 

 

 где nн  - номинальная скорость принятого двигателя.

Ход работы

1) Изучить теоретическое обоснование.

2) Выписать данные для своего варианта.

3) Решить задачу согласно своему варианту, выполнив методические указания к её решению.

4) Построить нагрузочную диаграмму по полученным данным.

5) Записать ответы к решению задачи.

Задача.

Рассчитать мощность двигателя механизма подъема мостового крана, выбрать двигатель по каталогу, проверить его на перегрузочную способность. Построить нагрузочную диаграмму. Исходные данные принять по таблице.

 

Таблица Исходные данные к задаче

Наименование

Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Номинальная грузоподъемность Gн, т 5 10 15 5 20 3 30 5 20 10
Вес крюка, G0, т 0,25 0,5 0,75 0,3 1,0 0,15 1,5 0,25 1,2 0,6
Высота подъема, Н, м 16 16 14 14 12 18 12 14 14 14
Скорость подъема, υn, м/мин 10 8 7 9 8 20 12 20 6 9
Номинальный КПД, hн 0,7 0,75 0,8 0,85 0,82 0,84 0,78 0,86 0,88 0,9
Время одной паузы, t0, мин 1,0 0,7 0,8 1,1 0,6 0,9 1,0 0,8 0,7 1,2
Синхронная скорость двигателя, nс, об/мин 1000 1000 1000 750 750 750 1000 1000 1000 1000
Напряжение сети, Uн, В 380 380 380 380 380 380 380 380 380 380

 

Контрольные вопросы

1) Перечислите основное оборудование мостовых кранов.

2) В каких режимах работают электродвигатели мостовых кранов?

3) Особенности работы электродвигателей крановых механизмов.

4) Перечислите основные серии крановых двигателей.

Содержание отчета

1) Напишите номер, тему и цель работы.

2) Запишите решение задач с пояснениями.

3) Ответьте письменно на контрольные вопросы.


ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 1- Технические данные крановых электродвигателей серии МТF с фазным ротором (50 Гц; 220/380 В; синхронная частота вращения 1000 об/мин)

Тип двигателя

Мощность на валу, кВт, при

Частота вращения nн, об/мин Ток статора Iн,А, при 380В cosj КПД, % Ток ротора А Напряжение между кольцами ротора В Максимальный момент Н×м Маховой момент ротора кг ×м2
ПВ= 15% ПВ= 25% ПВ= 40% ПВ= 60% 30 мин 60 мин                
МТF 011-6 2,0 - - - - 1,7 - - - - 1,4 - - - - 1,2 - - 1,4 - - - - 1,2 800 850 885 910 7,1 5,9 5,3 5,1 0,78 0,72 0,65 0,59 55,0 60,0 61,5 60,5 16,5 12,0 9,1 7,5   116     39   0,85
МТF 012-6 3,1 - - - - 2,1 - - - - 2,2 - - - - 1,7 - - 2,2 - - - - 1,7 785 840 890 920 10,4 8,9 7,6 7,0 0,78 0,74 0,68 0,57 58,0 62,0 64,0 64,0 18,5 15,0 11,5 8,4   144   56   0,155
МТF 111-6 4,5 - - - - 4,1 - - - - 3,5 - - - - 2,8 - - 3,5 - - - - 2,8 850 870 895 920 12,9 11,7 10,4 9,1 0,81 0,79 0,73 0,65 66,0 68,0 70,0 72,0 21,0 18,7 15,0 11,5   176   85   0,195
МТF 112-6 6,5 - - - - 5,8 - - - - 5,0 - - - - 4,0 - - 5,0 - - - - 4,0 895 915 930 950 17,5 16,0 14,4 13,2 0,78 0,74 0,70 0,62 72,0 74,0 75,0 74,0 21,8 19,0 15,7 12,0   216   137   0,270
МТF 211-6 10,5 - - - - 9,0 - - - - 7,5 - - - - 6,0 - - 7,5 - - - - 6,0 895 915 930 945 27,5 24,0 21,0 18,2 0,78 0,74 0,70 0,63 74,0 77,0 77,0 78,0 30,0 25,0 19,8 15,5   172   314   0,900
МТF 311-6 14,0 - - - - 13,0 - - - - 11,0 - - - - 9,0 - - 11,0 - - - - 9,0 925 935 945 960 37,0 34,5 30,5 28,0 0,76 0,74 0,69 0,63 75,5 77,0 79,0 77,0 56,0 51,0 42,0 34,0   172   314   0,900
МТF 312-6 19,5 - - - - 17,5 - - - - 15,0 - - - - 12,0 - - 15,0 - - - - 12,0 945 950 955 965 46,5 42,5 38,0 34,0 0,80 0,77 0,73 0,66 80,0 81,0 82,0 81,0 61,0 54,0 46,0 36,0   219   471   1,250

 

Таблица 2 - Технические данные двигателей серии 4МТ(К)

Тип двигателя Мощность на валу при ПВ=40%,кВт Частота вращения nн,, об/мин Ток статора Iн, А, при 380 В Cos j КПД, % Ток ротора, А Напряжение между кольцами ротора, В Макс. момент, Н× м Макс. частота вращения, об/мин
4МТ112L6 4МТК112L6 4МТ112LВ6 4МТК112LВ6 4МТ132L6 4МТК132L6 4МТ132LВ6 4МТК132LВ6 2,2 2,2 3,7 3,7 5,5 5,5 7,5 7,5 890 880 910 920 915 900 935 905 7,2 6,8 11,2 10,7 14,8 13,6 18,4 18,0 0,69 0,74 0,72 0,72 0,77 0,81 0,78 0,82 67 67 70 73 73 76 79 78 11,0 - 13,8 - 18,3 - 20,7 - 144 - 190 - 213 - 242 - 58 64 100 110 140 158 195 230 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500

 

Таблица 3 - Технические данные двигателей серии 4МТ(К)

Тип двигателя Мощность на авлу при ПВ=40%,кВт Частота вращения nн,, об/мин Ток статора Iн, А, при 380 В cosj КПД, % Ток ротора, А Напряжение между кольцами ротора, В Макс. момент, Н× м Макс. частота вращения, об/мин Заменяемый двигатель
4МТ160 L6 4МТК160 S6 4МТ160 LВ6 4МТ160 М6 4МТ160 L8 4МТ160 S6 4МТ160 LВ8 4МТК160 М8 4МТ200 L6 4МТ200М6 4МТ200LВ6 4МТК200L6 4МТ200L6 4МТK200М8 4МТ200LB8 4МТK200L8 11.0 11.0 15.0 15.0 7.5 7.5 11.0 11.0 22.0 22.0 30.0 30.0 15.0 15.0 22.0 22.0 960 940 960 940 710 695 710 700 960 935 965 940 705 695 715 700 32 30 39 37 25 23 38 34 56 51 76 70 43 40 66 60 0.72 0.76 0.76 0.8 0.67 0.73 0.61 0.68 0.76 0.83 0.74 0.80 0.72 0.77 0.66 0.72 73 73 77 77 68 68 72 72 79 79 81 81 74 74 77 77 41 - 48 - 22 - 39 - 60 - 73 - 49 - 57 - 179 - 213 - 227 - 185 - 230 - 255 - 206 - 248 - 330 400 470 570 250 310 410 510 650 870 950 1150 580 670 900 1000 2500 2500 2500 2500 1900 1900 1900 1900 2500 2500 2500 2500 1900 1900 1900 1900 МТ311-6 МТК311-6 МТ312-6 МТК312-6 МТ311-8 МТК311-8 МТ312-8 МТК312-8 МТ411-6 МТК411-6 МТ412-6 МТК412-6 МТ411-8 МТК411-8 МТ412-8 МТК412-8

 

 


Практическая работа №5

Тема: Расчет мощности электродвигателя механизма передвижения мостового крана.

Цель:Изучить методы расчета мощности электродвигателей механизма передвижения мостового крана; научиться рассчитывать статические нагрузки электродвигателей механизмов крана.

Общие положения

Механизмы передвижения в мостовых кранах располагаются на мосту и тележке. Расположение на мосту помогает передвижению крана по путям, а расположение на тележке способствует передвижению вдоль всего пролета. В комплект механизма передвижения мостового крана входит электродвигатель приводной. Существую две схемы механизма передвижения мостового крана – это с центральным приводом и раздельным приводом. Если привод центральный, то он расположен в средней части, а если привод раздельный, то каждое колесо крутит свой отдельный привод.

Тележка совершает возвратно-поступательное движение по рельсовому пути на всю длину моста от одного крайнего положения до другого. За исходное состояние тележки принимается нахождение ее в одном из крайних положений на мосте при поднятом грузе. Из этого положения тележка разгоняется с грузом, движется до противоположного конца моста и там затормаживается. Мост крана вместе с тележкой перемещается на требуемое расстояние и останавливается. Груз с помощью механизма подъема, находящегося на тележке, опускается и отцепляется. Затем поднимается пустой крюк и мост с тележкой, но уже без груза, перемещается в исходное положение и там затормаживается.

Опускается пустой крюк, зацепляется груз и осуществляется его подъем. На этом цикл работы механизма передвижения тележки заканчивается. При дальнейшей работе тележки этот цикл повторяется. Следует иметь в виду, что паузой для электропривода механизма передвижения тележки является время работы механизмов подъема крана и перемещение моста.

Расчет мощности механизма передвижения мостового крана ведется в следующем порядке:

1) Определяется время передвижения тележки по формуле:

 

где L - пролет моста, м;

υт - скорость передвижения тележки;

2) Определяется продолжительность включения двигателя тележки:

 

где 4t0 - паузы, во время которых работают двигатели передвижения моста и подъема.

К значению ПВрасч подбирается ближайшее стандартное значение ПВном % из следующего ряда: 15, 25, 40, 60 и 100%.

3) Определяются статические нагрузки двигателя механизма передвижения тележки:

а) при передвижении с номинальным грузом

где К = 1,8…2,5 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы;

f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, м;

m - коэффициент трения в опорах ходовых колес;

r - радиус шейки оси ходового колеса, м;

б) при движении без груза

 

Значение h0 определяется по рисунку 20.1 в зависимости от отношения Gо/(Gр+ Gо)

4) Определяется расчетная мощность двигателя:

 

Выбор двигателя производится по условию  

Рн > Ррасч

при принятом значении ПВном %.

При заданном значении nс и принятом в п. 2 значении ПВном%.

где Кз = 1,1…1,4 - коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и электрического торможения.

Технические данные двигателей серии MTF, 4MT, 4МТК приведены в приложении А (таблицы 1-3).

 

Рисунок Кривые зависимости КПД крановых механизмов от нагрузки

 

5) Выбранный двигатель проверяется по условиям допустимой кратковременной перегрузки по выражению:

 

0,75 Ммах > Мст.мах

где Ммах - максимальный момент принятого двигателя (значение Ммах приведены в таблицах 1-3);

0,75 - коэффициент, учитывающий для асинхронных двигателей снижение напряжения сети на (10…15) %;

Мст.мах - максимальное значение статического момента на валу двигателя, возможное при эксплуатации и испытаниях крана.

в данной задаче значение Мст.мах определяется по наибольшей из расчетных статических нагрузок Рn:

 

где nн - номинальная скорость принятого двигателя.

Ход работы

1) Изучить теоретическое обоснование.

2) Выписать данные для своего варианта.

3) Решить задачу согласно своему варианту, выполнив методические указания к её решению.

4) Построить нагрузочную диаграмму по полученным данным.

5) Записать ответы к решению задачи.

Задача.

Выбрать двигатель механизма передвижения моста по нагрузочной диаграмме, приведенной на рисунке. Исходные данные принять по

Таблица Исходные данные к задаче

Величина

Единица

измерений

Варианты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  
Рс.н. кВт 10 15 12 5,8 8 16 10,5 12 16 15  
Рс.о. кВт 2 4,5 6 1 2,2 4,5 3,2 4,2 5,2 4,5  
tр мин 0,8 1 0,6 0,8 1 0,4 0,5 0,8 0,3 0,3  
tо мин 0,6 0,8 0,6 0,6 0,7 0,6 0,7 1 0,8 1  
nс об/мин 1000 750 750 1000 1000 750 1000 1000 750 750  

 

Рисунок Нагрузочная диаграмма

 

Контрольные вопросы

1) Назначение механизмов передвижения мостовых кранов.

2) Перечислите марки электродвигателей, используемые для привода механизма передвижения мостового крана.

3) Какие требования предъявляются к крановым электродвигателям?

4) Что такое перегрузочная способность электродвигателя и какая перегрузочная способность у крановых двигателей?

Содержание отчета

1) Напишите номер, тему и цель работы.

2) Запишите решение задач с пояснениями.

3) Ответьте письменно на контрольные вопросы.


ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 1- Технические данные крановых электродвигателей серии МТF с фазным ротором (50 Гц; 220/380 В; синхронная частота вращения 1000 об/мин)

Тип двигателя

Мощность на валу, кВт, при

Частота вращения nн, об/мин Ток статора Iн,А, при 380В cosj КПД, % Ток ротора А Напряжение между кольцами ротора В Максимальный момент Н×м Маховой момент ротора кг ×м2
ПВ= 15% ПВ= 25% ПВ= 40% ПВ= 60% 30 мин 60 мин

 

             
МТF 011-6 2,0 - - - - 1,7 - - - - 1,4 - - - - 1,2 - - 1,4 - - - - 1,2

800

850

885

910

7,1 5,9 5,3 5,1 0,78 0,72 0,65 0,59 55,0 60,0 61,5 60,5 16,5 12,0 9,1 7,5   116     39   0,85
МТF 012-6 3,1 - - - - 2,1 - - - - 2,2 - - - - 1,7 - - 2,2 - - - - 1,7

785

840

890

920

10,4 8,9 7,6 7,0 0,78 0,74 0,68 0,57 58,0 62,0 64,0 64,0 18,5 15,0 11,5 8,4   144   56   0,155
МТF 111-6 4,5 - - - - 4,1 - - - - 3,5 - - - - 2,8 - - 3,5 - - - - 2,8

850

870

895

920

12,9 11,7 10,4 9,1 0,81 0,79 0,73 0,65 66,0 68,0 70,0 72,0 21,0 18,7 15,0 11,5   176   85   0,195
МТF 112-6 6,5 - - - - 5,8 - - - - 5,0 - - - - 4,0 - - 5,0 - - - - 4,0

895

915

930

950

17,5 16,0 14,4 13,2 0,78 0,74 0,70 0,62 72,0 74,0 75,0 74,0 21,8 19,0 15,7 12,0   216   137   0,270
МТF 211-6 10,5 - - - - 9,0 - - - - 7,5 - - - - 6,0 - - 7,5 - - - - 6,0

895

915

930

945

27,5 24,0 21,0 18,2 0,78 0,74 0,70 0,63 74,0 77,0 77,0 78,0 30,0 25,0 19,8 15,5   172   314   0,900
МТF 311-6 14,0 - - - - 13,0 - - - - 11,0 - - - - 9,0 - - 11,0 - - - - 9,0

925

935

945

960

37,0 34,5 30,5 28,0 0,76 0,74 0,69 0,63 75,5 77,0 79,0 77,0 56,0 51,0 42,0 34,0   172   314   0,900
МТF 312-6 19,5 - - - - 17,5 - - - - 15,0 - - - - 12,0 - - 15,0 - - - - 12,0

945

950

955

965

46,5 42,5 38,0 34,0 0,80 0,77 0,73 0,66 80,0 81,0 82,0 81,0 61,0 54,0 46,0 36,0   219   471   1,250
                               

 

Таблица 2 - Технические данные двигателей серии 4МТ(К)

Тип двигателя Мощность на валу при ПВ=40%,кВт Частота вращения nн,, об/мин Ток статора Iн, А, при 380 В Cos j КПД, % Ток ротора, А Напряжение между кольцами ротора, В Макс. момент, Н× м Макс. частота вращения, об/мин
4МТ112L6 4МТК112L6 4МТ112LВ6 4МТК112LВ6 4МТ132L6 4МТК132L6 4МТ132LВ6 4МТК132LВ6 2,2 2,2 3,7 3,7 5,5 5,5 7,5 7,5 890 880 910 920 915 900 935 905 7,2 6,8 11,2 10,7 14,8 13,6 18,4 18,0 0,69 0,74 0,72 0,72 0,77 0,81 0,78 0,82 67 67 70 73 73 76 79 78 11,0 - 13,8 - 18,3 - 20,7 - 144 - 190 - 213 - 242 - 58 64 100 110 140 158 195 230 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500

 

 

Таблица 3 - Технические данные двигателей серии 4МТ(К)

Тип двигателя Мощность на авлу при ПВ=40%,кВт Частота вращения nн,, об/мин Ток статора Iн, А, при 380 В cosj КПД, % Ток ротора, А Напряжение между кольцами ротора,В Макс. момент, Н× м Макс. частота вращения, об/мин Заменяемый двигатель
4МТ160 L6 4МТК160 S6 4МТ160 LВ6 4МТ160 М6 4МТ160 L8 4МТ160 S6 4МТ160 LВ8 4МТК160 М8 4МТ200 L6 4МТ200М6 4МТ200LВ6 4МТК200L6 4МТ200L6 4МТK200М8 4МТ200LB8 4МТK200L8 11.0 11.0 15.0 15.0 7.5 7.5 11.0 11.0 22.0 22.0 30.0 30.0 15.0 15.0 22.0 22.0 960 940 960 940 710 695 710 700 960 935 965 940 705 695 715 700 32 30 39 37 25 23 38 34 56 51 76 70 43 40 66 60 0.72 0.76 0.76 0.8 0.67 0.73 0.61 0.68 0.76 0.83 0.74 0.80 0.72 0.77 0.66 0.72 73 73 77 77 68 68 72 72 79 79 81 81 74 74 77 77 41 - 48 - 22 - 39 - 60 - 73 - 49 - 57 - 179 - 213 - 227 - 185 - 230 - 255 - 206 - 248 - 330 400 470 570 250 310 410 510 650 870 950 1150 580 670 900 1000 2500 2500 2500 2500 1900 1900 1900 1900 2500 2500 2500 2500 1900 1900 1900 1900 МТ311-6 МТК311-6 МТ312-6 МТК312-6 МТ311-8 МТК311-8 МТ312-8 МТК312-8 МТ411-6 МТК411-6 МТ412-6 МТК412-6 МТ411-8 МТК411-8 МТ412-8 МТК412-8

Практическая работа №6

Тема: кинематический расчет привода вращения механизма

Цель работы: Изучить последовательность выполнения кинематического расчета привода, ознакомиться с примером кинематического расчета привода, выполнить кинематический расчет привода для индивидуального задания.


Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 2360; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!