ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Вибір двигуна і редуктора механізму підйому вантажу

Мета роботи.

Застосування теоретичних основ розрахунку механізму підйому вантажу при підборі двигуна і редуктора.

2.Теоретична частина

Загальні відомості. Механізм підйому складається з таких основних збірних одиниць: вантажозахоплюючого пристрою (гакова підвіска,грейфер і т.д.), поліспаста, тягового барабана, привода барабана. Привід барабана, в свою чергу, складається з електродвигуна, гальма, з’єднуючих муфт, редуктора (циліндричного, планетарного або черв’ячного). В залежності від вибраної схеми з’єднання барабана з редуктором в склад привода може входити відкрита циліндрична передача.

Основний тип електричних двигунів МПВ – кранові асинхронні двигуни змінного струму з короткозамкнутим ротором серій МТК, МТКН, МТКF і із контактними кільцями та фазовим ротором серій МТ, МВТ, МТН, MTF. Ці двигуни характеризуються підвищеною перевантажною здатністю, великими пусковими моментами при порівняно невеликих пускових струмах, малим часом розгону.

Двигуни з короткозамкнутим ротором прості за конструкцією, мають меньші масу і габарити, більш надійні в експлуатації.Основнимй їх недолік – малий пусковий момент і безпосереднє з’єднання з електричною мережою.

Ці двигуни застосовуються для груп режимів роботи по ГОСТ 25835 – 83 – 3М і 4М. Робота на цих режимах характеризується малим числом вмикань при невеликій потужності, тобто потреби в регулюванні швидкості при рушійному і гальмівному режимах немає.

Двигуни з фазовим ротором і контактними кільцями порівняно з короткозамкнутими мають більшу масу і габарити, складніші за конструкцією і керуванням. Двигуни цього типу включаються в електричну мережу через регулюємий опір(реостат). За допомогою реостата,в період неусталеного руху (розгін,гальмування), можна зменьшувати пусковий струм при одночасному збільшенні пускового моменту. Це забезпечує плавність пуску і гальмування,регулювання пускового моменту, меньші втрати енергії в обмотках двигуна під час перехідних процесів.

Враховуючи вищесказане - це основний тип двигунів для груп режимів роботи 5М і 6М.

Вибір типу механічних передач, які застосовуються в приводах барабана МПВ, залежить від величини передаточного числа приводу і умов експлуатації.

Кінематична схема привода барабана з двоступінчатим циліндричним зубчастим редуктором, (рис.2.1), застосовується для любих умов експлуатації, незалежно від габаритів барабана, в інтервалі передаточних чисел u=9…50. Основні типи серійно випущених двоступінчатих циліндричних редукторів:Ц2У, Ц2Н, ЦДНД, ЦДН, Ц2, ЦД2, ГД.

1 – електродвигун, 2 – пружна з’єднуюча муфта, 3 – гальмо, 4 – редуктор, 5 –з’єднуюча (ланцюгова або зубчаста) муфта

Рисунок 2.1 Кінематична схема привода барабана МПВ з двоступінчатим циліндричним зубчастим редуктором.

Аналогічну схему,тільки з трьохступінчатим циліндричним зубчастим редуктором, застосовують для тих же умов експлуатації в інтервалі передаточних чисел 50u250. Основні типи серійно випущених трьохступінчатих циліндричних зубчастих редукторів: Ц3У, ЦТН, ЦТНД, ГТ, ГК, Ц2, (рис.2.2).

1 – електродвигун, 2 – пружна з’єднуюча муфта, 3 – гальмо, 4 – редуктор, 5 – сполучна зубчаста муфта, 6 – барабан.

Рисунок 2.2 Кінематична схема привода барабана МПВ з двоступінчатим циліндричним зубчастим редуктором

В інтервалі передаточних чисел 50u 100 можна застосовувати, для нормальних умов експлуатації, кінематичну схему привода з двоступінчатим редуктором в якій барабан з’єднується з останнім відкритою циліндричною зубчастою передачею (рис.2.3)

1 – електродвигун, 2 – пружна з’єднуюча муфта, 3 – гальмо, 4 – редуктор, 5 – відкрита циліндрична передача, 6 – барабан

Рисунок 2.3 Кінематична схема привода барабана МПВ з відкритою циліндричною передачею.

Передаточне число відкритої циліндричної передачі вибирають з стандартного ряду: 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15.

Основний тип гальмівних пристроїв ПМ – автоматичні нормально - замкнуті двоколодкові гальма з електромагнітним приводом типів ТКТ, ТКП або з електрогідравлічним приводом типів ТКГ, ТКТГ.

При режимах роботи 4М…6М рекомендується застосовувати гальма з електоргідравлічним приводом.

В якості з’єднуючої муфти між двигуном і редуктором, як правило, застосовують пружну втулково-пальцеву муфту з гальмівним шківом. Згідно норм Держнаглядохоронпраці півмуфта з гальмівним шківом встановлюється тільки на валу редуктора.

Якщо діаметр барабана відповідає умові то для сполучення редуктором і барабаном застосовують, як правило, ланцюгові або зубчасті муфти, рис.2.1.

Якщо діаметр барабана по дну канавки відповідає умові , то він сполучений з редуктором спеціальною зубчастою муфтою, вмонтованою в барабан, рис.2.2.

Вибір кінематичної схеми привода барабана. Як було сказано вище розрахункова схема вибирається в залежності від умов роботи, загального передаточного числа приводу й діаметра барабана по дні нарізної канавки.

При проектному розрахунку механізму підйому вантажу, в результаті якого вибирається кінематична схема приводу барабана, точне значення коефіцієнта корисної дії (к.к.д.) - м невідоме, тому проектний розрахунок проводиться при наближеному значенні к.к.д. - , яке приймається при використанні зубчастих циліндричних передач – 0,8…0,85; при використанні черв’ячних – 0,65...0,7.

В цьому випадку наближене значення максимальної статичної потужності на валі двигуна визначається за формулою:

, (2.1)

де V1 - швидкість підйому вантажу,м/с;

GH - номінальна вага.

GH=GB+GП, (2.2)

де GВ – максимальна вага вантажу;

GП – вага вантажозахоплювальних пристроїв.

Еквівалентна потужність, яку розвиває двигун при роботі з вантажами різної ваги, завжди менша максимальної статичної. Величина наближеного значення розрахункової потужності на валі двигуна визначається за формулою

(2.3)

К=0,7- для класів навантаження В1 і В2.

К=0,8 - для класів навантаження В3 і В4.

Клас навантаження визначається в залежності від величини коефіцієнта навантаження КН, по табл.Б1, дод.Б. Величина КН визначається за формулою

, (2.4)

де Qi - маса вантажу для і-тої ступені графіка навантаження ;

ti - час роботи механізму на і-тій ступені графіка навантаження;

Т - загальний час роботи ;

Qном - номінальна маса вантажу, на підйом якої розрахований кран.

Графіки навантаження для відповідних режимів роботи приведені в додатку Б, рис.Б1.

Умова вибору двигуна по наближеному значенні розрахункової потужності

(2.5)

де – номінальна потужність