3. Расчет и построение графиков механических переходных процессов электропривода мостового крана
3.1 Количественная оценка вектора состояния требуемого процесса движения
По заданию допустимое ускорение, а=0.12 м/с2. Согласно циклу работы сначала происходит спуск грузозахватывающего устройства на высоту 15 м со скоростью 0.208 м/с. Время разгона и торможения можно рассчитать по следующей формуле:
.
Расстояние, которое ненагруженное грузозахватывающие устройство проходит за время разгона и торможения:
.
Время работы на скорости Vспуск:
.
Далее по циклу, после паузы, подъем груза на высоту Hм=14м со скоростью 0,26 м/с и допустимым ускорением а=0.12 м/с2. Время разгона и торможения при этом будет равно:
Расстояние, которое проходит за время разгона и торможения:
м
Время работы на скорости Vnодъем:
Суммарное время работы привода:
2·t1+t2+2·t3+t4=2∙1,733+2∙70,38+2∙2,167+2∙14,435=177.4
с
Двигатель работает в режиме S3, так как время цикла меньше 10 мин. Переход от линейной скорости грузозахватывающего устройства к угловой скорости вала двигателя:
где iп – передаточное отношение полиспаста,
iр – передаточное отношение редуктора,
Dб – диаметр барабана.
.
По найденным временам и скоростям строится тахограмма процесса движения.
Рисунок
3.1 – Тахограмма процесса движения
3.2 Количественная оценка моментов и сил сопротивлений
Момент, на валу двигателя при опускании ненагруженного грузозахватывающего устройства, определим по формуле:
Нм
Аналогично, момент на валу двигателя при опускании груза:
Момент, на валу двигателя при подъёме груза, определим по формуле:
Аналогично, момент на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства:
где Gгр - вес груза;
G0 – вес грузозахватывающего устройства
η - КПД механических передач.
3.3 Составление расчетной схемы механической части электропривода
Кинематическая схема электропривода механизма подъема изображена на рис. 3.2.
Вал двигателя через муфту соединен с входным валом редуктора. Редуктор понижает скорость вращения и одновременно увеличивает момент. Выходной вал редуктора соединен через муфту с канатным барабаном. Полиспаст крепится на двух канатах. К полиспасту крепится грейфер. Полиспаст предназначен для уменьшения линейной скорости грейфера. Канатный барабан посредством ременной передачи соединен с кабельным барабаном, предназначенным для подачи питающего кабеля.
Рисунок 3.2 – Кинематическая схема механизма подъема мостового крана
Выполним приведение параметров схемы к расчетной скорости:
Jпрi=
Jпрi=
∙м2
Момент инерции барабана рассчитывается по формуле:
кг∙м2
Момент инерции груза определяем по формуле:
кг∙м2
Момент инерции грузозахватывающего устройства определяем по формуле:
кг∙м2
Момент инерции двигателя JДВ=2 кг∙м2. Приведенный момент инерции редуктора по условию равен 50% от момента инерции двигателя:
0,5
кг∙м2
Момент инерции муфты:
кг∙м2
Для четырехмассовой расчетной схемы.
Переход к эквивалентной трехмассовой расчетной схеме, используя метод последовательных упрощений.
Расчет параметров эквивалентной схемы производится по следующим формулам:
,
Переход к двухмассовой расчетной схеме:
