Проектирование электропривода механизма подъема мостового крана - Курсовая работа

В решении их значительная роль принадлежит подъемно-транспортному оборудованию и, в первую очередь, кранам, как основному средству внутрицехового транспорта. В то же время эффективность работы кранов существенно зависит от качественных показателей кранового электрооборудования. Работа крана в условиях того или иного металлургического предприятия и цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса. У этих кранов большая номенклатура типоразмеров и исполнений, их грузоподъемность достигает 800 т., однако наиболее широко используются краны грузоподъемностью о 5 до 320 т., имеющие от 3 до 5 двигателей. Кран перемещается над землей (полом), он почти не занимает полезного объема цеха или склада, обеспечивая в тоже время обслуживание практически любой точки помещения.Основные механизмы таких установок, как правило, имеют реверсивный электропривод, рассчитанный для работы в интенсивном повторно-кратковременном режиме. В каждом рабочем цикле имеют место неустановившиеся режимы работы электропривода: пуски, реверсы, торможения, оказывающие существенное влияние на производительность механизма, на динамические нагрузки привода и механизму, на КПД установки и на ряд других факторов. Системы управления электроприводами механизмов подъема должна обеспечивать широкий диапазон регулирования скорости. При этом спуск и подъем пустого грузозахватного устройства целесообразно осуществлять с максимальной скоростью для повышения производительности крана. Кинематическая схема механизма подъема мостового крана приведена на рисунке 1.Общий цикл работы состоит из нескольких частей: спуск крюка, строповка, подъем крюка с грузом, движение тележки и самого моста крана, спуск крюка с грузом, снятие груза с крюка, подъем крюка. Время для захвата или снятия груза с крюка: с (принимаем с); Время подъема или спуска: , где H - высота подъема, H=12 м (здесь и далее высоты, скорости и расстояния берутся из технологического задания, если не указано иное) Время работы определится: Длительность цикла: Определим ПВ%: Ближайшее стандартное значение ПВ: 25%, что соответствует режиму работы двигателя S3 (повторно-кратковременный). 22, ф.1.15] (КПД кранового механизма при спуске принимают приближенно равным КПД при подъеме , скорость спуска равна скорости подъема): г) Спуск пустого грузозахватного устройстваОпределим требуемое передаточное число редуктора: .а) Статический момент при подъеме номинального груза [1, с. 20, ф.1.6]: б) Статический момент при подъеме пустого грузозахватного устройства [1, с.Согласно естественной МХ двигателя Д810 (рисунок 5) значению соответствует значение скорости 490 об/мин.Общий момент инерции механизма и груза, приведенный к валу двигателя: , где - момент инерции якоря двигателя (см. технические данные двигателя Д-810 выше);Составим расчетную схему механической части ЭП с учетом того, что имеется только одна упругая связь с конечной жесткостью (связь, представленная канатом между барабаном и грузозахватным устройством): Рисунок 8. Для данной расчетной схемы на основании основного уравнения движения электропривода можно записать: На основании данной системы составим структурную схему: Рисунок 9. Для этого примем возмущающие воздействия и равными 0 и преобразуем схему следующим образом: Рисунок 10. В соответствии с правилами преобразования структурных схем перенесем воздействие с входа звена на его выход: Рисунок 11. Передаточная функция цепи ООС: С учетом ПФ цепи ООС определим следующие передаточные функции: ПФ по : Введем следующие обозначения: - соотношение моментов инерции маховых масс;На рисунке 16 показаны механические характеристики электропривода с магнитным контроллером серии ПС [4, с. Каждая характеристика соответствует одному положению рукоятки командоконтроллера. Развертки схемы контроллера ПС для различных положений рукояти командоконтроллера показаны на рисунке 15 [4, с.При положении рукояти командоконтроллера в позиции 1 осуществляется торможение двигателя противовключением с использованием шунтирования якоря. Для построения пусковой диаграммы необходимо задаться токами переключения. Значение скорости при полностью введенном пусковом реостате и минимальном токе переключения: Осуществим построение пусковой диаграммы: Рисунок 16.В соответствии с развертками силовых цепей двигателя при различных схемах управления все схемы спуска осуществляются в схемах с шунтированием якоря обмоткой возбуждения. Рассчитаем характеристики, соответствующие схемам спуска 1 - 4. Для организации схем будем использовать реостаты, сопротивления которых рассчитаны при расчете пусковой диаграммы (это делается в целях рационализации схемы управления двигателем). Характеристика 1, обеспечивающая низкую скорость спуска при статическом моменте, близком к номинальному: M n I Спуск пустого грузозахватного устройства будем осуществлять по характеристике 4, которая обеспечивает силовой спуск в широком диапазоне скоростей.Расчет и построение переходных характеристик для тока якоря, скорости и момента при пуске осущес

Содержание

Введение

1. Технические и технологические характеристики механизма

2. Требования к электроприводу, выбор стандартной схемы управления двигателем

3. Расчет и построение нагрузочных диаграмм, определение ПВ% и предварительный выбор мощности электродвигателя

3.1 Расчет продолжительности включения

3.2 Статические нагрузки электродвигателя механизма подъема и предварительный выбор двигателя

4. Проверка двигателя по скорости, выбор редуктора, приведение маховых моментов к оси двигателя

4.1 Выбор редуктора

4.2 Расчет статических моментов

4.3 Проверка двигателя по скорости

4.4 Приведение моментов инерции, моментов сопротивления и жесткости каната к валу двигателя

5. Определение возможности неучета упругих связей

6. Расчет сопротивлений и механических характеристик

6.1 Расчет статических характеристик подъема

6.2 Расчет статических характеристик спуска

7. Построение переходных процессов, определение времени пуска и торможения, времени движения с установившейся скоростью

7.1 Построение переходных процессов при пуске

7.2 Построение переходных процессов при спуске

8. Проверка правильности выбора электродвигателя

9. Выбор троллеев и резисторов

9.1 Выбор пускорегулирующих резисторов

9.2 Выбор троллеев

10. Техника безопасности

Заключение

Библиографический список

Важнейшими задачами в развитии металлургической промышленности является широкая механизация трудоемких работ и автоматизация производственных процессов. В решении их значительная роль принадлежит подъемно-транспортному оборудованию и, в первую очередь, кранам, как основному средству внутрицехового транспорта.

Производительность основных цехов металлургических предприятий, например сталеплавильных, конверторных, прокатных, в значительной мере зависит от надежности работы и производительности кранов. В то же время эффективность работы кранов существенно зависит от качественных показателей кранового электрооборудования.

Работа крана в условиях того или иного металлургического предприятия и цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса. Особые условия использования кранов металлургических цехов должны учитываться при проектировании и эксплуатации кранового электрооборудования.

На металлургических предприятиях работают мостовые краны общего назначения (крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные) и металлургические (литейные, для раздевания слитков - стрипперные, колодцевые, посадочные и др.). Наиболее широко применяются крюковые мостовые краны общего назначения при технологических, погрузочно-разгрузочных, монтажных, ремонтных, складских и других видах работ. У этих кранов большая номенклатура типоразмеров и исполнений, их грузоподъемность достигает 800 т., однако наиболее широко используются краны грузоподъемностью о 5 до 320 т., имеющие от 3 до 5 двигателей.

Мостовой кран включает две основные части: мост и грузовую тележку. Кран перемещается над землей (полом), он почти не занимает полезного объема цеха или склада, обеспечивая в тоже время обслуживание практически любой точки помещения.

Конструктивный вид установленного крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией. Однако многие узлы кранового оборудования, например механизма подъема и передвижения, выполняются однотипными для многих конструкций кранов. Поэтому в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования металлургических кранов различного назначения много общего. электродвигатель резистор механический

На металлургических предприятиях работают мостовые краны общего назначения (крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные) и металлургические (литейные, для раздевания слитков, колодцевые, посадочные и др.). Конструкция кранов в основном определяется их назначением и спецификой технологического процесса.

Электрооборудование кранов металлургических цехов работает, как правило, в тяжелых условиях: повышенная запыленность и загазованность, повышенная температура или резкие колебания температуры окружающей среды, высокая влажность, влияние химических реагентов.

К электрооборудованию кранов предъявляют следующие общие требования: обеспечение высокой производительности, надежность работы, безопасность обслуживания, простота эксплуатации и ремонта и др.

Режимы работы крановых механизмов разнообразны и в основном определяются особенностью технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах. Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового электрооборудования. Выбор же более легкого режима обуславливает повышенный износ электрооборудования, частые поломки и простои. По условию, указанному в задании, механизм подъема работает в закрытых помещениях (внутри цеха) в одну - две смены.

В цехах металлургических предприятий применяются крановые электродвигатели трехфазного переменного тока (асинхронные) и постоянного тока (последовательного или параллельного возбуждения). Они работают, как правило, в повторно-кратковременном режиме при широком регулировании частоты вращения, причем работа их сопровождается значительными перегрузками, частыми пусками, реверсами и торможениями. Кроме того, электродвигатели крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибраций. В ряде металлургических цехов они, помимо всего этого, подвергаются воздействию высокой температуры (до 60-70 °С), паров и газов.

Основные особенности крановых электродвигателей: · исполнение обычно закрытое, изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и H;

· момент инерции ротора по возможности минимальный, а номинальные частоты вращения относительно небольшие - для снижения потерь энергии при переходных процессах;

· магнитный поток относительно велик - для обеспечения большой перегрузочной способности по моменту;

· значение кратковременной перегрузки поп моменту для крановых электродвигателей переменного тока составляет 2,3 - 3,5;

· для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят режим с ПВ = 40%, а для электродвигателей постоянного тока наряду с этим режимом - режим 60 минут (часовой);

· отношение максимально допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет для электродвигателей постоянного тока 3,5- 4,9 , для электродвигателей переменного тока -2,5.