Курсовой проект
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
На тему:
"Расчёт силового подъёмника
По курсу: Электропривод
Студенту __________

Содержание

  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 αо=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 α 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 μ = 0.1
КПД барабана лебёдки ηб = 0.9
КПД зубчатого редуктора в предварительном расчете можно принять ηр = 0.92
Момент инерции барабана Jб=59 кг м2
Угол наклона рельсового пути к горизонту αо=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.

Введение

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;
α – 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;
m – 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;
ηб – 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 hном = 83%;
Напряжение UД = 380 (В);
Фазное напряжение ротора Uфр=281 (В);
Коэффициент мощности cosj=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 ωН – номинальная угловая скорость двигателя
ω0 – 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 (Н×м);

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 ω1 срабатывает реле времени KT1 и через определенное время замыкает цепь контактора КМ2, контакты которого при срабатывании закорачивают первую ступень пускового резистора RД1. При скорости ω2 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 1989г.619с.
3.                Г.К. Краузе “Редукторы” Справочное пособие. Машиностроение Ленинград 1972г.143с.
4.                А.А. Вайсон “Подъёмно-транспортные машины” Машиностроение Москва 1989г.533с.