Реферат Горизонтальный кран штабелер
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
1.
2. Задание на проектирование
Разработать электропривод для механизма горизонтального перемещения крана-штабелера, обеспечивающий выполнение его технологических требований по исходным данным, приведенным в таблице 1.
Таблица 1.1
Технологические данные | Обозначение | Размерность | Значение |
Максимальное количество ячеек (рядов) по длине | | - | 64 |
Длина ячейки | | м | 1 |
Масса незагруженного крана | | кг | 1600 |
Масса груза | | кг | 250 |
Номинальная скорость передвижения | | | 1 |
Допустимое ускорение (замедление) | | | 0,5 |
Число включений в час | | - | 60 |
Диаметр ходового колеса | | м | 0,2 |
Диаметр цапфы | | м | 0,06 |
Точность остонова | | м | 0,002 |
Путь перемещения на пониженной скорости в зоне точного останова | | м | 0,04 |
Расчетный путь | | м | 32 |
При расчетах систем электропривода предполагается, что электрооборудование эксплуатируется на высоте не более 800 м над уровнем моря в условиях умеренного климата в сухом отапливаемом помещении (климатические условия и категория размещения У4 или УХЛ4 по ГОСТ 15150–69), при отсутствии в атмосфере токопроводящей пыли и коррозионно-активных веществ, а также при практическом отсутствии вибрационных нагрузок (группа эксплуатации М1 по ГОСТ 17516–70), степень защищенности электрооборудования и электродвигателей от внешних воздействий должна быть не менее чем IР23 по ГОСТ 14294–72, 14494–72.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Задание на проектирование. 2
2. Введение. 3
3. расчет тахограммы механизма. 3
4. расчет статической мощности на валу электродвигателя горизонтального перемещения 3
5. предварительный выбор электродвигателя. 3
6. Расчёт статического момента и суммарного момента инерции электропривода, приведенных к валу двигателя. 3
7. Расчёт участков нагрузочной диаграммы.. 3
8. Поверка выбранного электродвигателя по нагреванию и по перегрузке. 3
9. Анализ динамических свойств электромеханического преобразователя, как объекта управления 3
10. Выбор преобразователя частоты.. 3
11. Заключение. 3
Библиографический список. 2
3. Введение
Краном-штабелером называется подъемно-транспортная машина циклического действия, предназначенная для обслуживания складов. Кран-штабелер передвигается по рельсам вдоль прохода, по обе стороны которого расположены стеллажи, состоящие из горизонтальных и вертикальных рядов ячеек, в которых на опорах располагаются контейнеры, тарные ящики или поддоны с деталями (грузом). Краны-штабелеры оборудованы вертикальной колонной, по которой перемещается грузовой захват или специальная платформа.
Краны-штабелеры имеют три механизма с электрическим приводом:
1. Механизм горизонтального перемещения штабелера по напольному рельсу в проходе между стеллажами.
2. Механизм вертикального перемещения (механизм подъема и опускания грузоподъемника).
3. Механизмы передвижения грузового телескопического захвата.
Установка грузов в стеллажи производиться следующим образом: с приемной площадки путем выдвижения телескопического грузового захвата груз забирается и устанавливается на грузовой платформе. После этого механизмы горизонтального перемещения и подъема производят установку грузовой платформы напротив заданной ячейки стеллажа. Причем вилы грузового захвата при установке груза в пустую ячейку находятся на 30-50 мм выше ячейки. Затем производится выдвижение грузового захвата внутрь стеллажа и опускание его на 10-20 мм ниже уровня ячейки. При этом груз остается лежать на опорной плоскости стеллажной ячейки, грузовой захват убирается внутрь крана-штабелера, который возвращается в исходной положение.
Доставка груза со склада производится аналогично, только в обратной последовательности.
Таким образом, как следует из технологических требований, необходимо обеспечить позиционирование механизмов горизонтального и вертикального перемещения с высокой точностью – (2÷5) мм. Для обеспечения такой точности необходимо создавать позиционные электроприводы, управление которыми производится в функции знака и модуля рассогласования между заданным и истинным положением управляемого механизма. В этом случае можно обеспечить требуемую точность позиционирования бес использования режима пониженной скорости.
При отсутствии контура положения отрезок пути перед точной остановкой (40÷60) мм механизм должен пройти на пониженной скорости, что позволит обеспечить требуемую точность позиционирования.
Кроме того, по условиям работы грузозахватного устройства (при транспортировке грузов на стеллаж и при их извлечении со стеллажа) должно быть обеспечено перемещение механизма вертикального перемещения в каждом цикле работы крана-штабелера на 30-50 мм в режиме пониженной скорости или по треугольной тахограмме.
Требования к электроприводу
Электропривод крана штабелера должен обеспечивать следующие требования:
1) Режим работы – повторно-кратковременный.
2) Диапазон регулирования скорости ( при отсутствии контура положения) – до ( в зависимости от требуемой точности позиционирования).
3) Необходимость точного позиционирования механизма в фиксированных точках.
4) Необходимость ограничения значений ускорения и замедления с целью предотвращения пробуксовки.
5) Возможность осуществления реверса.
Упрощенная кинематическая схема механизма приведена на рис.2.1.
Упрощенная кинематическая схема механизма горизонтального перемещения крана штабелера по напольному рельсу
1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – тормоз; 4 – ходовое колесо
Рис.2.1
3. расчет тахограммы механизма
Упрощенная типовая тахограмма механизма горизонтального перемещения штабелера
Рис.3.1
1) Время разгона крана:
где
- конечная скорость на участке разгона;
– начальная скорость перемещения крана;
2) Путь, проходимый при разгоне
3) Время торможения
где
– конечная скорость на первом участке торможения;
– пониженная скорость
– начальная скорость на первом участке торможения
4) Путь, проходимый на первом участке торможения:
5) Время работы на участке с пониженной скоростью:
6) Время торможения с пониженной скорости до полного останова крана:
Где
– конечная скорость на втором участке торможения
– начальная скорость на втором участке торможения
7) Путь, проходимый на втором участке торможения:
8) Путь, проходимый при работе с установившейся скоростью:
Где
– полный путь, проходимый краном:
9) Время работы на участке с установившейся максимальной скоростью:
10) Время цикла работы:
11) Время паузы:
4. расчет статической мощности на валу электродвигателя горизонтального перемещения
Где
– статическая мощность на валу электродвигателя горизонтального перемещения
– коэффициент, учитывающий трение реборд ходового колеса о рельсы:
– общий вес незагруженного крана, имеющего массу :
– вес груза, имеющего массу :
– коэффициент трения в подшипниках ходовых колес:
– диаметр цапфы ходового колеса:
– коэффициент трения качения ходовых колес:
– коэффициент полезного действия передач механизма:
– диаметр ходового колеса:
5. предварительный выбор электродвигателя
По рассчитанной статической мощность на валу электродвигателя и необходимым требованиям к электроприводу предварительно выбираем асинхронный двигатель серии 4А.
На практике, обычно, для двигателей кранов штабелеров горизонтального перемещения скорость вращения поля (синхронная скорость) принимается равной . Таким образом, из каталога электродвигателей предварительно выбрал двигатель: 4А80А6У3
Основные технические данные электродвигателя приведены в таблице 1.
Таблица 5.1
| При номинальной мощности | | | | | | Параметры схемы замещения, о. е. | ||||||||
| | | | | | | | | |||||||
| | | | | | | | | | | | | | |
– номинальная мощность;
– номинальная частота вращения (об/мин);
– ток статора при напряжении 380 В;
– коэффициент мощности;
– коэффициент полезного действия двигателя;
– момент инерции ротора;
- главное индуктивное сопротивление;
- активное сопротивление статора;
- индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора;
- активное сопротивление ротора, приведенное к параметрам статора;
- индуктивное сопротивление рассеяния ротора, приведенное к параметрам статора;
Активные сопротивления приведены при расчетной рабочей температуре.
Угловая скорость вращения поля:
Номинальная угловая скорость двигателя:
Номинальный момент двигателя:
Номинальное скольжение двигателя:
Критическое скольжение двигателя:
Где - перегрузочная способность двигателя по моменту.
Для окончательного выбора двигателя необходимо, чтобы он проходил проверку по нагреву и по перегрузке.
6. Расчёт статического момента и суммарного момента инерции электропривода, приведенных к валу двигателя
6.1. Расчёт статического момента, приведенного к валу двигателя
Где
– Статический момент нагрузки, приведенный к валу двигателя;
– передаточное число редуктор:
– угловая скорость вращения ходового колеса:
Из стандартного ряда передаточных чисел редуктора выбираем ближайшее большее значение передаточного числа . Таким образом, получилось, что расчётное значение отличается от табличного примерно на , что разрешено ГОСТ 27142-97 для двухступенчатых редукторов.
6.2. Расчет момента инерции механизма, приведенного к валу двигателя, и суммарного момента инерции
Где – радиус приведения.
Суммарный момент инерции механизма:
где
– момент инерции редуктора.
7. Расчёт участков нагрузочной диаграммы
Расчёт моментов двигателя на различных участках движения электропривода, ведется с учетом постоянства ускорений и замедлений. Ограничение ускорений принято для предотвращения проскальзывания колес электропривода во время движения.
1) Участок разгона от нулевой скорости до максимальной:
Где
- момент двигателя на участке разгона.
– динамический момент. Модуль динамического момента будет постоянным, так как ускорения и замедления равны по модулю. Динамический момент будет отличаться лишь знаками на участках разгона и торможения.
– угловое ускорение электропривода:
2) Участок с установившейся максимальной скоростью:
– момент двигателя на участке с установившейся максимальной скоростью.
3) Участок торможения от максимальной скорости до пониженной:
– момент двигателя на участке торможения от максимальной скорости до пониженной.
4) Участок с установившейся пониженной скоростью:
– момент двигателя на участке с установившейся пониженной скоростью.
5) Участок торможения с пониженной скорости до полного останова:
– момент двигателя на участке торможения с пониженной скорости до полного останова.
Нагрузочная диаграмма и тахограмма электропривода показаны на рис.7.