Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

Р_{ст.гр.под} =   

где G=m∙g=80∙10³∙ 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

m-номинальная грузоподъемность, кг;

g-ускорение свободного падения, м/с²;

G₀=m₀∙g=0,8∙10³∙9,8=7840Н-веспустого захватывающего приспособления;

m₀ - масса пустого захватывающего приспособления, кг;

v_н = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

h_нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.

Р _{ст.гр.под .}=  = 65,98 кВт.

Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления, кВт:

Р _ст.п.гр.=     (4.2)

где h_хх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе.

Р_{ст.п.гр.}=  =1,3 кВт.

Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза, кВт:

 Р_гр.=(G+G₀)*v_с*10^-3

где v_с=v_н=0,07 м/с - скорость спуска.

Р_гр=(784000+7840)*0,07*10^-3=55,42 кВт.

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения, кВт:

Р_тр.=( ) * (1 - _нагр.) * v_c * 10^-3

Р_{тр .}= ( ) * (1-0,84) * 0,07 * 10^-3  = 8,88 кВт.

Так как выполняется условие Р_гр > Р_тр, следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется следующим способом, кВт:

Р_т.сп.=(G+G₀)*V_с*(2- )*10^-3  

Р_ст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2- )*10^-3=44,8 кВт.

Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего приспособления, кВт:

Р_с.ст.о.=G₀∙V_с∙ ( -2) ∙10^-3

Р_с.ст.о.=7840∙0,07( -2) ∙10^-3=0,2 кВт.

Рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы

Время подъема груза на высоту Н:

t_р1=  =85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

Время перемещения груза на расстояние L:

 t₀₁=  =48 сек.

Время для спуска груза:

t_р2=  =85,7 сек.

Время на зацепление груза и его отцепления:

t₀₂= t ₀₄=200 сек.

Время подъема порожнего крюка:

t_р3=  =85,7 сек.

Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза:

t₀₃=  =48 сек.

Время спуска порожнего крюка:

t_р4=  =39,2 сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Рисунок 4.1- Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла.

Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма подъема.

Суммарное время работы электродвигателя:

S t_р=t_р1+ t_р2+ t_р3+ t_р4=4*85,7 = 342,8 сек.

Суммарное время пауз:

S t₀=t₀₁+t₀₂+t₀₃+t₀₄=48+48+200+200=496 сек.

Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

Р_экв=         (4.9)

Р_экв=  =39,8кВт.

Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

Р_эн=Р_экв ∙   

Р_эн=39,8∙  = 1,26 кВт.

Определяем расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт:

Р_дв=

где К_з = 1,2 - коэффициент запаса;

h_ред = 0,9 - КПД редуктора.

Р_дв=  =1,7 кВт.

Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в об/мин, определяется следующим способом:

w_л=  

где D - диаметр барабана лебедки, м.

w_л =  = 0,2 рад/с.

n_л =    

n_л = = 2 об/мин.

Полученные значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и значение стандартной продолжительности включения ПВ_ст = 20% , будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

Выберем электродвигатель из следующих условий:

Р_ном ³ Р_дв

Р_ном ³ 50,7 кВт

Таблица 4.2 - Технические данные асинхронного электро - двигателя с фазным ротором типа МТН512-6