2. Диаграмма движущих усилий при спуске груза

Прямая АВ (рис.20) характеризует отрицательные статиче- ские сопротивления, имеющие физический смысл движущих уси- лий, под действием которых система стремится двигаться ускорен- но, с естественным ускорением

а₀ = F_ст / М.

Если начальное ускорение задано так, что а₁ = а₀ = F_{ст 0} / М, то ускоряющей силой в период t₁ является само статическое сопротив- ление. Такой режим соответствует свободному разгону (прямая OD). При а₁ а₀ статические сопротивления недостаточны для сообщения заданного ускорения и необходим подгон (двигательный режим) с ускоряющей силой Ма₁ = F_{ст 0} + F (прямая C'D'). При а₁ а₀ (прямая C''D'') будет иметь место тормозной режим(спуск при подтормажи- вании с усилием F_торм).

В период замедления движущееусилие (прямая P'B') долж- но быть тормозящим. Это достигается, например, применением электродинамического торможения двигателем. В период равно-

мерного хода (прямая ЕP)

также наблюдаем тормоз- ной режим, но при полной скорости движения. В этот период целесообразно ис- пользовать генераторное торможение двигателем при его сверхсинхронной час- тоте вращения на 3-5 %

^Fст ^Fдв

0

^Fст 0 ^Fдв

A

h₁

C' C''

Н /2

D' D

D'' E

Н /2

h₃

x

_P B

P'

Удалено: B'

большей, чем при режиме подъема груза.

k'gQ

Рис.20. Диаграмма движущих усилий при спуске груза

49

7. Мощность подъемного двигателя

В продолжение одного цикла подъема мощность на валу ор- гана навивки изменяется в широких пределах и зависит от скорости движения и движущих усилий. Мощность двигателей, работающих при переменных нагрузках и частоте вращения, определяют по до- пустимому нагреванию их обмоток за длительное время работы.

Нормальным расчетным моментом подъемного двигателя является момент эквивалентного нагревания, называемый также эф- фективным моментом М_эф. Для постоянного радиуса навивки он может быть заменен эффективным усилием F_эф на окружности орга- на навивки.

Эффективное усилие – постоянное усилие, действующее при максимальной скорости подъема и вызывающее такой же нагрев двигателя, что и действительное переменное усилие, действующее в разные периоды полного цикла подъема.

Расчетная эффективная мощность подъемного двигателя в киловаттах

N_эф = (F_эфv_max)1000_ред, (29)

где F_эф =

t

_F ² dt

i

i

0

^Т эф

; (30)

² – квадрат движущих усилий на окружности органа навивки; dt_i –

F

i

продолжительность их действия; Т_эф – эффективное время, учиты- вающееусловияохлаждения инагреваниядвигателяпри различной частоте вращения ротора.

t

Для вычисления _F ²dt

i i

0

его разбивают наотдельные слагае-

мые, отвечающие различным законам изменения движущего усилия. Интервалам времени t_i, на протяжении которых движущие усилия F_i = const, соответствует выражение

t

2 2

_F_i dt F_i t_i , (31)

0

50

а при линейном изменении движущих усилий в функции времени

^t ₂ (F ^)² F ^F ^(F ^)²

_F_i dt_i  ⁱ

0

i i i

3

t_i , (32)

где

F_i^ и

F_i^– соответственно начальное и конечное движущее уси-

лие в данном интервале.

Для промежутков времени, на протяжении которых движу- щие усилия не являются линейными функциями времени, принима- ют приближенное значение интеграла

_{2 }(F_i^)

t

2

(F_i^)

_F_i dt_i

2

0

₂ t_i .

(33)

В период свободного выбега или механического торможения с отключенным от сети электродвигателем значения интегралов принимают равным нулю. Более сложные случаи управления (на- пример, электродинамическое или комбинированное) рассмотрены в работе [16].

Полный интеграл для пятипериодной тахограммы и движу- щих усилий (см. рис.19)

t

_F ²dt

[(F ^)² (F ^)² ] ^t0 [(F ^)² (F ^)² ] ^t1 

i i 0

0

0 ₂ 1 1 ₂

[(F ^)² F ^F ^(F ^)² ] ^t2 [(F ^)² (F ^)² ] ^t3 [(F ^)² (F ^)² ] ^t4 .

2 2 2 2 ₃ 3

3 ₂ 4 4 ₂

При вычислении Т_эф следует различать два типа двигателей: быстроходный с самовентиляцией; тихоходный с принудительным охлаждением.

Для быстроходных двигателей с самовентиляцией, учитывая снижение эффективности его охлаждения в период неполной частоты вращения и в паузу (за исключением периода t₂), обычно принимают

Т_эф = а(t₀ + t₁ + t₃ + t₄) + t₂ + b,

гдеа = 0,5-0,75и b = 0,25-0,33взависимости отрекомендаций заво- да-изготовителя двигателей.

51

Для тихоходных двигателей с принудительной вентиляцией

Т_эф = t + b,

где t – полное время движения; b = 0,333-1,0.

Чаще принимают Т_эф = Т_ц (где Т_ц – время цикла, с).

В связи с возможным падением напряжения в электрической сети мощность двигателя N_дв принимают на 10 % больше эффек- тивной.

Выбранный по каталогу двигатель должен бытьпроверен на перегрузку:

1. по максимальному движущему усилию в период пуска (по диаграмме движущих усилий);

2. по экстренному усилию, необходимому для перестановки барабанов при смене горизонтов, замене канатов или подъемных сосудов,

F_э^(Q^pH )g,

где – коэффициент, учитывающий шахтные сопротивления одной ветви канатов, = 1,1;

3. по экстренному усилию, необходимому для подъема гру- женой клети над кулаками, когда нижняя клеть стоит на посадочных брусьях,

F_э^(Q + Q' – pH)g.

Коэффициент перегрузки двигателя проверяют по наиболь- шему и из трех этих усилий:

^{= F}max ^{/ F}ном ^дв^;

= F / F_ном _дв,

э

max

где _дв – коэффициент перегрузки по каталогу двигателей; F_ном – но- минальное усилие двигателя, определяемое по формуле F_ном =

= 1000N_ном_ред / v_max; N_ном – номинальная мощность двигателя, вы- бранного по каталогу, кВт.

Кроме того, при наличии режима электродинамического торможения,что имеет местоприотрицательных значениях движу- щих усилий F₃, например в период t₃, при котором опрокидывающий момент двигателя снижается, рекомендуется проверять перегрузоч- ную способность по условию

_эдт = F₃ / 0,85F_ном _дв.

52