§ 5. Определение моментов нагрузки механизмов подъема груза и передвижения крана

_{Как уже отмечалось, проектирование электропривода в большин­стве случае начинается с расчета и построения нагрузочной диаграм­мы исполнительного механизма, которая позволяет определить расчет­ное значение мощности иле момента для предварительного выбора при­водного двигателя (см. § 4).}

_{Электроприводы грузоподъемных механизмов обычно имеют не­сколько двигателей, которые работают, как правило, в повторно-кратковременных режимах, отличающихся друг от друга лишь относи­тельной продолжительностью включения. Так, мостовые краны имеют механизм подъема груза, механизм передвижения тележки и механизм передвижения моста, каждый из которых приводится в движение сво­им электродвигателем; башенные краны имеют механизмы подъема гру­за, передвижения и поворота крана, а также механизм изменения вы­лета стрелы, двигатель которого в отличие от предыдущих работает в кратковременном режиме.}

_{Все двигатели механизмов повторно-кратковременного режима связаны общим циклом работы. С целью упрощения и упорядочения ра­счета предположим, что в любой момент времени работает не более одного двигателя. При этом двигатель механизма подъема за один цикл работы крана обеспечивает подъем и опускание груза, а также подъ­ем и спуск холостого гака, остальные двигатели - движение механиз­ма в прямом и обратном направлении. Будем полагать также, что для выполнения каждой операции двигатель включается и отключается только один раз. Таким образом, за один цикл двигатель подъема груза включается в работу четыре раза, остальные - два раза. Поэтому двигатели подъема груза работают в более напряженном режиме, чем остальные, и выбираются с номинальным ПВ = 25 – 40%, в то вре­мя как остальные с ПВ = 15 – 25%.}

_{Для построения нагрузочной диаграммы М =f(t) грузоподъем­ного механизма необходимо использовать следующие уравнения приведенных к валу двигателя статических моментов:}

_{- для подъема номинального груза}

_{- для опускания номинального груза}

_{a – кратность полиспаста}

_{- для подъема холостого гака}

_{Определяется из кривой для η (рис. 2) по отношению}

_{- для спуска холостого гака}

Момент М_4ст обычно получается с минусом, так как при его определе­нии используется формула, полученная для тормозного спуска, который при η₀<0,5 невозможен и заменяется силовым спуском. Знак "минус" (–) при этом указывает на то, что мо­мент имеет направление, противоположное предполагаемому (не тор­мозной, а движущий).

Моменты сопротивления горизонтального перемещения (тележки, крана) можно определить из выражений:

_{- дли перемещения механизма с грузом}

_{- дли перемещения механизма с грузом}

_{где mмех – масса механизма, кг;}

_{mгр – масса перемещаемого груза;}

_{µ – коэффициент трения качения колеса по рельсу (плечо реактивной силы), см; значения µ приведены в табл.2;}

_{f - rоэффициент трения скольжения в опоре колеса; для подшипников качения f = 0,015, для подшипников скольжения f = 0,08-0,1;}

d – диаметр цапфы (шейки оси колеса), см;

К_р = 1,2 – 2,5 – коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы при перекосах.

Среднее значение момента будет

Для выбора двигателя

где к = 1,1-1,5 – коэффициент учитывающий необходимость прео­доления динамических нагрузок.

Приведенные к валу двигателя статические моменты можно опре­делить после выбора двигателя и определения передаточного отношения и к.п.д. передачи по формулам (см. § 8):

– для перемещения механизма с грузом

– для перемещения механизма без груза

где i и η - соответственно передаточное отношение и к.п.д. между валом ходовых колес и валом двигателя.

Пользуясь найденными значениями моментов, можно построить диаграмму нагрузок на валу рабочего органа механизма или привод­ного двигателя. Но для этого должны быть известны отрезки време­ни, в течение которых механизм работает с той или иной нагрузкой.

Если курсовое задание не предусматривает построения нагру­зочной диаграммы рабочего механизма, то определенными значениями моментов на валу механизма пользуются лишь для предварительного выбора двигателя, а значениями статических моментов, приведенных к валу двигателя – позднее для построения нагрузочной диаграммы приводного двигателя.