2.2. Розрахунок потужності електродвигуна механізмів підйому

В машинному приводі діють два основних моменти: момент двигуна (рушійний) та момент сил опору від технологічних навантажень і сил тертя. Статичні навантаження в механізмах залежать від призначення і режиму роботи: в механізмах підйому – сила тяжіння вантажу, в механізмах повороту і пересування – опір від сил тертя в опорах та інерційних сил.

На першому етапі розрахунку визначаємо необхідну потужність двигуна механізму підйому з умови піднімання номінального вантажу:

,

(1.42)

де – загальний ККД механізму підйому;

,

де , , – ККД відповідно поліспаста, редуктора, барабана.

Затим орієнтовано за каталогом вибирають потужність двигуна меншу, ніж розрахункова, оскільки не весь час кран працює з номінальним вантажем (найближчу меншу потужність).

На другому етапі розрахунку перевіряють двигун на перевантаження в період пуску, коли вал двигуна навантажується, крім статичного, ще динамічними моментами від поступального руху вантажу, а також обертального руху мас механізму (рис. 1.14).

Перевантаження двигуна оцінюють коефіцієнтом перевантаження

,

(1.43)

де і – відповідно пусковий і номінальний моменти на валу двигуна;

– допустиме значення коефіцієнта перевантаження.

Знайдемо пусковий момент, котрий сприймає двигун механізму підйому в період пуску (рис. 1.14).

,

(1.44)

де і – статичний і динамічний моменти на валу двигуна при підніманні вантажу

,

(1.45)

де – загальне передаточне число механізму підйому;

– передаточне число редуктора.

,

(1.46)

де – зведений до валу двигуна динамічний момент інерції всіх рухомих мас механізму;

– кутова швидкість двигуна;

– тривалість пуску: рекомендується приймати .

Механізм підйому

а – кінематична схема; б – фізична модель

Рис. 1.14

Зведений до валу двигуна динамічний момент інерції механізму можна визначити на основі рівності кінетичних енергій (відомо із курсу ТММ):

(1.47)

де – динамічні моменти інерції мас, що розміщуються на валу двигуна і першому валу редуктора (ротора, гальмівного шківа, муфти, шестерні);

, , – динамічні моменти інерції мас, що розміщуються на інших валах;

, , – кутові швидкості першого, другого та третього валів, .

Оскільки динамічні моменти інерції барабана та інших обертових мас редуктора зведені до валу двигуна складають лише 10...25% від динамічного моменту інерції ротора, то із формули (1.53) маємо:

,

(1.48)

де – коефіцієнт, що враховує моменти інерції мас інших деталей,

.

Враховуючи значення із (1.51), (1.52) та (1.54) формула (1.50) матиме вид:

.

(1.49)

Допустимий коефіцієнт перевантаження

,

(1.50)

де – максимальний момент двигуна.