Меню

Как найти мощность двигателя подъемника



Расчет мощности двигателей для вертикального перемещения

2 способа расчета: теоретический и оценочный

Иногда мы слишком всё усложняем! Боб Адамс, инженер SERAPID, рассказывает о простом расчете мощности двигателя для вертикального перемещения.

По сути, мощность – это скорость выполнения работы. Вспомним школьный курс физики:

1 Вт = 1 Н·м/с => другими словами, можно прилагать 1 Н, обеспечивая скорость 1 м/с, или же 10 Н (1 кгс), обеспечивая скорость 100 мм/с. В обоих случаях получается 1 ватт. В британской системе мер и весов используется лошадиная сила. 1 л. с. ≈ 750 Вт.
Понятие мощности легко применимо для расчета мощности, необходимой для подъема груза. Если вы знаете, какое усилие необходимо приложить для подъема и с какой скоростью он осуществляется, у вас есть отправная точка для определения требований к мощности двигателя.

Классический метод (теоретический)

В некоторых случаях не избежать бумажной работы и обоснования расчета. Для повышения надежности и безопасности, возможно, придется выполнить полные вычисления. Упомянутые данные дают первое представление о том, как быстро надо осуществлять подъем и сколько весит груз. Полное и подробное объяснение выходит за рамки этого блога, но в приведенном далее обзоре можно найти дополнительные параметры, которые следует принять во внимание.

1. Масса -> вес
2. Сила трения
3. Сила ускорения (Сила = масса · ускорение)

m =200 кг -> P ≈ 2000 Н

Ускорение
(0,2 м/с в 1 с)

Fa = 200 кг · 0,2 м/с² = 40 Н

Необходимая суммарная сила

Fсум = P + Fμ + Fa = 2000 + 200 + 40 = 2240 Н

Эта суммарная сила, умноженная на скорость (здесь v = 0,2 м/с), определяет мощность брутто. Ее необходимо умножить на коэффициент полезного действия привода, составляющий от 60 до 80% (от 0,60 до 0,80). В данном случае ε = 0,75.
Еще необходимо использовать коэффициент запаса прочности (часто SF берут в интервале от 1,3 до 1,5). В данном случае

Sf = 1,3. С учетом всего изложенного находим
Sf · Fсум · v / ε = 1,3 · 2240 · 0,2 / 0,75 = 777 Вт

Читайте также:  Мощность ручной циркулярки квт

Выбираем двигатель мощностью 800 Вт.

Оценочный метод
Во многих случаях мы не можем тратить время на выполнение полных вычислений, а иногда просто хотим проверить расчеты по предыдущему методу. Тогда достаточно будет умножить на 2 мощность брутто (необходимую только для подъема груза)

2 · (2000 Н · 0,2 м/с) = 800 Вт

Обратите внимание: оба метода дают примерно один и тот же результат. Так бывает довольно часто. Поэтому часто используют оценочный метод. Очень часто весьма надежный результат получается простым способом.

В таком расчете используется лишь очень упрощенный подход. Расчет должен учитывать ограничения по конкретному проекту и в любом случае должен быть подтвержден технической службой SERAPID.

Чтобы получить любую дополнительную информацию, обратитесь к своему контактному лицу SERAPID.

Боб Адамс, технический менеджер SERAPID в США

Источник

Расчет и выбор электродвигателя для грузоподъемного механизма

Грузоподъемные устройства служат для вертикального и

горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния.

Тельферы и кран-балки относятся к легким грузоподъемным

механизмам для подъема и перемещения грузов на складах и в цехах

массой до 5 тонн. Они относятся к подвесным электротележкам. Кран-

балка являются упрощенной конструкцией мостового крана, т.к. она

выполнена в виде одной балки.

Для подвесных электротележек, применяются 3-х фазные АД с К.З.

ротором серии MTKF или МТКН, Для мостовых кранов где требуется

регулирование скорости движения их механизмов применяется АД с

фазным ротором MTF или МТН.

Статическая мощность Р ст.п, кВт на валу двигателя в установившемся

режиме при подъеме затрачивается на перемещение груза по вертикали и

на преодоление потерь на трение. Рассчитывается по формуле:

(2.29) [6]

Где, G, H – сила тяжести поднимаемого груза;

G, H – сила тяжести грузоподъемного устройства при расчете принять

ɳ- к.п.д. подъемного механизма, при подъеме полного груза ɳ=0.8 о.е.

Читайте также:  Как определяется мощность множества

Vn, м/с – скорость подъема груза

Vn=(0.15-0.2) м/с – В соответствии с видом грузоподьемного механизма и его номинальной грузоподьемности принимаем, что скорость подъема груза

Для проектирования инструментального цеха применяется кран-балка, грузоподъемностью 5 тонн. Сила тяжести груза при номинальной грузоподъемности, грузоподъемного механизма рассчитывается по форуме:

Где, m=5000 кг – масса поднимаемого груза.

g=9.81 м/с 2 – ускорение свободного падения

Тогда G=5000*9.81=49050 Н

Сила тяжести грузозахватывающего устройства рассчитывается по формуле:

Производим определение расчетной мощности на валу двигателя подъемной лебедки кран-балки:

В соответствии с данным расчетом производим выбор приводного кранового асинхронного двигателя, у которого номинальная мощность:

При этом необходимо учитывать номинальную величину относительной продолжительности включения эл привода грузоподъемного механизма:

ПВ=25% — легких механизмов до 5 тон

Таблица 2.7 Технические характеристики кранового электродвигателя

Тип двигателя Рном, кВт ПВ-25% nном,об/мин Iном, А Cos φ ɳном, % Iпус, А
MTKF311-6 13 8.95 34.5 0.8 76.5 130

2.7 Сквозная таблица с характеристиками электрооборудования

Табилца 2.8 Характеристика оборудования Инструментального цеха

Расчет электрической нагрузки

Номинальная мощность -это полезная мощность, которая указывается в паспортных данных электроустановок (паспортная). Для электродвигателей станков, вентиляторов насосов, комплексов и пр.

Для многодвигательных станков определяется как суммарная мощность установленных на станке или агрегате электрических двигателей. Этот расчет рекомендуется представить в виде таблицы. Составляем сводную таблицу нагрузки цеха, заносим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Сводная таблица электрической нагрузки цеха

№ Установленного оборудования Наименование Рстанка, кВт № ,шт Р, кВт
1,2,40,41,46 Поперечно-строгальные станки 8,5 5 42,5
3,5,6,7,28, 29,30,31 Токарно-револьверные станки 2,8 8 22,4
4,8,32,33,34 Одношпиндельные автоматы токарные 3,5 5 17,5
9,10,11,12, 13,14,15,26,27 Токарные автоматы 7,5 9 67,5
16,17,19, 20,44,45 Алмазно-расточные станки 2,2 6 13,2
18,21,22,23, 24,25,37 Горизонтально фрезерные станки 9,5 7 66,5
38 Вертикально фрезерные станки 16 1 16
35,36,50,51 Наждачные станки 3 4 12
39,47 Кран балки 13 2 26
42,43,48,49,52,53 Заточные станки 2,5 6 15
54,55,56,57 Вентиляция 5,5 4 22
Освещение 0,4 84 33,6
Итого 57 354,2
Читайте также:  Как определить полезную мощность цепи

Расчет сменной мощности

Сменная мощность учитывает количество мощности, израсходованной в период наиболее загруженной смены.

кВт (3.1) [11]

— коффициент использования электроприёмника.

к (3.2)

Величена , , опредиляется из таблицы.

Для расчета приемники объединяют в группы с одинаковым режимом работы и, следовательно с одинаковым , , . Таблица состовляется на основании сводной таблицы нагрузки цеха. Расчет производим в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Таблица электрической нагрузки инструментального цеха

Наименование №, шт Р , кВт , кВт квар
Поперечно-строгальные станки 5 42,5 0,2 0,6 1,73 8,5 14,71
Токарно-револьверные станки 8 22,4 0,14 0,5 1,73 3,14 5,43
Одношпиндельные автоматы токарные 5 17,5 0,14 0,5 1,73 2,45 4,24
Токарные автоматы 9 67,5 0,14 0,5 1,73 9,45 16,35
Алмазно-расточные станки 6 13,2 0,14 0,5 1,73 1,85 3,20
Горизонтально фрезерные станки 7 66,5 0,2 0,7 1,3 13,30 17,29
Вертикально фрезерные станки 1 16 0,2 0,7 1,3 3,20 4,16
Наждачные станки 4 12 0,14 0,8 0,7 1,68 1,18
Кран балки 2 26 0,06 0,5 1,75 1,56 2,73
Заточные станки 6 15 0,14 0,8 0,7 2,1 1,47
Вентиляция 4 22 0,7 0,85 0,6 15,40 9,24
Освещение 32,8 0,8 0,85 0,6 28,56 17,14
Итого 57 354,2 91,18 97,12

Определяем сменную мощность на примере сверлильно-расточных станков:

(3.3)

(3.4)

, (3.5)

-коэффициент использования электроприемника среднее значение;

-полная сменная суммарная мощность;

-Полная номинальная сменная суммарная мощность;

-реактивная сменная суммарная мощность;

;

Определяем среднее значение для данного цеха:

; (3.6)]

;

Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для цеха, или для нескольких цехов, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Поэтому для дальнейшего расчета общей сменной мощности необходимо определить с учетом нагрузки соседних участков, которая определяется аналогично произведенного расчета и результаты сводятся в Таблицу 3.3

Таблица 3.3 Расчет общей сменной мощности цеха

Источник

Как найти мощность двигателя подъемника



Определение мощности двигателя электропривода скипового подъемника

Расчет угловой скорости вращения двигателя и сил, действующих на скип. Проверка двигателя по нагреву методом эквивалентного момента. Расчет переходного процесса скорости и тока с помощью уравнений механической характеристики и электрического равновесия.

Рубрика Физика и энергетика
Вид задача
Язык русский
Дата добавления 13.12.2012
Размер файла 571,4 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определить мощность двигателя электропривода скипового подъемника. Двигатель приводит во вращение барабан подъемника через редуктор с передаточным числом i=w д /w б, известен КПД редуктора — h. Заданы моменты инерции: J 1 — барабана, J 2 , J 3 — шестерен редуктора. Диаметр барабана — d б, масса пустого скипа — m c , масса груза — m гр.

Цикл работы состоит из нескольких этапов — подъем загруженного скипа, разгрузка, опускание пустого скипа. Для механизма заданы: тахограмма (зависимость угловой скорости барабана от времени) и зависимость массы груза от времени, представленные на рис. 2.6, где v1 — v2- установившиеся скорости поступательного движения скипа, mt- масштаб времени на диаграммах. Через время t Ц — цикл повторяется. Исходные данные для расчета по вариантам приведены в таблице 1.

двигатель скип скорость ток

Рассчитаем угловую скорость вращения двигателя в установившихся режимах:

Силы, действующие на полный и пустой скип:

F 1 = ( mc +mгр ) Чg= ( 180+1000 ) Ч9.81=11575 Н,

F 2 =mc Чg=180Ч9.81=1765,8 Н.

Приведем статические моменты и силы к валу двигателя. При подъеме пустого скипа создается статический момент:

При опускании скипа (двигатель работает в режиме генератора, т.к. знаки скорости и момента противоположны) создается статический момент:

Определяем эквивалентный момент двигателя:

Так как при предварительном выборе двигателя невозможно учесть динамические нагрузки электропривода то примем, что номинальный момент двигателя:

МН і—kЗ ЧМЭ =1.3Ч29,40=38,21 Нм (значение коэффициента запаса kЗ = 1.1-1.5, выбирается ориентировочно, в зависимости от динамики электропривода).

Читайте также:  Коробка отбора мощности для луаз

Ориентировочная мощность двигателя:

РН іМН Чwдв2 =38,21Ч200=7643 Вт.

Номинальная частота вращения двигателя:

об/мин (т.к. w д2 >w д1).

По справочнику выбираем двигатель:2ПБ180МУХЛ4, номинальная мощность РН =9,5 кВт, номинальное напряжение U Н =110 В, номинальная частота вращения =2120 об/мин, К.П.Д. — 87%, сопротивление обмоток (при 15o НС): якоря RЯ =0.022 Ом, добавочных полюсов RД =0.015 Ом, индуктивность цепи якоря LЯ _,78 мГн, момент инерции двигателя JД =0.2 кгЧм

Номинальный момент двигателя 2ПБ180МУХЛ4:

Проверку двигателя по нагреву произведем методом эквивалентного момента, т.к. электропривод работает без ослабления магнитного потока. Для определения эквивалентного момента необходимо построить нагрузочную диаграмму электропривода с учетом динамических моментов. Определим момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя. В электроприводе есть вращающиеся части и части, движущиеся поступательно. Приведенный момент инерции вращающихся частей:

Jв =Jд +J3 + =0.2+0.2+ 0,056 =0,456 кг .

Приведенный момент инерции поступательно движущихся частей при подъеме груза:

при опускании пустого скипа:

Таким образом, суммарный момент инерции электропривода при подъеме груза:

=J В +Jп1 =0,456+0.030=0,486 кг ,

при опускании пустого скипа:

=JВ +Jп2 =0,456+0,005=0,461кг .

Определим динамические моменты, возникающие при работе электропривода. Разгон при подъеме скипа с грузом:

Торможение при подъеме скипа с грузом:

МД2 = ==0,486*-140= -68,06Нм

Разгон при опускании пустого скипа:

МД3 = ==0,461*-200= -92,2Нм

Торможение при опускании пустого скипа:

Нагрузочная диаграмма электропривода строится в соответствии с основным уравнением движения электропривода. На нагрузочной диаграмме электропривода обозначают моменты, соответствующие следующим режимам работы:

Разгон при подъеме скипа с грузом:

M1 =Mc1 +Mд1 =82,68 +68,06=150,74 Нм.

Установившееся движение при подъеме скипа с грузом:

Торможение при подъеме скипа с грузом:

M3 =Mc1 +Mд2 =82,68-68,06=—14,62Нм.

Разгон при опускании пустого скипа:

M4 =Mc2 +Mд3 =8,83-92,2=—83,37 Нм.

Установившееся движение при опускании пустого скипа:

Торможение при опускании пустого скипа:

M6 =Mc2 +Mд4 =8,83+92,2=110,03 Нм.

По нагрузочной диаграмме электропривода определяется эквивалентный момент двигателя:

Эквивалентный момент по нагрузочной диаграмме получился больше номинального момента электродвигателя: МЭ =65.63 Нм >МН =42.79 Нм, Следовательно, выбранный двигатель не проходит по нагреву и необходимо выбрать двигатель большей мощности: Рн іkзМЭwдв2 =1.1Ч65,63Ч200=14436 Вт. Коэффициент запаса k З =1.1 необходим, т.к. более мощный двигатель будет иметь больший момент инерции и значения динамических моментов увеличатся. По справочнику выбираем двигатель:

Читайте также:  Как определяется мощность множества

2ПО180LУХЛ4, номинальная мощность РН =16 кВт, номинальное напряжение U Н = 220 В, номинальная частота вращения = 2120 об/мин, К.П.Д. — 89%, сопротивление обмоток (при 15 o С): якоря RЯ =0.042 Ом, добавочных полюсов RД =0.03 Ом, индуктивность цепи якоря LЯ =1,6 мГн, момент инерции двигателя JД =0.23кгм.

Номинальный момент двигателя

МН =РН Ч 72.07 Нм.

Проверку двигателя по нагреву произведем методом эквивалентного момента, т.к. электропривод работает без ослабления магнитного потока. Определим момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя. В электроприводе есть вращающиеся части и части, движущиеся поступательно. Приведенный момент инерции вращающихся частей:

J в =Jд +J3 0.23+0.2+0.056= 0.486 кг

Приведенный момент инерции поступательно движущихся частей при подъеме груза:

при опускании пустого скипа:

Таким образом, суммарный момент инерции электропривода при подъеме груза:

JS1 =JВ +Jп1 =0,49+0.03=0.52 кгЧм,

при опускании пустого скипа:

JS2 =JВ +Jп2 =0.49+0.0045=0,495 кгЧм.

Определим динамические моменты, возникающие при работе электропривода. Разгон при подъеме скипа с грузом:

МД1 = ==0.52 *140=72,8Нм

Торможение при подъеме скипа с грузом:

МД2 = ==0.52 *-140= -72,8Нм

Разгон при опускании пустого скипа:

МД3 = ==0,495*-200= -99Нм

Торможение при опускании пустого скипа:

Нагрузочная диаграмма электропривода строится в соответствии с основным уравнением движения электропривода. Диаграмма динамических моментов и нагрузочная диаграмма электропривода будут выглядеть так же, как в предыдущем случае, изменяться только значения динамических моментов и моментов М 1 , М 3 , М 4 и М 6. Определим моменты электропривода:

Разгон при подъеме скипа с грузом:

M1 =Mc1 +Mд1 =82,68 +72,8=155,48 Нм.

Установившееся движение при подъеме скипа с грузом:

Торможение при подъеме скипа с грузом:

M3 =Mc1 +Mд2 =82,68-72,8=—9,88Нм.

Разгон при опускании пустого скипа:

M4 =Mc2 +Mд3 =8,83-99=—9_,17 Нм.

Установившееся движение при опускании пустого скипа:

Торможение при опускании пустого скипа:

Читайте также:  Как определить полезную мощность цепи

M6 =Mc2 +Mд4 =8,83+99=107.83 Нм.

Эквивалентный момент по нагрузочной диаграмме получился меньше номинального момента электродвигателя: МЭ =58,73Нм

© 2000 — 2021, ООО «Олбест» Все права защищены

Источник

Расчет электромеханического подъемника

Варианты заданий

Количество стоек, шт

Расчет механизмов электромеханического подъемника

Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных выполнить расчёт основных механизмов электромеханического подъемника и определить параметры электродвигателя для его привода.

Расчет силовой винтовой передачи

подъемник электродвигатель привод

Проектируемая винтовая передача в зависимости от числа стоек подъемника воспринимает часть общего веса. Поэтому вначале определяем вес Q, приходящийся на каждую стойку.

Средний диаметр резьбы винта и гайки d2 определяем из расчета резьбы на износостойкость

где Q — вес, приходящийся на каждую стойку, Н;

k1 — отношение высоты гайки h к среднему диаметру резьбы, принимаем k1 = h/d2 = 1,6;

k2 — коэффициент зависит от вида резьбы. Для трапецеидальной резьбы k2 = 0,5;

[q] — допускаемое давление для резьбы, [q] = 10МПа.

Грузоподьёмность равна 18000 Н. Тогда Q = 9000Н.

По формуле (1) получим:

С учётом запаса прочности, необходимого для грузового винта подьёмника, принимаем трапецеидальную однозаходную правую резьбу с диаметром и шагом в соответствие с ГОСТ 24737-81. Параметры трапецеидальной резьбы которая применяется для грузовых винтов указаны в приложении Б.

Принимаем материал винтовой пары: для винта Сталь 45, для гайки — бронза Бр ОЦС-6-6-3.

Затем проверяем условия самоторможения винта

где L — угол подъема винтовой линии;

— угол трения, для винтовой пары сталь — бронза = 40.

Угол подъема винтовой линии определяем по формуле (3)

где Р — шаг резьбы.

Параметры трапецеидальной по ГОСТ 24737-81

Параметры трапецеидальной резьбы указаны на рисунке Б.1.

d — наружный диаметр резьбы винта и гайки; d1 — внутренний диаметр резьбы винта и гайки; d2 — средний диаметр резьбы винта и гайки; Н1- рабочая высота профиля резьбы, Н1 = d — d1; d = d2 + 0,5Н1; d1 = d2 — 0,5Н1; Н1 = 0,5Р.

Таблица Б.1 — Диаметры и шаги трапецеидальной резьбы по ГОСТ 24737-81

Источник