Как рассчитать двигатель для подъема

Расчёт статической мощности двигателя подъёма и предварительный выбор мощности

Статическая нагрузка привода подъёма носит активный характер, т.е. при подъёме масса груза мешает электроприводу, при спуске — помогает. Спуск тяжёлых грузов осуществляется в тормозном режиме.

Статическая мощность двигателя при подъёме груза:

где: m, m₀ — масса груза и крюка, Т; g=9,8 м/с 2 ; — КПД механизма подъёма.

Статическая мощность при спуске груза в тормозном режиме:

Статическая мощность при подъёме пустого крюка:

где з₀ — КПД крана без нагрузки

Статическая мощность при силовом спуске пустого крюка:

Эквивалентная мощность двигателя:

Номинальная мощность двигателя выбирается по условию:

где Кзап. — коэффициент запаса, который учитывает перегрузку двигателя в периоды пусков и торможений. Принимается равным от 1,1 до 3.

По справочнику [1, табл.1-3] выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором серии: МНТ511-8

Для уменьшения скорости барабана подъёмной лебёдки, на валу двигате — ля устанавливается редуктор. Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

где n_ном — номинальное число оборотов выбранного двигателя (об/мин); i_п — передаточное число полиспаста; R_б — радиус барабана подъёмной лебёдки (м)

По справочнику [1, табл.19] выбираем редуктор с передаточным числом ближайшим к расчетному: двухступенчатый редуктор i_р=25

Проверка двигателя на нагрев

Статический момент при подъёме груза:

Статический момент при спуске груза:

Статический момент при подъёме пустого крюка:

Статический момент при спуске пустого крюка:

Приведённый момент инерции двигателя подъёма с грузом:

J_д — момент инерции вала двигателя кг?м 2

=73,8(рад/с) номинальная скорость двигателя.

Момент инерции без груза:

Время пуска двигателя при подъёме груза:

М_пуск -момент пусковой, т.к. в электроприводе крана применяется реостатный пуск двигателя, принимаем Н?м

Если время пуска для привода подъёма составит меньше 1с , то необходимо ограничить пусковой момент исходя из допустимого времени пуска t_п=1 с .

Поднимаем грузы без усилий: как правильно определить мощность двигателя

Для того чтобы поднимать грузы без лишних усилий, необходимо правильно выбрать мощность двигателя. В этой статье мы расскажем, как определить необходимую мощность двигателя для подъема грузов.

Как определить мощность двигателя

В первую очередь необходимо определить массу груза, который нужно поднять. Это может быть вес любого объекта, который нужно перевезти с помощью подъемного механизма или инструмента.

Если известна масса груза, необходимую мощность двигателя можно определить с помощью следующей формулы:

P — мощность двигателя в ваттах;

F — сила, необходимая для поднятия груза;

v — скорость подъема груза.

Сила для подъема груза можно определить с помощью формулы:

g — ускорение свободного падения (около 9,8 м/с² на Земле).

Скорость подъема груза зависит от конкретного подъемного механизма или инструмента.

Пример расчета мощности двигателя

Допустим, что нужно поднять груз массой 500 кг. Рассчитаем необходимую мощность двигателя для подъема этого груза на высоту 5 метров за 10 секунд (это скорость подъема, которую мы выбрали):

1. Определяем силу, необходимую для подъема груза:

1. Рассчитываем мощность двигателя с помощью формулы:

Итак, для подъема груза массой 500 кг на высоту 5 метров за 10 секунд необходим двигатель мощностью 3,3 лошадиных сил.

Заключение

Выбор мощности двигателя для подъема грузов зависит от массы груза и скорости подъема. Определить необходимую мощность можно с помощью простых формул. Правильный выбор мощности двигателя позволит поднимать грузы без лишних усилий.

Расчет и выбор мощности двигателя подъема

В цехе индукционной плавки металлка используются индукционные печи. В этих печах нагреваемое тело помещается в переменное магнитное и электрическое поле и нагревается возникающими в теле вихревыми токами или за счет диэлектрических потерь. Сюда относятся индукционные печи нормальной частоты со стальным сердечником, широко применяющиеся для плавки цветных сплавов ( медных и алюминиевых ). Сюда также относятся индукционные печи высокой, средней и низкой частоты без стального сердечника, применяющиеся для плавки стали, чугуна и цветных сплавов. Сюда относятся также индукционные печи весьма высокой частоты для нагрева диэлектриков в высокочастотном электрическом поле (сушка форм и стержней — 6-50 мггц , древесины — 0,3-0,75 мггц).Различают индукционные тигельные печи различной емкости и мощности для плавки стали, чугуна, алюминиевых и медных сплавов. Наиболее распространенным типом индукционных печей являются печи средней частоты (500-2400 Гц) емкостью 0,06-1 т, предназначенные для плавки стали, но широко используемые также для плавки чугуна и цветных металлов. Эти печи хорошо вписываются в литейные цехи, они удобны для фасонного литья, когда отбор жидкого металла должен осуществляться мелкими порциями. Плавка в этих печах ведется в периодическом режиме с полным сливом металла после каждой плавки. Широкое применение нашли тигельные печи для плавки и выдержки чугуна, в том числе для получения синтетического чугуна из отходов производства.Для экономичной работы печи при плавке мелкой шихты остаточная емкость тигля должна составлять 60-70 % от номинальной емкости. Индукционные тигельные печи для плавки алюминия и сплавов на его основе выпускаются в двух исполнениях: на промышленной и на средних частотах.Применение для плавки алюминиевых сплавов индукционных печей средней частоты рекомендуется в тех случаях, когда к металлу предъявляются особые требования по чистоте от окисных и газовых загрязнений. Эти печи конструируются таким образом, чтобы плавка алюминия велась без разрыва защитной поверхностной окисной пленки вследствие циркуляции расплава. Индукционные тигельные печи промышленной частоты для плавки медных сплавов используют как при непрерывном, так и при периодическом режимах работы.

Для работы в индукционном цехе, а также перемещения котлов с расплавленным металлом используют мостовой кран. Разновидности мостовых кранов используемых в индукционном цехе:

1) Мостовые двухбалочные краны применяются для подъема и перемещения груза в помещениях, производственных цехах, складах или под навесом при температуре окружающей среды в пределах от -20°C до +40°C, либо от -40°C до +40°C.Мостовые двухбалочные краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы могут комплектоваться различными грузозахватными органами: крюками, грейферами, электромагнитами, траверсами и специальными захватами. В Индукционном цехе используются грейферы и крюки.

2) Кран мостовой двухбалочный магнитный г/п: 5т, 7т, 11т, 14т, 15.5т, 16т, 17.5т, 20т, 20.5т, 21т, 21.5т, 22.5т, 23т, 26т, 28т, 30т, 32.5т, 35т, 37.5т, 45т, 52.5т, 55т, 57.5т, 62т предназначен для подъема и транспортировки стальных и чугунных грузов, подачи листовых и цилиндрических заготовок, плит, чушек, скрапа, изложниц для разливки стали, стружки и других ферромагнитных материалов на металлообрабатывающие станки, при перегрузке небольших партий металла, труб, кругов на металлобазах, перемещения металлических грузов внутри цехов на различных производствах при температуре окружающего воздуха от минус 35° С до плюс 40° С в среде, не насыщенной химически активными газами, парами и пылью, разрушающими металлы и электрическую изоляцию.

3) Кран мостовой двухбалочный литейный предназначен для перемещения и заливки/разлива жидкого металла. Краны литейных цехов работают в непрерывно при интенсивном использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки. Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий-Л, средний-С, тяжёлый-Т, весьма тяжёлый-ВТ.

1.Технология работы мостового крана

Мостовой кран – это устройство служащее для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебедкой являются основными элементами подьемного крана. Механизм подьемной лебедки приводится в действие электрическим двигателем. Подъемный кран представляет собой грузоподьемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподьемной машиной, имеющее весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение. Мостовой кран представляет собой мост, перемещающийся по крановым путям на ходовых колёсах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающие на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колёс осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал. Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220,380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается. При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций: время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью. Мостовой кран установлен в цехе индукционной плавки металла, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53 -защита электрооборудования от попадания пыли, а также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями, а также защита электрооборудования от капель воды падающих под углом 60 градусов к вертикали. Краны индукционного цеха работают в непрерывно при интенсивном использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки.

Рисунок 1. Конструкция мостового крана

Рисунок 2. Внешний вид мостового крана

Рисунок 3. Кинематическая схема механизма подъема главного крюка

Требования к электрооборудованию мостового крана

В состав электрооборудования крана входят электродвигатели: подъема; перемещения тележки; моста; тормозные устройства, установленные на валу каждого двигателя, сопротивление пускорегулирующей защитная панель, конечные выключатели, вспомогательные и цеховые троллеи.

Электрооборудование крана относится к категории потребителей не ниже 2, краны пожаро-взрывоопасных цехов к 1 категории. ЭО запитывается напряжением не более 500В переменного тока. ЭО запитано от главных «цеховых» троллеях, через токосьемники напряжение подается на вспомогательный троллей расположенный под мостом или гибкий шланговый кабель подающий питание на защитную панель крана он которой через вводный рубильник, линейный контактор, аппараты защиты напряжение гибким шланговым кабелем подается на привода крана. По требованиям ростехнадзора шкаф защитной панели запирается индивидуальной ключ биркой.

2.1 Требования к электроснабжению крана

Электрооборудование крана выполняется и эксплуатируется в соответствии с «Правила устройств и безопасной эксплуатации грузоподъемных механизмов».

Краны относятся к категории потребителей не ниже 2-й, краны взрыво-пожароопасных помещений к 1-й.

Электроснабжение осуществляется от напряжения не более 500В: 380 переменного тока, 440 постоянного тока.

Электроснабжение крана осуществляется по главным (цеховым) троллеям через скользящие токосъемники, питание подается на вспомогательный троллей или гибкий шланговый кабель к защитной панели крана, расположенной в кабине крановщика. Питание к двигателям крана подается через защитную панель через вводный рубильник. О подаче напряжения на главные цеховые троллеи указывают три сигнальные лампы, расположенные в месте подачи питания.

Шкаф защитной панели отпирается индивидуальной ключ-биркой, которая не может быть выдернута без операции отключения.

2.2 Основные виды защит крана.

На кранах обязательны к применению следующие виды защит:

-максимально токовая защита от токов КЗ и сверх перегрузов свыше 25%, осуществляется реле максимального тока КаМ.

Рисунок 4. Схема включения реле максимального тока

-тепловая защита на кранах не применяется.

-нулевая защита, это защита от само запуска двигателя при отключении, восстановлении напряжения. Осуществляется через линейный контактор который получает питание только при установке всех контроллеров крана в нулевое положение.

-на всех механизмах крана устанавливаются нормально закрытые тормоза, на кранах взрыво-пожароопасных помещений два тормоза.

-на дверях кабины и люке выхода на мост устанавливается конечники отключения питания защитной панели при открытии дверцы.

-конечное положение всех механизмов крана снабжены конечными выключателями.

-все металло конструкции крана заземляются через подкрановые пути с общим контуром заземления цеха.

2.3 Требования к ЭП крана

-диапазон регулирования скорости 4:1, 10:1 для специальных кранов

-ограничение ускорений и торможений при минимальной длительности переходных процессов, для уменьшения раскачивания груза, проскальзывания ходовых колес при обеспечении оптимальной производительности крана

-высокая жесткость механических характеристик

Данным требованиям удовлетворяют три системы ЭП:

1) Нерегулируемый или двухскоростной АД с КЗ ротором, краново-металлургической серии MTKF,MTKH

MT – краново-металлургическая серия

К – КЗ двигатель

F или H – класс изоляции обмоток

Система применяется в тельферах и кран балках.

2) АД с фазным ротором и регулированием скорости изменения сопротивления на роторе с помощью кулачковых или магнитных контроллеров. С двигателями серии MTH,MTF.

3) Частотно-регулируемый ЭП. АД с КЗ ротором серии ATMK.

В курсовом проекте для ЭП крана применяем АД с фазным ротором.

Рисунок 5. Режимы работы двигателя подъема в системе ЭП крана

2.4 Режимы работы ЭО крана. Расчет продолжительности включения.

ЭО крана выполняется и эксплуатируется в повторно кратковременном режиме S3. В зависимости от продолжительности включения крана, производительный цикл различает следующие разновидности режимов работы:

-Л – легкий режим, характеризуется продолжительностью включения ПВ=10-15%. В данном режиме работают строительно-монтажные краны, насосы компрессорных станций, ремонтных производств.

-С – средний режим, ПВ=15-25%, краны механических и сборных цехов машиностроительных заводов.

-Т – тяжелый режим, ПВ=25-40%, краны производственных цехов.

-ВТ – весьма тяжелый, ПВ=40-60%, технические краны металлургического производства.

Для крана цеха индукционной плавки металла принимаем весьма тяжелый режим работы, ПВ=60%.

Для расчета продолжительности включения ЭП крана рассчитывем время работы привода подъема тележки моста

где, — скорость подъема, тележки, моста

Н – высота подъема, м

— длина подкрановых путей, м

Находим суммарное время работы крана за цикл

Суммарное время отключения крана

Продолжительность включения приводов подьема тележки и моста за цикл работы крана

Расчет и выбор мощности двигателя подъема

3.1 Расчет статических нагрузок и предварительный выбор двигателя подъема.

Статические нагрузки для привода подъема обусловлены силой тяжести, которая носит активный характер, который может как помогать движению (при спуске груза), так и мешать движению (при подъеме груза).

где m – масса, кг

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/

Сила тяжести груза

Сила тяжести грузозахватывающего устройства

Статическая мощность двигателя при подъеме груза

где — КПД привода подъема

Статическая мощность двигателя при спуске груза в тормозном режиме

Статическая мощность двигателя при подъеме пустого крюка

где — КПД механизма подъема без нагрузки

где — коэффициент загрузки

Статическая мощность при силовом спуске крюка

Эквивалентная мощность двигателя

Номинальная мощность двигателя выбирается по условию

где — коэффициент запаса, учитывающий перегрузку двигателя

Данному условию удовлетворяет АД с фазным ротором серии: МТН 612-6

3.2 Проверка двигателя на нагрев, перегрузочную и пусковую способность.

При работе в ЭП крана двигатель должен поднять максимальный груз даже при возможной просадке напряжения сети на 15%, при этом пуск двигателя подъема должен осущесвиться за время от 1 до 5 секунд для предотвращения резких толчков и обеспечения заданной производительности крана т.к. в периуды пуска двигатель перегревается пусковым током в 2,5 раз превышающим номинальное значение, осуществляем проверку двигателя на нагрев. Для уменьшения скорости барабана подъемной лебедки на валу двигателя устанавливается редуктор, на барабане полиспаст.

Предаточное число редуктора

где -число оборотов, об/мин

-радиус барабана подъемной лебедки, м

-передаточнео число полиспаста

Принимаем к установке редуктор [1, табл. 16] двух ступенчатый, 2-й рядный с передаточным числом 28

Статический момент двигателя при подъеме груза

Проверка двигателя на перегрузочную способность осуществляется исходя из условий реостатного пуска двигателя обеспечивающего и возможного снижения напряжения сети на 15%.

При выполнении данного условия выбранный двигатель проходит проверку на перегрузочную способность.

Статический момент двигателя при спуске груза в тормозном режиме

Статический момент двигателя при подьеме пустого крюка

Статический момент при спуске пустого крюка в силомов режиме

Момент инерции двигателя подъема с грузом

где, — угловая скорость двигателя,

Момент инерции привода подъема без груза

Время пуска двигателя при подъеме груза

где, — пусковой момент двигателя

Оптимальное время пуска с грузом для двигателя подъема от 1 до 5 секунд. Если секунды, то необходимо ограничить пусковой момент двигателя задаваясь оптимальным временем пуска

Если время пуска с грузом больше 5 секунд то необходимо выбрать двигатель большей мощности.

Как рассчитать двигатель для подъема

Расчёт статической мощности двигателя подъёма и предварительный выбор мощности

Статическая нагрузка привода подъёма носит активный характер, т.е. при подъёме масса груза мешает электроприводу, при спуске — помогает. Спуск тяжёлых грузов осуществляется в тормозном режиме.

Статическая мощность двигателя при подъёме груза:

где: m, m₀ — масса груза и крюка, Т; g=9,8 м/с 2 ; — КПД механизма подъёма.

Статическая мощность при спуске груза в тормозном режиме:

Статическая мощность при подъёме пустого крюка:

где з₀ — КПД крана без нагрузки

Статическая мощность при силовом спуске пустого крюка:

Эквивалентная мощность двигателя:

Номинальная мощность двигателя выбирается по условию:

где Кзап. — коэффициент запаса, который учитывает перегрузку двигателя в периоды пусков и торможений. Принимается равным от 1,1 до 3.

По справочнику [1, табл.1-3] выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором серии: МНТ511-8

Для уменьшения скорости барабана подъёмной лебёдки, на валу двигате — ля устанавливается редуктор. Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

где n_ном — номинальное число оборотов выбранного двигателя (об/мин); i_п — передаточное число полиспаста; R_б — радиус барабана подъёмной лебёдки (м)

По справочнику [1, табл.19] выбираем редуктор с передаточным числом ближайшим к расчетному: двухступенчатый редуктор i_р=25

Проверка двигателя на нагрев

Статический момент при подъёме груза:

Статический момент при спуске груза:

Статический момент при подъёме пустого крюка:

Статический момент при спуске пустого крюка:

Приведённый момент инерции двигателя подъёма с грузом:

J_д — момент инерции вала двигателя кг?м 2

=73,8(рад/с) номинальная скорость двигателя.

Момент инерции без груза:

Время пуска двигателя при подъёме груза:

М_пуск -момент пусковой, т.к. в электроприводе крана применяется реостатный пуск двигателя, принимаем Н?м

Если время пуска для привода подъёма составит меньше 1с , то необходимо ограничить пусковой момент исходя из допустимого времени пуска t_п=1 с .

Расчет мощности и выбор электродвигателя

Максимальная статическая мощность двигателя, необходимая для подъема номинального груза, находится по следующей формуле:

где — масса поднимаемого груза, т (исходные данные)

— маса грузозахватного устройства, т (исходные данные)

— Скорость подъема, м/с (исходные данные)

— коэффициент поленого действия механизма (исходные данные)

Предварительная мощность двигателя

где: К — коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма, К=0,8.

Ориентировочная продолжительность включения

где К_I — количество операцій в течении одного цикла К_i=4;

T_p — время одной операции (подъема или опускання)

де Н — висота подъема, м (исходные данные);

— число циклов в час (исходные данные).

Находим окончательную предварительную мощность двигателя при каталожной продолжительности включения. Двигатели, предназначенные для работы в повторно-кратковременном режиме; выпускаются c ПВ_кат = 15, 20, 40, 60%.

Частотой вращения двигателя задаемся n_н об/мин задаемся по каталогу.

По значениям P_пред и n по каталогу выбираем двигатель краново-металлургического исполнения типа MTH, MTF или ЧМТ, соблюдая условие, что номинальная мощность должна быть равно или несколько больше (до 20%) предварительной P_пред т.е. Р_н>P_пред.

Таблица 2.1 Паспортные данные двигателя

Номинальный момент двигателя.

где Р_н — мощность выбранного двигателя по каталогу, кВт;

щ_н — угловая скорость вращения выбранного двигателя, рад/с.

где n_н — частота вращения выбранного по каталогу двигателя, об/мин.

m₀ — масса грузозахватного устройства, т;

з_м — коэффициент полезного действия механизма;

i — передаточное отношение редуктора и полипаста.

где щ_н — угловая скорость вращения двигателя, рад/с;

При тормозном спуске номинального груза

При подъеме пустого грузозахватного устройства

где з_о — коэффициент полезного действия механизма при данной

нагрузке. Определяется по кривым з_о=f(K₃), приведенным в [2, c36]

Коэффициент загрузки определяется по формуле

При спуске пустого грузозахватного устройства

Значение М_со может быть как положительным, так и отрицательным. При М_со>0 — силовой спуск, при М_со<0 — тормозной спуск.

При работе с грузом

где К коэффициент, учитывающий приближенно момент инерции

редуктора и барабана К=1,15

J_дв — момент инерции двигателя (по каталогу), кгм 2 ;

J_ш — момент инерции тормозного шкива, кгм 2 ;

J_м — момент инерции муфты и быстроходного вала редуктора, кгм 2 .

В ряде случаев J_ш и J_м определяет приближенно в долях от момента инерции ротора двигателя.

J_п.д.г. — момент инерции поступательно-движущихся элементов системы, приведенный к валу двигателя.

щ_н — угловая скорость вращения двигателя, рад/с.

При работе без груза

где J_п.д.о. — момент инерции поступательно-движущихся элементов системы без учета веса груза, приведенный к валу двигателя.

Предельно допустимое ускорение двигателя

где: а_доп — максимально допустимое линейное ускорение груза, м/с 2

Среднее значение, а _доп. при разгоне и замедлении обычно (0,1-0,3) м/с 2 Принимаем 0,2 м/с 2

Динамический момент системы при подъеме груза

Зная величины статических и динамических моментов, можно определить средний пусковой момент, развиваемый двигателем при подъеме груза.

Обычно М_ср.п не должен превышать (1,7-2) М_н.

Определение времени разгона

При подъеме груза

где щ_нач — начальное значения угловой скорости, рад/с.

Щ_кон — конечное значение угловой скорости, рад/с.

При пуске от состояния покоя до номинальной скорости

Среднее время пуска для механизмов подъема обычно находится от 1 до 5 с.

При тормозном спуске груза

Двигатель работает в режиме электромагнитного тормоза (тормозной спуск) и груз ускоряется под действием собственного веса, т.е. разгон системы происходит под действием момента равного М_сг

При подъеме грузозахватного устройства

где М_срп— средний пусковой момент при подъеме и опускании грузозахватного устройства.

При спускании грузозахватного устройства

Определение времени торможения

Схемы управления двигателями механизмов подъема предусматривают экстренное наложение механических тормозов при отключении статора двигателя от сети, т.е. при установке силового или командоконтроллера в нулевое положение.

В связи с этим для механизмов подъема электрические торможение двигателей можно не учитывать.

Время торможения для различных режимов определяется с учетом момента, развиваемого только механическим тормозом.

Момент тормоза М_т определяется максимальным статическим моментом М_с.макс, приведенным к тормозному валу (обычно это вал двигателя) и коэффициент запаса К_т.

где М_с.макс — максимальный статический крутящий момент на тормозном валу = М_сг Н·м.

По правилам Госгортехнадзора коэффициент имеет следующие значения для среднего режима работы K_т=1,75.

Рассчитываем время торможения

При подъеме груза

При спуске груза

При подъеме грузозахватного устройства

При спуске грузозахватного устройства

щ_нач — скорость, с которой начинается режим торможения;

щ_кон — скорость, при которой заканчивается режим торможения.

Пути, пройденные грузом или грузозахватным устройством во время пусков и торможений.

При подъеме груза

где V_П — скорость подъема, м/с;

t_p.пг — время разгона при подъеме груза,с;

t_T.пг — время торможения при подъеме груза, с.

При спуске груза

При подъеме грузозахватного устройства

При спуске грузозахватного устройства

Пути, проходимые грузом или грузозахватными устройством с установившейся скоростью:

При подъеме груза

При спуске груза

При подъеме грузозахватного устройства

При спуске грузозахватного устройства

Время работы с установившейся скоростью и время паузы:

При подъеме груза

При спуске груза

При подъеме грузозахватного устройства

При спуске грузозахватного устройства

?_tp — суммарное время работы, с;

Строим скоростную и нагрузочную диаграммы привода (рисунок 1)

Проверка предварительно выбранного двигателя по условиям нагрева и перегрузочной способности

Фактическая продолжительность включения

Расчетный эквивалентный момент

Эквивалентный момент, соответствующий продолжительности включения выбранного двигателя

Если эквивалентный момент равен или несколько меньше номинального, то выбранный двигатель проходит по нагреву, т.е.

Проверку на перегрузочную способность производят по условию:

где М_{макс.нагр} — максимальный момент из нагрузочной диаграммы;

М_{макс.дв} — максимальный момент двигателя;

1,3 — коэффициент, учитывающий возможные пики момента при реостатном пуске; (0,8-0,85) — коэффициент, учитывающий уменьшение максимального момента при снижении напряжения на зажимах двигателя.

1,3·1459=1896,7 Н·м<0,85·2320=1972 Н·м

Выбранный двигатель подходит по перегрузочной способности и принимается к установке.

Расчет и выбор электродвигателя для грузоподъемного механизма

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;

G₀, H – сила тяжести грузоподъемного устройства при расчете принять

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

V_n, м/с – скорость подъема груза

V_n=(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

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

Как узнать, какой вес может поднять мотор?

Как рассчитать вес, который может поднять двигатель?

Сила равна весу объекта, действующего в центре вала.. Например: Предположим, что вал двигателя удерживает шину весом 50 кг. Таким образом, вес, действующий в центре вала двигателя, равен Силе (F2) = 50 * 9,81 Н.

Какие моторы могут поднять 100 кг?

В принципе, любой мотор должен быть в состоянии поднять вес до 100 кг при использовании подходящей передачи. Однако оказывается, что в зубчатой ​​передаче будет некоторое трение, которое необходимо преодолеть двигателю. Любой двигатель, способный сделать это, сделает свою работу.

Как рассчитать мощность, необходимую для подъема груза?

Позволь нам вычислить работа, проделанная в подъем объект массой m на высоте h. Если объект поднял прямо вверх с постоянной скоростью, затем сила необходимо поднять он равен его весу мг. Тогда работа над массой будет W = Fd = mgh.

Сколько весит автоподъемник на 100кв?

ВЕСЬ ВЕС (AUW): Для квадрокоптеров, гексакоптеров, октокоптеров от мин. 10,4 кг, 15,6 кг, 20,8 кг до макс. 23,6 кг, 35,4 кг и 47,2 кг соответственно.

Какой вес может поднять двигатель мощностью 1 л.с.?

Лошадиная сила — это скорость выполнения работы. Вы, возможно, помните из школьных уроков естествознания, что: 1 л.с. = 550 фут ∙ фунт-сила / с. Другими словами, вы можете поднять 1 фунт-сила со скоростью 550 футов / с или 550 фунтов со скоростью 1 фут / с.

Какая мощность требуется, чтобы поднять вес?

На земле это занимает около 10 Ньютон-метров (Н-м) энергии, чтобы поднять Масса 1 килограмм на высоту 1 метр. Поскольку 1 Н-м равен 1 Джоуля, это 10 Джоулей. Если для поднятия груза на 1 метр требуется 1 секунда, значит, вы преобразовали 10 джоулей энергии в потенциальную за одну секунду.

Какие моторы могут поднять 20 кг?

Любой мотор «вмещает» 20 кг.. Фактически, крюк в потолке выдержит 20 кг при правильной установке.

Какой вес может поднять мотор 12 В?

Масса: 100 г (прибл.) Обороты: 100 Рабочее напряжение: 12 В постоянного тока Коробка передач: прикрепленная пластиковая (прямозубая) Коробка передач Диаметр вала: 6 мм Длина вала: 21 мм Крутящий момент: 1,2 кг-см. Ток холостого хода = 60 мА (макс.) Ток нагрузки = 300 мА (макс.).

Сколько может поднять мотор Lego?

Это видео канала Youtuber Brick Experiment Channel, демонстрирующее созданный им двигатель и систему передач LEGO, способную поднимать 102,2 кг (

Сколько энергии расходуется, если вы поднимаете ящик шириной 60 дюймов?

Ответ: Ответ 600 Вт.

Какое усилие необходимо, чтобы поднять 10 кг груза?

Какое усилие необходимо, чтобы поднять вес 10 кг? Правильный ответ (B) 5 кг. В системе с двумя шкивами сила равна весу, разделенному на два. Чтобы поднять 10 кг груза, потребуется усилие в 5 кг.

Какой мотор может поднять 1 кг?

Поднять вес 1 кг с квадрокоптера а бесщеточный двигатель в конфигурации 750–900 кВ было бы лучше, также размер мотора будет на размер рамы. Выбор гребного винта зависит от того, какая батарея использовалась, 12В, 4-элементные батареи лучше подходят для подъема 1 кг.

Сколько тяги нужно, чтобы поднять человека?

Идеальное крыло имеет где-то максимальное отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению. от 50 до 20, в зависимости от того, как мы определяем эти факторы. Допустим, мы будем поднимать нашего человека со скоростью, при которой передаточное число крыла равно 26. Таким образом, чтобы поднять 260 фунтов, нам нужны ДЕСЯТЬ ФУНТОВ УПРАВЛЕНИЯ.