Содержание

     Введение…………………………………………………………………………5

Технические данные……………………………………………………………….6

Технические условия………………………………………………………………6

Графическая часть…………………………………………………………………7

Кинематическая схема поворотного стола……………………………………….7

Расчетная часть

1. Определить статические моменты и моменты инерции, приведенные к валу

двигателя…………………………………………………………………………..8

2. Подсчитать потребную мощность двигателя для привода поворотного стола

и выбрать его по каталогу………………………………………………………...11

3. Построить механические характеристики двигателя при соответствующих

режимах его работы……………………………………………………………….12

4. Рассчитать пусковые и регулировочные сопротивления и выбрать их по каталогу……………………………………………………………………………..14

5. Рассчитать и построить переходные режимы двигателя при пуске электро-

привода под нагрузкой…………………………………………………………….17

6. Проверить предварительно выбранный двигатель по нагреву и по механиче-

ской перегрузке…………………………………………………………………….22

7. Определить расход электроэнергии за цикл работы, среднециклический КПД

и коэффициент мощности…………………………………………………………23

Заключение………………………………………………………………….26

Список литературы…………………………………………………………27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Поворотный предназначен для поворота слитка на 180° в горизонтальной плоскости. Привод поворота стола осуществляется от электродвигателя через двухступенчатый редуктор и коническую передачу стол поворачивается на 180° за 10 секунд.

Важнейшей особенностью механизмов передвижения и по­ворота является большая механическая инерция, влияние кото­рой тем больше, чем тяжелее движущееся сооружение и чем выше скорость движения. Приведенный к валу двигателя мо­мент инерции движущихся масс установки для механизмов передвижения и поворота кранов и для механизмов поворота экскаваторов в

2-20 раз больше собственного момента инер­ции двигателя. Поэтому для таких механизмов при большой частоте включений динамические нагрузки определяют необхо­димую мощность двигателя, а статические нагрузки невелики в сравнении с динамическими.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические данные 

 

1. Масса вращающего стола. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .35000 кг

2. Наибольшая масса слитка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25000 кг

3. Размеры наибольшего слитка:

длина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,2 м

ширина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,2 м

4. Число зубцов червячного колеса . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .48

5. Число зубцов зубчатого венца. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .102

6. Диаметр начальной окружности зубчатого венца. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,632м

7. Число зубцов конической шестерни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

8. Число заходов червяка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

9. Диаметр опорных роликов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . 0,4 м

10.Число опорных роликов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

11.Диаметр цапф опорных роликов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 0,207 м

12.Коэффициент трения качения опорного ролика поверхности стола. .0,0008 м

13.Коэффициент трения подшипников скольжения

 в опорах оси опорного ролика. ………………………………………………….0,07

14.Момент инерции стола без груза . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. .. . . . 300000 кг*м2

15.Моментами инерции червячного редуктора,

муфт и тормозного шкива можно пренебречь.

16.Время поворота стола на 180% не должно превышать. . . . . . .. . . . . . . . . .10 с

17.Подача слитков производится через каждые . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 80 с

Технические условия

1. Сеть переменного тока, напряжение 380 В.

2. Для привода поворотного стола используется асинхронный двигатель с

контактными кольцами.

3. Поворотный стол предназначен для поворота слитков в горизонтальной

плоскости на 180.

4. Верхняя поворотная часть стола лежит на шести роликах.

5. Для останова применяется электрическое торможение.

Графическая часть

1. Кинематическая схема поворотного стола.

2. Схема силовой цепи электропривода.

3. Механические характеристики двигателя.

4. Графики скорости и вторичного тока за время поворота стола на 180.

5. Схема внешних соединений.

Кинематическая схема поворотного стола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение статических моментов и моментов инерции, приведенные к моменту двигателя

Суммарный момент инерции

 

Передаточное число червячной пары:

 

Передаточное число конической передачи:

 

Суммарное передаточное число:

 

Радиус приведения:

 

Момент инерции груза

 

Суммарный момент инерции

 

Определим статические нагрузки на валу двигателя с грузом.

 

 

где:     

 

Определим статические нагрузки на валу двигателя без груза.

 

 

где:     

 

Построение нагрузочной диаграммы

Находим установившуюся скорость стола:

Время поворота стола на 180° не должно превышать 10 с, следовательно:

 

 в секунду

 

Тогда w_уст.ст примем  а ускорение привода

Тогда время разгона и время торможения:

 

Угол  поворота, пройденный за ускорение:

 

Тогда время работы двигателя с установившейся скоростью:

 

Тогда угловая скорость вала двигателя:

 

Временные параметры:

t_р=3 c

t_т=3 c

t_уст=4 c

t₀=30 c

 

Находим динамические моменты:

 

 

 

 

Приведенный динамический момент  к валу двигателя:

 

 

 

 

Строим диаграммы динамических моментов:

 

 

2. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ И ВЫБОР ЕГО ПО КАТАЛОГУ

Определим фактическую продолжительность включения:

 

 

 

 

Выбираем двигатель MTH 713-10 при    ; P=200 кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ ПРИ СООТВЕТСТВУЮЩИХ РЕЖИМАХ ЕГО РАБОТЫ 

 

Определим параметры двигателя:

 

 

 

 

 

 

Точка холостого хода:

 

 

 

Номинальный режим:

 

 

 

Критический режим:

 

 

Точка пуска:

 

 

 

Уравнение механической характеристики будем строить по следующей формуле:

 

где:

 

4. РАСЧЕТ ПУСКОРЕГУЛИРОВОЧНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ Т ВЫБОР ИХ ПО КАТАЛОГУ

Зададимся переключающим и критическим моментом:

 

 

Определим число ступеней:

 

где:

 

 

 

Найдем активное сопротивление фазной обмотки ротора:

 

Найдем сопротивления резисторов на ступенях пускового реостата:

Сопротивление пятой ступени:

 

Сопротивление четвертой ступени:

 

Сопротивление третьей ступени:

 

Сопротивление второй ступени:

 

Сопротивление первой ступени:

 

 

 

Полное добавочное сопротивление:

 

Выбираем по каталогу ящик сопротивлений ЯС-4У3.

 

 

Составляем схемы включения сопротивлений на ступенях.

Схема соединения элементов для 1-й ступени:

 

 

Схема соединения элементов для 2-й ступени:

 

 

Схема соединения элементов для 3-й ступени:

 

 

Схема соединения элементов для 4-й ступени:

 

Схема соединения элементов для 5-й ступени:

 

 

Схема силовой цепи электропривода

 

5. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМОВПРИ ПУСКЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОД НАГРУЗКОЙ.

 

Расчет первой ступени.

 

 

 

 

 

 

 

Расчет второй ступени.

 

 

 

 

 

 

Расчет третьей ступени.

 

 

 

 

 

Расчет четвертой ступени.

 

 

 

 

 

Расчет  пятой ступени.

 

 

 

 

 

 

При выходе на естественную характеристику

 

 

 

 

 

Стоим диаграмму зависимости момента от времени:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоим зависимость скорости от времени:

 

Зная время включения каждого резистора, можем построить зависимость тока от времени. Для этого найдем предельные значения тока.

 

 

 

 

где:   полное сопротивление

 сопротивление обмоток ротора

 скольжение при пуске

 номинальное скольжение

 

 

Строим зависимость тока от времени:

 

 

6. ПРОВЕРКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВЫБРАННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПО МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕГРУЗКЕ.

Проверка по нагреву:

При проверке двигателя по тепловому режиму исходным является уравнение баланса потерь в электрической машине. Условия правильного выбора ЭД является:  М_ном>М_экв

 

 

Так как  М_ном>М_экв то двигатель не перегревается.

 

Проверка по механической перегрузке.

Проверка по кратковременной механической перегрузке выполняется сравнением  М_мах с допустимым моментом электродвигателя.

 для двигателя МТН 713-10 .

Максимальный момент нагрузки двигателя:

 

Так как  М_мах>М_с1 то двигатель не перегружается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ, СРЕДНЕЦИКЛИЧЕСКОГО  КПД И КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ.

 

 

 

 

 

 

При 

 

Переменные потери:

 

 

 

 

 

 

где:  

 

При повороте стола с грузом в течении  10с, двигатель потребляет из сети:

 

КПД двигателя при нагрузке

 

Находим соsф:

Приведенный ток в роторе двигателя при моменте нагрузки:

 

 

Находим реактивную мощность двигателя:

 

 

 

При 

 

Переменные потери:

 

 

 

 

 

 

где:  

 

При повороте стола с грузом в течении  10с, двигатель потребляет из сети:

 

КПД двигателя при нагрузке

 

Находим соsф:

Приведенный ток в роторе двигателя при моменте нагрузки:

 

 

Находим реактивную мощность двигателя:

 

 

Тогда расход электроэнергии за цикл работы составляет:

 

КПД за цикл работы:

 

Т.е.

сosф за цикл работы:

 

 

 

Заключение

 

Для электропривода поворотного стол выбран двигатель  MTH 713-10. Данный двигатель подходит по критериям нагрева и перегрузочной способности. Произведен выбор пускорегулировочных сопротивлений. Рассчитаны и построены пусковые характеристики электродвигателей соответственно их режимам  работы. В результате расчетов найдены зависимости момента, скорости и тока от времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Зеленов А.Б. , Тертичников В.Н. , Гулякин В.Г. Электрооборудование меха-

низмов прокатных станов. М.: Металлургиздат, 1963.

2. Бычков В.П. Электрооборудование и автоматизация металлургического

производства. М.: Высшая школа, 1977.

3. Стефанович В.Л. Автоматизация станов горячей прокатки. М.: Металлургия,

1974.

4. Архангельский В.И. Системы реверсивных электроприводов. Киев: Техника,

1972.

5. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: Энергия, 1977.

6. Афанасьев В.А. Электропривод летучих ножниц. М.: Госэнергоиздат, 1962.

7. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию. М: Высшая школа,

1965.