4. Расчет мощности двигателя, привода скипового подъемника

4.1. Расчет скипового подъемника

12 Вариант

При проектировании скипового подъемника обращают внимание на обеспечение устойчивости скипа на прямолинейном участке пути, а также на опрокидывание и самовозврат разгрузочных кривых.

На протяжении всего пути скипа нельзя допускать отрицательных реакций скатов, т.е. опирания ската на контррельсы.

Устойчивость скипа будет обеспечиваться, если силы от веса скипа и материала приложенного в центре тяжести, пройдут между передними и задними скатами, и если момент от этих сил будет прижимать скип к рельсам.

,

где – вес скипа;

– вес материала;

– плечо действия сил.

кН∙м

Если это условие не выполнено, то при ослаблении каната скип будет стремиться опрокинуться вокруг заднего ската.

4.2. Определение условия самовозврата скипа на разгрузочном участке моста

При движении скипа на разгрузочном участке, должно быть обеспечено условие отсутствия отрыва скипа от рельсов и должно быть обеспечено необходимое положительное натяжение каната, а также положение ц.т. системы, чтобы при ослаблении каната сумма всех сил, действующих на скип, создавала момент относительно мгновенного центра вращения выводящей скип в сторону наклонного моста.

Из этих условий наихудшим вариантом будет крайнее верхнее положение опускающегося скипа на разгрузочных кривых.

Для расчета строят в масштабе разгрузочные кривые и скип в крайнем верхнем положении.

Усилие в канате и реакции и по величине и направлению зависят от: веса скипа , положения его ц.т., точки крепления каната к скипу, а также профиля разгрузочных кривых, расположения скипа на них и места установки блока.

Реакции и приложены к осям колес с отклонением от нормали к профилю рельса, в сторону противоположную скипу движению ската скипа на угол :

где – коэффициент удельного сопротивления передвижению скипа.

Момент сил сопротивления вокруг мгновенного центра вращения , т.е. пересечение нормалей к рельсам на разгрузочных кривых в точке контакта со скатами

где , , – плечи приложения соответствующих сил относительно точки .

,

Н

Момент силы тяжести, возвращающей скип в исходное положение:

,

где – плечо приложения силы относительно точки .

Н∙м

Н∙м

Расчет мощности электродвигателя скиповой лебедки

Двигатель работает с переменным графиком нагрузки, поэтому расчет мощности выполняют по эквивалентной нагрузке

Определение усилия в точке крепления упряжи к скипу. При нахождении скипа на основном участке моста принимаем , тогда

,

где и – соответственно углы наклона пути скипа на участке в скиповой яме и на основном участке моста,

– вес скипа,

– вес материала,

– усилие в канате,

– коэффициент удельного сопротивления.

Знак «+» – при подъеме скипа,

«-» – при опускании.

Н

Н

Натяжение в канате в точке набегания каната на головной блок (т2):

,

где – вес единицы длины одного каната (погонный метр),

– длина каната на участке 1-2.

Н

Натяжение в ветви каната сбегающей с головного блока (в т.3):

,

где – коэффициент сопротивления при огибании канатом блока (первое слагаемое учитывает жесткость каната, а второе – трение в блоке),

,

где – диаметр каната, мм;

– диаметр блока, мм;

– коэффициент, учитывающий трение каната о желоб блока;

– коэффициент трения в подшипниках блока;

– диаметр цапф подшипников блока, мм;

– угол обхвата блока канатом.

Н

Н

Натяжение в набегающей ветви каната направляющего блока (в т. 4):

,

где – расстояние между точками 3 и 4,

– угол наклона каната к горизонту на участке 3-4.

Н

Натяжение ветви каната сбегающей с направляющего блока (в т.5)

,

где – коэффициент сопротивления для направляющего блока рассчитывается по формуле выше.

Н

Н

Натяжение на барабане (в т. 6):

,

где – расстояние от точки сбегания каната с блока до барабана.

Н

Статический момент на барабане лебедки:

,

где и – натяжение каната на барабане в точках 6а и 6б от груженого и порожнего скипов, определяемое по формуле на каждом участке моста;

– диаметр барабана.

:

.

Н

Н

.

Н

.

Н

Н

.

Н

.

Н

Н

.

Н

Н∙м

Статический момент на валу двигателя:

,

где – число двигателей,

– общее передаточное число лебедки,

– КПД лебедки.

Н∙м

Предварительная мощность одного двигателя:

,

где – момент на барабане лебедки при среднем положении скипов на наклонном мосту,

– максимальная скорость движения скипа.

Вт

По предварительной мощности выбирают двигатель и момент инерции массы ротора.

В периоды ускорений и замедлений , , , на валу одного двигателя возникает динамический момент:

,

где – общий момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя;

– угловое ускорение на валу двигателя.

Общий момент инерции определяется по формуле:

,

где – длина одного каната;

– момент инерции массы узла барабана лебедки относительно его оси;

– момент инерции масс на валу двигателя (ротора, муфты, тормозного шкива);

– вес единицы длины каната;

– передаточное число от оси барабана до оси двигателя;

– коэффициент, учитывающий моменты инерции масс других деталей привода;

– ускорение свободного падения;

– угловое ускорение двигателя;

– ускорение (замедление) скипа.

Н∙м

Общий момент на валу двигателя:

.

Н∙м