Выбор, проверка двигателя по нагреву и расчет нагрузочной диаграммы

Рекомендуемые формы механических характеристик двигателя механизма подъёма экскаватора представлены на рисунке 3.1.

Ниже приводится расчёт для подъемного механизма.

По заданной скорости перемещения ковша V_кан = 0,87 м/с определяется частота вращения подъемного барабана (1.47):

ω ω0 ωн ωотс

Рисунок 3.1 – Механическая характеристика механизма подъёма экскаватора.

Таблица 3.1 -Технические данные двигателя ДПЭ – 82А

Наименование	Обозначение	Единица измерения	Величина
Мощность	Рн	кВт
Номинальное напряжение	Uн	В
Номинальный ток	Iн	А
Номинальная скорость	nн	об /мин
Режим работы, ПВ	%
Предельная скорость вращения	nmax	об /мин
Момент инерции	Jя	кг/м2
Сопротивление обмоток при 200
· Якоря	vя	Ом	0,0122
· добавочных полюсов	rgn	Ом	0,0088
Напряжение возбуждения	Uвн	В
Сопротивление обмотки возбуждения при 200	Rв	Ом	3,5

 

Передаточное число редуктора (1.50):

, (3.18)

Применяется трехступенчатый цилиндрический редуктор с ближайшим придаточным числом i_ред = 80.

 

Моменты инерции рукояти, ковша и породы определяются по формулам

, (3.19)

, (3.20)

. (3.21)

Момент инерции редуктора и барабана

 

Jред.б = 0,2 ∙17= 3,4 кг∙м (3.22)

 

Рассчитываются нагрузочные и скоростные диаграммы выбранного двигателя за один цикл работы экскаватора. Предполагается, что первоначальный пуск двигателя происходит при опущенном на подошву забоя порожнем ковше. Момент сопротивления в этом случае будет состоять из преодоления сил тяжести рукояти и ковша:

, (3.23)

Номинальный момент двигателя (1.56):

(3.24)

В соответствии с рекомендациями (см. рисунок 1.8) определяются моменты двигателя стопорный и отсечки:

а) стопорный момент :

;

 

б) момент отсечки :

;

 

Динамический момент при пуске двигателя (1.57):

, (3.25)

;

.

 

Время разгона двигателя до номинальной скорости (1.58):

(3.26)

t₁ .

 

Средний момент двигателя при разгоне:

 

.

 

Момент сопротивления за время копания изменяется от минимальной величины М₁, до величины момента, обусловленного усилием в подъемном механизме в конце копания N_пл. Поэтому за расчетную величину момента принимается среднее арифметическое значение (1.59):

(3.27)

 

М₄ .

Время копания с установившейся скоростью (1.60):

(3.28)

где L_н – высота забоя;

V_пл – скорость перемещения подъемного каната;

Момент сопротивления при удержании груженого ковша и повороте его на разгрузку (1.61):

, (3.29)

Время удержания груженого ковша в заторможенном состоянии равно времени вращения поворотной платформы к месту разгрузки.

Тормозной момент при маневрировании с груженым ковшом и снижении скорости вращения двигателя до 0,1 w_ном. (1.62):

(3.30)

Время торможения ковша с породой до скорости вращения 0,1 w_ном. (1.63):

(3.31)

Средний момент двигателя, развиваемый при торможении:

.

Средний момент при разгрузке ковша:

.

Время разгрузки ковша .

Динамический момент при реверсировании и разгоне двигателя на спуск порожнего ковша (1.64):

(3.32)

 

Время разгона двигателя до скорости вращения, равной 1,1w_ном (1.65):

(3.33)

.

Средний момент, развиваемый двигателем при спуске порожнего ковша (1.66):

(3.34)

Момент сопротивления при опускании порожнего ковша с установившейся скоростью (1.67):

, (3.35)

 

Время опускания ковша с установившейся скоростью при продолжительности цикла t_ц = 23с.

 

Момент при торможении порожнего ковша и спуске его в забой (1.68):

, (3.36)

Время торможения при спуске порожнего ковша:

.

Средний момент, развиваемый двигателем при торможении с порожним ковшом (1.69):

М13 = М12 + М11 = (3.37)

Эквивалентный момент двигателя подъема:

.

Из сравнения эквивалентного момента с номинальным моментом двигателя видно, что выбранный двигатель отвечает требованиям по условиям нагрева.

Теперь необходимо проверить двигатель по перегрузке. Максимальный момент двигателя:

(3.38)

Сравнивая М_мин с пусковым моментом равным 5517 Н∙м делается вывод, что выбранный двигатель проходит по перегрузке и обеспечивает выполнение требуемой тахограммы.

Нагрузочная диаграмма и тахограмма работы механизма подъема экскаватора ЭКГ-5

Рисунок 3.2.
Как видно из диаграммы (рисунок 3.2.), режим работы механизма подъема одноковшового экскаватора характеризуется частыми пусками и реверсами, быстрыми разгонами и остановками. Частота включений подъемного двигателя доходит до 300 В/час. Для привода подъема свойственен ударный характер его нагрузки, который определяется тем, что при подъеме ковша двигатель создает вращающий момент, а при опускании ковша двигатель работает в генераторном режиме.

В группе главных электроприводов, электропривод подъема является самым мощным на экскаваторе и основным в соответствии с заданным значением нагрузки, скоростью подъема ковша и производительностью экскаватора.

 

 

4 Выбор и расчёт основного электрооборудования силовой части