Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М
Расчет усилий в подъемном механизме
Усилия в подъемном механизме лопаты, соответствующие вертикальному положению подъемного
каната 900 и горизонтальному положению рукояти
00 , принимают за номинальные при определении
мощности двигателя во время копания.
Определим усилия и мощности двигателя механизма подъема в отдельные периоды работы экскаватора в течение одного цикла.
Усилие при копании
N1Л |
kкл |
ЕЛ |
105 |
, |
(5.37) |
|
|
|
|||
|
|
LЗ kP |
|
||
где L3 = LН =8,1 м; ККЛ – коэффициент, для IV категории породы ККЛ =2,35-3,1.
N |
|
3,1 10 105 |
28 104 |
(Н ) |
|
1Л |
8,1 1,37 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Сила тяжести ковша и породы
G |
|
0,981 m |
|
EЛ ПОР |
104 , |
(5.38) |
|
К ПОР |
КЛ |
kР |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
где gПОР – плотность горной породы в целике, т/м3, для IV категории породы gПОР =3,0-3,5 т/м3;
Кр–коэффициент разрыхления, для IV категории породы Кр=1,3-1,37.
GК ПОР |
0,981 19,55 |
10 |
3,3 |
104 |
42,8 104 (Н ) |
||
|
|
|
|||||
1,37 |
|||||||
|
|
|
|
||||
Сила тяжести рукояти, создающая момент сопротивления при копании
|
|
|
GP' |
|
Gp Lpв |
|
104 , |
|
|
(5.39) |
|||
|
|
|
|
L рл |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где LРВ – выдвинутая часть рукояти, |
|
|
|
|
|
||||||||
|
G' |
|
|
17,3 4,8 |
104 |
|
9,4 104 |
(Н ) . |
|
||||
|
|
|
|
||||||||||
|
P |
8,8 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Усилие подъема |
|
|
||||||||
|
(N |
L G |
|
L G' |
L ) 104 |
|
|
||||||
NП.Л |
1Л |
|
1 |
|
К П К |
Р |
P |
, |
(5.40) |
||||
|
|
|
|
|
LРВ |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где L1 – длина выдвинутой части рукояти вместе с ковшом; |
|||||||||||||
LK – длина плеча приложения силы GК |
ПОР до оси |
||||||||||||
напорного вала; LP – длина плеча приложения силы GР до оси напорного вала;
NП.Л |
|
28 7,2 42,8 6 9,4 2,5 |
104 |
100,4 104 |
Н. |
|
|
||||||
|
|
|
4,8 |
|
|
|
|
Мощность подъема при копании |
|
||||
|
|
РПЛК |
N ПЛ vПЛ 10 3 |
, |
(5.41) |
|
ПЛ
где vПЛ =0,95 м/с согласно техническим данным ЭКГ-10
(табл. 5.6)
|
РПЛК |
100,4 104 |
0,95 |
10 3 |
1122 кВт. |
|
|||
|
|
0,85 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Движение груженого ковша на разгрузку |
|
|||||||
|
|
|
|
Усилие подъема |
|
|
|
||
|
|
(GК П L!К cos |
GP L!P |
cos ) 104 |
|
||||
N |
|
|
|
|
|
|
, |
(5.42) |
|
П .ЛР |
! |
РВ sin |
|
||||||
|
|
|
|
L |
|
|
|
||
РПЛР 1,1 |
36 0,95 104 |
10 3 |
|
442,6 кВт. |
|
|||
|
|
|
||||||
|
|
0,85 |
|
|
|
|
|
|
Средневзвешенная мощность двигателя подъема |
|
|||||||
|
РПЛ К tK |
РПЛ P tP |
РПЛ З tЗ , |
(5.46) |
||||
РП СВ |
|
|
tЦЛ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
где tK = tP= tЗ = tЦЛ /3 =27/3 =9 с; |
|
|
|
|
|
|||
1122 9 |
151,8 |
9 |
442,6 |
9 |
|
|
||
РП СВ |
|
|
|
|
|
|
572 кВт. |
|
|
27 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При двухдвигательном электроприводе напора мощность каждого из них составит
Р ДВ.П = РП.СВ /2= 572/2 =286 кВт.
Ближайшим по мощности подходит экскаваторный электродвигатель постоянного тока МПЭ 350 – 900 – У2 (табл. 5.7)
|
|
Таблица 5.7 |
|
|
|
Наименование |
|
Величина |
параметра |
|
|
Мощность, кВт |
|
350 |
Напряжение, В |
|
440 |
Ток, А (якоря) |
|
853 |
Частота вращения, об/мин |
|
900/1500 |
Вращающий момент, кНм |
|
3,71/2,23 |
Ток возбуждения, А |
|
25/11,2 |
Напряжение |
на |
|
обмотке возбуждения, В |
|
49,2/33,8 |
Поток главного полюса, Вб |
|
0,0804*1,18/0,0483*1,18 |
Число пар полюсов |
|
2 |
Динамический момент |
|
|
инерции якоря, кг м2 |
|
16,5 |
|
|
|
Согласно рассчитанным значениям построены нагрузочная диаграмма и тахограмма механизма подъема
(рис. 5.15).
Рис. 5.15. Нагрузочная диаграмма и тахограмма механизма подъема
5.6. Электропривод напора карьерного экскаватора
Лебедка напора предназначена для сообщения рукояти возвратно-поступательного движения.
Кинематическая схема лебедки приведена на рис. 5.16. Лебедка приводится в действие электродвигателем постоянного тока. Редуктор напорной лебедки горизонтальный трехступенчатый цилиндрический. Первые две ступени косозубые, последняя ступень – прямозубая.