Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М

Рис. 5.17. Тахограмма и нагрузочная диаграмма механизма напора за один цикл

5.7. Электропривод поворота экскаватора

Работа поворотного механизма носит циклический характер, при этом производительность одноковшового экскаватора в значительной мере определяется временем поворотных движений.

Поворотная часть экскаватора в соответствии с рис. 5.18 состоит из поворотной платформы I с установленными на ней механизмами и рабочим оборудованием.

Рис. 5.18. Кинематическая схема механизма поворота одноковшового экскаватора

Платформа опирается через роликовый опорноповоротный круг на раму II ходовой части и может поворачиваться относительно еѐ в любую сторону. Движение двигателя 1 через редуктор 2, установленный на платформе, передается на поворотный вал 3 с ведущей шестернѐй 4, обегающей вокруг неподвижного венца 5, закрепленного на ходовой раме. Стопорный тормоз 6 располагается на верхнем конце вала двигателя. Тормоз колодочного типа и управляется вручную с помощью электропневматической системы. Тормоз служит для удержания поворотной платформы при наклонном положении экскаватора на стоянках и от ветровой нагрузки.

Механизм поворота предназначен для перемещения груза из забоя в кузов автомобиля или в отвал.

Технологический процесс работы механизма поворота включает четыре операции:

- ковш движется в забое;

-поворот платформы под нагрузкой;

-выгрузка из ковша в отвал;

-поворот платформы в забой.

Требования к электроприводу поворота платформы

Электропривод поворота платформы должен удовлетворять следующим требованиям:

-диапазон регулирования скорости D= 4…5;

-допустимое угловое ускорение механизма поворота не должно превышать εдоп=101 с-2 на валу двигателя;

-зазор в зубчатом зацеплении между обегающей шестерней и венцом не должно превышать 4 мм;

-конструкция двигателя должна быть прочной и надежной, выдерживая перегрузки и многократное включение за небольшой промежуток времени;

-механическая характеристика ЭП должна иметь ―экскаваторную‖ форму, чтобы обеспечить оптимальную защиту в случае перегрузки;

-ЭП механизма поворота должен иметь систему автоматического выбора зазора для исключения упругого удара;

-привод должен обеспечивать формирование переходных процессов минимальной длительности при ограничениях на предельные значения момента, скорости и ускорения, обеспечивающих минимальные динамические нагрузки механизма.

Расчет мощности двигателя механизма поворота платформы

При предварительном выборе мощности привода поворота за расчетную скорость принимают 2,5 - 3,5 об/мин. Предельные значения, исходя из динамической устойчивости и механической прочности, могут достигать 5- 7 об/мин.

Исследования показывают, что внешних сопротивлений (трущихся элементов опорно-поворотного устройства) повороту платформы для одноковшовых экскаваторов составляет незначительную долю от полного момента (до 12 %), действующих на механизм поворота в динамическом режиме работы привода. Всѐ это обусловлено значительным моментом инерции поворотной платформы.

Момент инерции поворотной платформы с рабочим оборудованием находят по формуле

где СИ – коэффициент, для карьерных экскаваторов СИ = 0,067 , м·с2 ·т -2/3 ; mЭ –масса экскаватора, mЭ =395 т;

где nВП – принимаемая расчетная скорость (2,5 - 3,5 об/мин);

Мощность механизма поворота за время вращения платформы с груженым и порожним ковшом находится по формуле

где JП – момент инерции поворотной платформы с рабочим оборудованием, кг·м2 ;

tВ.З(Р) – время поворота платформы на загрузку (разгрузку) ковша, с;

hВП – КПД механизма вращения, hВП = 0,8-0,85;

кст – коэффициент, учитывающий момент сопротивления, кст =0,85.

Средневзвешенная мощность двигателя поворотного механизма

Ближайшим по мощности подходит экскаваторный электродвигатель постоянного тока МПЭ 350 – 900 – У2 (табл. 5.7).

В случае применения двухдвигательного привода в механизме поворота платформы мощность каждого двигателя составит

РВД=РВ.СВ/2=313/2=156,5 кВт.

Тогда можно использовать два экскаваторных двигателя постоянного тока типа МПЭ-200-750У1-М (табл.

5.8).

По рассчитанным параметрам построим нагрузочную диаграмму и тахограмму механизма поворота платформы

(рис. 5.19).