Dobór silników do wind i maszyn podnoszących według mocy

Nowoczesne windy osobowe i towarowe budynków mieszkalnych i administracyjnych, a także niektóre maszyny do podnoszenia min wykonywane są z przeciwwagą lub, jak to się czasem nazywa, z przeciwwagą. W maszynach górniczych wyważanie, jak już wspomniano, często odbywa się nie za pomocą przeciwwagi, ale za pomocą drugiego statku podnoszącego.

Przeciwwaga do wind jest dobierana tak, aby zrównoważyć ciężar jednostki podnoszącej (samochodu) i część nominalnego ładunku do podniesienia:

gdzie GH jest ciężarem nominalnego udźwigu, N; G0 — masa kabiny, N; Gnp to masa przeciwwagi, N; α to współczynnik równoważący, zwykle przyjmowany jako równy 0,4-0,6.

Ryż. 1. Aby obliczyć obciążenie wału silnika windy.

Potrzeba zrównoważenia ciężkich statków jest oczywista, ponieważ aby je poruszyć przy braku przeciwwagi, wymagany jest odpowiedni wzrost mocy silnika. Zdolność do zrównoważenia części obciążenia znamionowego ujawnia się podczas określania równoważnej mocy dla danej krzywej obciążenia.Nietrudno na przykład zauważyć, że jeśli winda pracuje głównie w celu podnoszenia ładunku i opuszczania pustej kabiny, to równoważna moc silnika zgodnie z wykresem obciążenia ma minimum przy α = 0,5.

Obecność przeciwwagi prowadzi do spłaszczenia krzywej obciążenia silnika, co zmniejsza jego nagrzewanie się podczas pracy. Odnosząc się do schematu pokazanego na FIG. 1, a, następnie z wartością masy przeciwwagi

oraz braku liny wyważającej i tarcia kabiny oraz przeciwwagi na prowadnicach można napisać:

gdzie gk jest ciężarem 1 m liny, N / m.

Wytrzymałość na rozciąganie

Moment obrotowy i moc na wale silnika wyznacza się na podstawie następujących wzorów:

gdzie M1, P1 — moment obrotowy i moc, gdy napęd pracuje w trybie silnikowym, odpowiednio Nm i kW; M2, P2 — moment obrotowy i moc, gdy napęd pracuje w trybie generatora, odpowiednio Nm i kW; η1, η2 — sprawność przekładni ślimakowej przy bezpośrednim i odwrotnym przekazaniu energii.

Wartości η1 i η2 zależą nieliniowo od prędkości obrotowej ślimaka i można je obliczyć ze wzorów

tutaj λ jest kątem wznoszenia linii spiralnej na cylindrze indeksującym ślimaka; k1 to współczynnik uwzględniający straty w łożyskach i kąpieli olejowej skrzyni biegów; ρ — kąt tarcia, zależny od prędkości obrotowej wału ślimakowego.

Ze wzoru na siłę działającą na krążek trakcyjny wynika, że ​​w przypadku braku liny wyrównawczej obciążenie napędu elektrycznego wciągarki zależy od położenia statku podnoszącego.

Ze względu na duży udźwig — do 10 ton, duże prędkości ruchu — 10 m/s i więcej, duże wysokości podnoszenia 200-1000 m oraz trudne warunki pracy, górnicze maszyny wyciągowe wyposażone są w liny stalowe o dużej masie. Wyobraź sobie na przykład, że jedna przełęcz jest opuszczona do dolnego horyzontu, a druga powyżej iw tym momencie jest rozładowana. W tej pozycji cała lina czołowa jest niezrównoważona, a na początku wynurzania silnik musi pokonać moment statyczny generowany przez ciężar ładunku i liny. Balansowanie liny odbywa się na środku toru przeskoków. Potem znów pęka, a ciężar opadającej części liny pomoże rozładować silnik.

Nierównomierne obciążenie, zwłaszcza w kopalniach głębinowych, prowadzi do konieczności przeszacowania mocy silnika, dlatego przy wysokości podnoszenia powyżej 200-300 m zaleca się równoważenie lin wyciągowych przodka za pomocą podwieszonych lin ogonowych statków podnoszących. Zwykle wybiera się linę ogonową o takim samym przekroju i długości jak główna, w wyniku czego system podnoszenia okazuje się zrównoważony.

Ponieważ obciążenie zmienia się podczas pracy wind i maszyn podnoszących, w celu określenia mocy lub momentu wału silnika dla każdego obciążenia wygodnie jest zbudować wykres zależności tych wartości od obciążenia w kilku punktach, który ma w przybliżeniu taki sam charakter, jak pokazano na ryc. 1b, a następnie wykorzystaj go do konstruowania wykresów obciążenia.

W takim przypadku musi być znany tryb pracy napędu elektrycznego maszyny wyciągowej, który w dużej mierze zależy od względnego czasu trwania aktywacji PV i liczby uruchomień silnika na godzinę. Na przykład w przypadku wind tryb pracy napędu elektrycznego zależy od miejsca instalacji i przeznaczenia windy.

W budynkach mieszkalnych rozkład ruchu jest stosunkowo równomierny, a względny czas trwania — częstotliwość włączania PV i silnika h wynosi odpowiednio 40% i 90-120 uruchomień na godzinę. W wysokich budynkach biurowych obciążenie windy gwałtownie wzrasta w godzinach przyjazdu i wyjazdu pracowników z pracy, a zatem podczas przerwy obiadowej wysokie wartości będą miały PV i h-40-60% i 150 -200 uruchomień na godzinę.

Po ukończeniu rysunku obciążenie statyczne na wale silnika, dobrano elektryczny układ napędowy i silnik wyciągu, można przystąpić do drugiego etapu konstruowania wykresu obciążenia — z uwzględnieniem wpływu stanu nieustalonego na wykres obciążenia.

W celu zbudowania pełnego wykresu obciążenia należy uwzględnić czasy rozpędzania i zwalniania napędu elektrycznego, czas otwierania i zamykania drzwi, liczbę przystanków podczas ruchu samochodu, czas wsiadania i wysiadania pasażerów podczas najbardziej typowego cyklu pracy. W przypadku wind z drzwiami sterowanymi automatycznie łączna strata czasu określona przez działanie drzwi i zapełnienie kabiny wynosi 6-8 s.

Czasy przyspieszania i zwalniania samochodu można wyznaczyć z wykresu ruchu, jeżeli znana jest nominalna prędkość samochodu oraz dopuszczalne wartości przyspieszenia (opóźnienia) i szarpnięcia. Na podstawie wykresu obciążenia, zbudowanego według wskazanych trybów statycznego i dynamicznego elektrycznego układu napędowego, należy wykonać obliczenia obliczeniowe silnika w stanie nagrzanym, stosując jedną ze znanych metod: straty średnie lub wartości równoważne.

Ryż. 2. Zależności momentu obrotowego napędu elektrycznego od obciążenia samochodu, windy, gdy ta znajduje się na pierwszym piętrze (1), w środku szybu (2) i na ostatnim piętrze (3).

Przykład. Na podstawie danych technicznych szybkobieżnej windy osobowej wyznaczyć momenty statyczne na wale silnika w różnych trybach pracy.

Dany:

• maksymalna nośność Gn = = 4900 N;

• prędkość ruchu v = 1 m/s;

• wysokość podnoszenia H = 43 m;

• masa kabiny G0 = 6860 N;

• masa przeciwwagi Gnp = 9310 N;

• średnica belki trakcyjnej Dm = 0,95 m;

• przełożenie przekładni wyciągarki i = 40;

• sprawność przekładni z uwzględnieniem tarcia kabiny na prowadnicach wału η = 0,6;

• ciężar liny GKAH = 862 N.

Tabela 1

Wytrzymałość na rozciąganie:

Gdy układ windy pracuje w górę, gdy Fc > 0, napędzająca maszyna elektryczna pracuje w trybie silnikowym, a gdy Fc wynosi 0, oraz w trybie silnikowym, gdy Fc < 0.

Wyniki obliczeń momentów statycznych według wzoru zestawiono w tabeli. 1 i są pokazane na wykresie na ryc. 2.Należy pamiętać, że dokładniejsze obliczenia powinny uwzględniać opór ruchu prowadnic wału, który wynosi 5-15% Fc.