Вимоги до ЕП екскаватора  

Вимоги до ЕП екскаватора

Робота екскаватора здійснюється у вельми важких умовах: різкозмінна навантаження, трясіння устаткування, значні зміни температури і вологості, велика запилена.

Механізм повороту, що володіє значним приведеним моментом інерції, працює в режимі поперемінного пуску, реверсу і гальмування. Із-за великого числа ланок в кінематичному ланцюзі у механізмі є значні люфти в передачах, зазори в кріпленнях. Механізм підйому працює в умовах різкозмінного навантаження, нерідко вище номінальною. У ще важчих умовах працює механізм натиску.

Система ЕП повинна володіти наступними властивостями:

1) надійне обмеження моменту і струму допустимим стопорним значенням у всіх режимах роботи, тобто володіти механічною характеристикою екскаваторної форми;

2) економічне регулювання швидкості в діапазоні 4-6 і рекуперацію енергії, що звільняється при гальмуванні механізму повороту при опусканні ковша.

3) забезпечувати обмеження динамічних навантажень механічного устаткування, обумовлених наявністю пружних зв'язків, зазорів в передачах.

4) простота і максимальна міцність.

Системи ЕП екскаваторів:

1. Асинхронний ЕП.

2. Частотно-керований асинхронний ЕП.

3. Система Г-Д з силовим магнітним підсилювачем.

4. Система Г-Д із збудником тиристора (Г-Д з ТБ).

5. ТП-Д.

ЕП механізмів екскаватора ділиться на 2 групи:

1) ЕП з малим моментом інерції (ЕП механізмів підйому і натиску (тяга));

2) ЕП з великим моментом інерції (ЕП механізму повороту).

Час розгону ЕД 1-ої групи визначається електромагнітною постійною часу генератора:

,

а другий - електромеханічною постійною часу приводу:

.

ЕП механізмів 1-ої групи повинні мати хорошу керованість, для чого необхідно скорочувати час наростання ЕДС генератора і частоти швидкості обертання двигуна. Тому в СУ повинна вводиться ЗОЗ по напрузі генератора або частоті обертання двигуна, що дозволить форсувати перехідні процеси в ланцюзі збудження генератора.

При розгоні механізмів 2-ої групи струм якоря ЕД може перевищити гранично допустимі значення. Щоб уникнути цього, необхідно уповільнити наростання ЕДС генератора, тобто знижувати темп розгону механізму. Тому в СУ необхідно вводити ЗОЗ по струму з відсіченням.



Розрахунок потужності ЕД і визначення навантажень підйомного і напірного механізмів прямої механічної лопати.

Робота підйомного, напірного і поворотного механізмів носить циклічний характер, причому для перших два характерні різко змінна зміна статичного моменту опору і коливання швидкості переміщення робочого органу.

Час циклу роботи можна розділити на 3 періоди: копання, поворот платформи з навантаженим ковшем до місця розвантаження і поворот платформи з порожнім ковшем в забій.

У кожному з періодів:

, кВт

де - зусилля, подолане робочим механізмом при виконанні даної операції в циклі, Н; - швидкість (м/с), з якою долається зусилля; - ККД механізму.

Знаючи тривалість і потужність кожного періоду, розраховується середнє значення потужності приводу за повний цикл роботи:

.

Для визначення навантажень підйомного і напірного механізмів будують в масштабі схеми розрахунку положень робочого устаткування екскаватора за даними розрахунку лінійних розмірів конструктивних елементів екскаватора.

Зусилля в підйомному канаті механічної лопати:

;

де - опір породи копанню;

- вага ковша з породою;

- вага рукояті;

- довгі плечей прикладених сил щодо осі напірного валу, який розташований на середині стріли, м; - кут між рукояттю і передбачуваною горизонтальною лінією; - кут між підйомним канатом і рукояттю.

Опір породи копанню:

;

- питомий опір породи копанню, залежне від характеру породи, Па; - ширина ковша, м; - товщина стружки породи, що знімається, м; - висота забою.

Вага ковша з породою і рукояті (Н):

;

,

де Е - місткість ковша, м3; - щільність гірської породи (т/м3); - коефіцієнт розпушування породи.

Маса ковшу: ,

де - коефіцієнт визначення маси ковша (залежно від обумовленої роботи: легкий, середній, важкий) по табл.; Е = - місткість ковша, м3.

Маса рукояті: ,

де - коефіцієнт для визначення розмірів рукояті, по табл. (залежно від призначення екскаватора - будівельні, кар'єрні, вскришні).

Зусилля в напірному механізмі лопати.

,

де - віджимаюче зусилля породи; - зусилля в підйомному канаті; - вага ковша і породи; - вага рукояті.

Віджимаюче зусилля натиску:

,

де - коефіцієнт опору породи копанню.

Зусилля, що виникає в підйомному механізмі лопати при повороті платформи на розвантаження:

;

При поверненні платформи з порожнім ковшем в забій:

;

, , - довжини плечей при верхньому положенні ковша і повністю висунутої рукояті.

Двигун напірного механізму при повороті платформи з навантаженим ковшом на розвантаження велику частину часу працює в гальмівному режимі, долаючи опори, що створюються складовими ваги ковша з породою і ваги рукояті і зусилля в підйомному механізмі .

Зусилля в напірному механізмі:

.

При повороті платформи з порожнім ковшем в забій:

;

Потужність двигуна підйомного механізму лопати:

,

де - швидкість переміщення підйомного каната, м/с; - ККД підйомного механізму .

Потужність двигуна підйомного механізму лопати при повороті платформи на розвантаження:

.

Потужність двигуна підйомного механізму при повороті платформи з порожнім ковшем в забій:

.

Потужність двигуна напірного механізму при копанні:

,

де ;- швидкість переміщення рукояті, м/с; - ККД напірного механізму .

Потужність двигуна напірного механізму при повороті платформи на розвантаження:

;

Потужність двигуна напірного механізму при повороті платформи з порожнім ковшем в забій:

.

Середньозважені потужності (потужність, віднесена до часу повного циклу):

,

де - період копання; - час повороту платформи на розвантаження; - час повороту платформи з порожнім ковшем; - час циклу.

;

Рисунок 6 Механізм подйому

Рисунок 7 Механізм напору.

Визначення моменту інерції частин екскаватора, що обертаються.

де: - момент інерції поворотної платформи; - момент інерції ковша з породою; - момент інерції стріли; - момент інерції напірного механізму; - момент інерції рукояті.

;

де - момент інерції платформи щодо осі, паралельної вертикальної грані кузова, км×м2; - маса платформи, т; - відстань між віссю платформи і віссю, що проходить через центр маси платформи як паралелепіпеда, м;

;

де - маса ковша з породою, т; - відстань максимального радіусу розвантаження, м;

;

де - маса стріли з блоками, т; - відстань від осі обертання платформи до центру маси стріли, м.

;

де - маса напірного механізму, т; - відстань від осі обертання платформи до центру маси напірного механізму, м;

;

- маса рукояті, т;

- відстань від осі обертання платформи до центру маси рукояті, м.

Зазвичай в розрахунках моменти,, не враховуються зважаючи на трохи.

Визначення потужності двигуна поворотного механізму екскаватора.

Основне навантаження приводу поворотних механізмів зумовлюється інерційними масами частин екскаватора, що обертаються. Найбільші навантаження в перехідних процесах - розгону і гальмування платформи з навантаженим і порожнім ковшем екскаватора. Потужність можна визначити з рівняння кінетичної енергії системи двигун - платформа:

; (1)

, - енергія, споживана двигуном за час пуску з навантаженим і порожнім ковшем, Дж;

, - енергія, що віддається при гальмуванні з навантаженим і порожнім ковшем;

- кінетична енергія якоря двигуна, Дж;

- енергія витрачається на тертя (опор, роликів і т. д.), Дж.

; (2)

- коефіцієнт, що враховує момент інерції якоря;

- момент інерції частин екскаватора, що обертаються, з навантаженим ковшем, кгчм2;

- розрахункова, стала кутова швидкість платформи;

;

; (3)

;

(генераторне гальмування, енергія або віддається з мережа або гаситься на опорах) (4)

; (5)

Енергія, витрачається на тертя проти значна - при розгоні сили тертя діють проти рушійного моменту, при гальмуванні - у напрямі моменту гальмування.

Підставивши в (1) рівняння (2) - (5) і поділивши на час роботи механізму за цикл екскаватора:

;

- ККД передачі поворотного механізму;

- час повороту платформи з навантаженим ковшем на розвантаження і з порожнім ковшем на розвантаження і з порожнім ковшем в забій.


0771868478914748.html
0771903053020642.html
    PR.RU™