Исходные данные:

Дана лебедка, для которой известно:

Gгр- масса поднимаемого груза (кг);

Dб- диаметр барабана лебедки (м);

gгр- масса груза захватного устройства (кг);

i1- передаточное отношение первой шестереночной пары;

i2- передаточное отношение второй шестереночной пары;

J1- момент инерции малой шестерни (кгм2);

J2- момент инерции большой шестерни (кгм2);

ή1- КПД первой шестерни;

ή2- КПД второй шестерни;

ή гр- КПД грузозахватного устройства между тросом и барабаном;

nдв- частота вращения вала двигателя (об/мин);

J б- момент инерции барабана лебедки (кгм2).

Рисунок 1- Кинематическая схема лебедки

Таблица 1- Исходные данные

Вариант n

i1

i2

J1

J2

Jб

gгр

Gгр

Dб

ή1

ή2

ήгр

5 1450 13 15 0,20 0,30 0,50 500 10000 0,4 0,96 0,95 0,98

Задача 1:

Для заданной кинематической схемы лебедки требуется:

1.1 Определить приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции редуктора, лебедки, груза;

1.2 Рассчитать приведенный к валу момент сопротивления при подъеме и спуске;

1.3 Определить значение мощности на валу редуктора (на валу двигателя) при подъеме и спуске груза, объяснить причину отличия мощности при подъеме и спуске груза.

Решение:

Воспользуемся основным уравнением электропривода:

 , (1)

где Мс- приведенный к валу двигателя момент сопротивления, Н∙м

J- приведенный момент инерции системы, кг∙м2

Кинетическая энергия при вращательном движении определяется по формуле

 (2)

Кинетическая энергия при поступательном движении определяется по формуле

 (3)

1.1  Найдем приведенный момент инерции приведенной системы по формуле

 (4)

Выражение (4) умножим на

, (5)

где

рад/с; (6)

рад/с;

 рад/с

м/с; (7)

Далее уравнение (5) запишем ввиде:

,

где - суммарный момент инерции редуктора, лебёдки и груза, который равен:

= ++

Отсюда суммарный момент равен:

= 0,1056+0,00025+0,022 = 0,13

1.2  Найдем момент сопротивления на валу двигателя при подъеме и спуске груза:

Момент сопротивления на валу двигателя при подъеме определяется по формуле

 (8)

Момент сопротивления на валу двигателя при спуске определяется по формуле

 (9)

Определим силу тяжести груза по формуле

Н

Н.м

Н.м

1.3  Определим значение мощности на валу двигателя при подъеме и спуске:

 Вт;

 Вт.

Разница мощностей при подъеме и спуске обуславливается тем, что при подъеме двигателю необходимо преодолеть силу тяжести груза и силу трения в подшипниках и редукторе. А при спуске двигатель выполняет роль тормоза и необходимая для равномерного спуска мощность делится между мощностью двигателя и потерями мощности в редукторе и других трущихся частях схемы.

Задача 2

По значению мощности приведенной к валу двигателя лебедки и необходимой скорости вращения вала редуктора необходимо выбрать двигатель постоянного тока (независимого) параллельного возбуждения типа 4П, 2П, П, ПБС, ПС и другие.

Для выбранного двигателя требуется:

2.1 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики;

2.2 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при понижении напряжения на 30%;

2.3 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при ослаблении потока возбуждения на 20%;

2.4 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при веденном добавочном сопротивлении 4rя;

2.5 Рассчитать:

а) значение напряжения;

б) значение добавочного сопротивления ограничивающего пусковой ток до 2,5Iн, графическим методом рассчитать пусковое сопротивления при пуске в три ступени;

2.6 Определить значения добавочного сопротивления в цепи якоря при спуске груза в режиме противовкючения на скорости 0,2ωн. ............