Курсовой проект по мдк 04. 02. Теоретические основы разработки и моделирования отдельных несложных модулей и мехатронных систем
 Скачать 3.9 Mb.
|
Преимуществами электрических лифтов являются:современные модели имеют высокий уровень безопасности; они развивают большую скорость (30 – 600 метров в минуту) по сравнению с гидравлическими лифтами; подходят для установки в высотных домах; идеальный вариант для пассажирских перевозок; К недостаткам электрических лифтов можно отнести следующие факторы:они расходуют больше электроэнергии по сравнению с гидравлическими лифтами; занимают большую площадь, поскольку требуют обустройства машинного отделения над или под шахтой. Особенности работы гидравлических лифтов
Гидравлические лифты приводятся в движение с помощью гидравлического домкрата и жидко-управляемого поршня, который располагается в специальном цилиндре. В свою очередь, цилиндр связан с гидравлической системой жидкостью, а именно маслом. Основу гидравлической системы составляют резервуар, насос и клапан, который приводится в работу с помощью электрического мотора. При помощи насоса масло перекачивается из резервуара в трубу, которая ведет к цилиндру. Клапан также играет важную роль, когда он открыт, жидкость обратно перетекает в резервуар, когда клапан открыт, масло вновь попадает в цилиндр. За счет того, что масло скапливается в цилиндре, оно начинает толкать поршень, что приводит в движение кабину подъемника. Когда лифт поднимается или опускается до нужного этажа, система управления посылает сигнал выключения насосу электромотора. Когда насос перестает работать, уровень перекачиваемой жидкости в цилиндре снижается, а имеющееся в цилиндре масло остается на прежнем уровне за счет закрытого клапана. Удержание кабины на необходимом уровне осуществляется за счет поршня, который упирается в жидкость в цилиндре. Для того чтобы осуществить спуск кабины, система управления лифтом посылает сигнал открытия клапана. За его работу отвечает электрический соленоидный выключатель. При достижении главной посадочной площадки, система управления в автоматическом режиме закрывает клапан. Гидравлические подъемники считаются простыми и удобными в эксплуатации. Однако из-за того, что поршневая система и цилиндр, в который она погружается, должны иметь достаточную длину, для них необходимо оборудовать значительную по глубине яму, в которую они поместятся. В связи с этим лифты с гидравлическим приводом целесообразно устанавливать только в невысоких зданиях. Преимущества гидравлических лифтов:плавность хода; бесшумность; точность остановки; такие лифты обладают высокой грузоподъемностью; занимают небольшую площадь за счет того, что не требуется оборудование машинного отделения, непосредственно примыкающего к шахте; возможность монтажа лифта при наличии только одной несущей стены; при отключении электричества, срабатывает аварийная система, благодаря которой кабина плавно опускается на посадочный этаж и там ее двери открываются; потребляет меньше электроэнергии, поскольку расходует ее только при поднятии вверх; умеренные цены на техническое обслуживание лифтов этого типа. Недостатки:невысокая скорость движения, в среднем около 45 метров в минуту; невозможность установки в зданиях выше 6-8 этажей. Гидравлические лифты подходят для установки в домах небольшой этажности. Они являются самым популярным видом подъемников для транспортировки грузов. А также идеальны для установки в частных домах и различных муниципальных зданиях. Таблица 1- Технические характеристики:
1.2.Обоснование выбора технических характеристик грузоподъемного подъемника На основании анализа работы и технических характеристик лифтов принимаем за основу следующие технические характеристики подъемника: Таблица 2-Технические характеристики мачтовых строительных подъемников ПГ-239:
 Рисунок 1- Функциональная схема На основе анализа особенностей работы лифтов, их достоинств и недостатков, неисправностей предлагаются способы модернизации: - использовать современные датчики ограничения движения, повышающие точность контроля перемещения; -установить частотные преобразователи для управления двигателем лифта, который заменит механические передачи и позволяют увеличить функциональность машины. - установить современные элементы коммутации и защиты, увеличивающие надежность системы автоматического управления печами; - использовать программируемые логические контроллеры, которые заменяют ненадежные релейные схемы управления. 2.Исходные данные и расчёты для выбора элементов силовой схемы, элементов автоматики, аппаратов коммутации и защиты 2.Данные для расчета двигателя 2.1.Исходные данные Данные для расчета двигателя: m0=100кг; mном=150кг. Требуется: Разработать принципиальную схему для управления грузовым лифтом с асинхронным электроприводом . Предусмотреть: остановку на 10 минут на каждом этаже, повторение цикла. 2 .2.Выбор двигателей и обоснование выбора Как правило, в механизмах грузовых лифтов использованы приводы, обеспечивающие режимы плавного регулирования частоты вращения или положения, одновременно решены задачи рациональных пуска, торможения и в случае необходимости - реверса. Это объясняется широкими возможностями регулируемых приводов. Особый класс составляют электроприводы, в которых не требуется регулирование частоты вращения или положения в длительном режиме и имеется одно либо несколько ограничений. В таких случаях возможно применение сравнительно простых систем электроприводов, в которых, как правило, используются асинхронные двигатели. Расчёт мощности двигателя главного движения: Выбор мощности двигателя лифта заключается в предварительном подборе двигателя по статической нагрузке за цикл работы. Современные лифты имеют противовесы, которые выбираются с таким расчетом, чтобы противовес уравновешивал силу тяжести пусковой кабины G0 и части номинального поднимаемого груза αGном: Gпр=G0+ αGном (1) Где Gпр – сила тяжести противовеса, Н; α- коэффициент уравновешивания, который обычно принимается равным 0,4-0,6. Если пренебречь трением в направляющих кабины, и противовеса, то без учета силы тяжести несущих канатов НК усилие Fc на канатоведущем шкиве КШ определяется как разность сил F1 и F2 Fc= F1- F2 = G-αGном (2) Где F1= G0+ G F2= Gпр F1 и F2 –усилия в набегающей и сбегающей ветвях канатов, Н Gном=mномq (3) G0=m0q (4) Где m0-масса кабины mном- грузоподъемность лифта(500 кг) q- Ускорение свободного падения Gном= 150∙9,8= 1470 Н G0=100∙9,8= 980Н Gпр=980+0,5∙1470=1715 Н Из чего следует что масса противовеса будет равна mпр.= Gпр/g mпр.=1715/9,8=175кг F1= 980+9,8= 9604 Н F2= Gпр=1715 Н Fc=9604-1715=7889 Н Из формулы следует, что нагрузка двигателя определяемая усилием Fc зависит от загрузки кабины и от коэффициента уравновешивания α . При Fc>0 двигатель лифта будет работать в двигательном режиме при подъеме кабины и в генераторном режиме при ее опускании, при Fc<0 – в генераторном режиме при подъеме и в двигательном при спуске. Статические мощности и момент на валу двигателя определяются по формуле:    (5)Где Pc1 и Pc2, - мощность , кВт при работе привода соответственно в двигательном и генераторном режимах; Dкш – диаметр канатоведущего шкива, м. ip- передаточное число редуктора; ηp1 и ηp2 – КПД редуктора при прямой и обратной передаче мощности. Рс1= (7889∙0,5∙10^(-3))/0,73= 5,403 кВт Рс2= 7889∙0,5∙10^(-3) ∙0,73= 2,879 кВт  Поскольку нагрузка лифта и циклы его работы, как правило, могут быть весьма различными, то предварительный выбор мощности двигателя удобнее выбрать исходя из условного расчетного цикла. Этот цикл состоит из рабочих операций подъема номинального груза с первого этажа на последний и спуска пустой кабины на первый этаж. Приняв, что скорости подъема и спуска кабины 𝝑к одинаковы и равны номинальной скорости 𝝑ном , т.е. времена подъема (tп) и спуска (tс) равны и , определив по формулам (3) значения статических мощностей Pc1 и Pc2 для указанных нагрузок, находят эквивалентную статическую мощность за суммарное время рабочих операций.  (6)  Рс.э.р.= √((5,403^2+2,879^2)/2)= 3кВт При расчете Pc1 и Pc2 допустимо считать, что значения КПД редуктора ηp1= ηp2=ηр ном Тогда требуемая мощность двигателя Pдв , кВт определится как  (7) Где  = 1,3 ÷1,5 – коэффициент запаса, учитывающий влияние на нагрев двигателя динамических нагрузок, которые обычно бывают значительными.Рдв= 1,5∙3= 4,5 кВт Необходимая угловая скорость двигателя, рад/с. ωдв= V/R(8)  ωдв=0,5/0,25=2 рад/с (9)n = (60∙2)/2∙3.14=19.1 об/мин Затем по каталогу выбирают по условиям: Pном≥ Pдв ;  Выбираем электродвигатель: АИР132М8 (4А132М8У3) Электродвигатели могут применяться в различных устройствах, механизмах и машинах благодаря широкой гамме типоразмеров и модификаций, и предназначены для оборудования, соответствующего евростандартам. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||