Расчет электропривода навозоуборочного транспортера

Расчет электропривода навозоуборочного транспортера

Содержание

Введение

Исходные данные

. Технологическая и кинематическая схемы установки

. Расчет и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы рабочей машины

. Выбор электродвигателя

.1 Выбор электродвигателя по роду тока и величине напряжения

.2 Выбор электродвигателя по скорости вращения

.3 Выбор типа передачи

.4 Выбор электродвигателя по мощности

.5 Выбор электродвигателя по степени защиты

.6 Выбор электродвигателя по климатическому исполнению

.7 Выбор электродвигателя по категории размещения

.8 Выбор электродвигателя по способу монтажа

.9 Выбор преобразовательного устройства электропривода

. Расчет переходных процессов электропривода

.1 Определение приведенного момента инерции

.2 Расчет и построение механической характеристики электродвигателя

.3 Определение времени пуска и торможения электропривода

.4 Расчет и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя

. Разработка схемы автоматического управления электроприводом установки

. Выбор аппаратуры управления и защиты

. Выбор проводов и кабелей

. Разработка схемы соединения и внешних подключений шкафа управления

Заключение

Список литературы

Введение

Рассматривая все многообразие современных производственных процессов, в каждом конкретном производстве можно выделить ряд операций, характер которых является общим для различных отраслей сельского хозяйства. К их числу относятся доставка сырья и полуфабрикатов к истокам технологических процессов и межоперационные перемещения изделий в процессе обработки, а также вентиляция, водоснабжение, канализация и многое другое.

Механизмы, выполняющие подобные операции, как правило, универсальны и являются основой множества конкретных разновидностей промышленных и сельскохозяйственных установок.

Механизмы играют в сельском хозяйстве страны важную роль. Они являются основным средством механизации и автоматизации различных производственных процессов. Поэтому уровень сельскохозяйственного производства и производительность труда в значительной степени зависят от оснащенности производства механизмами и от их технического совершенства.

Полная механизация производственного процесса является одним из необходимых условий для комплексной автоматизации его. Во многих случаях решение задачи автоматизации технологического процесса сводится к автоматизации комплекса общепромышленных механизмов, обслуживающих основной процесс.

Функции и задачи, возлагаемые на механизмы, обуславливают большое разнообразие их электроприводов. Последние различаются как в отношении диапазона мощностей (от долей киловатт до нескольких мегаватт) так и в отношении их сложности (от нерегулируемого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором до сложных замкнутых систем). От технического совершенства электроприводов в значительной степени зависят производительность, надежность работы, простота обслуживания и возможности автоматизации механизмов. Поэтому изучение вопросов электропривода имеет существенное практическое значение.

Исходные данные

В качестве подстилки применяется резаная солома.

Давление навоза на боковые стенки канала или желоба равно половине его веса.

Требования к схеме автоматического управления.

1. Привод горизонтального транспортера может быть включен только при работе наклонного транспортера.

. Управление приводом осуществляется в ручную - дистанционно.

. Остановка привода может произведена с пульта управления и двух мест производственного помещения.

. Сигнальные лампы должны указывать на наличие напряжения в сети, работу горизонтального и наклонного транспортеров.

. Схема должна предусматривать защиту от коротких замыканий, тепловую и самопроизвольного пуска (нулевая защита).

1. Технологическая и кинематическая схема установки

План двухрядного коровники с установкой навозоуборочного транспортера

. Цепь

. Скребки

. Канал

. Наклонный транспортер

. Транспортная тележка

. Привод горизонтального транспортера

. Привод наклонного транспортера

Скребковый транспортер типа ТСН состоит из горизонтального и наклонного транспортеров, имеющих индивидуальные приводы и работающих независимо друг от друга.

Горизонтальный транспортер, устанавливаемый в навозном канале животноводческого помещения, включает в себя шарнирную разборную цепь с прикрепленными к ней скребками, поворотные звездочки и натяжное устройство.

Цепь приводится в движение от электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор.

Наклонный транспортер имеет два канала, в которых движется замкнутая цепь со скребками. Он грузит навоз в транспортные средства и обычно устанавливается в торце животноводческого помещения, в тамбуре. Под верхним концом транспортера располагают тракторную тележку.

При работе транспортера ТСН навоз, сброшенный в канал, передвигается в нижний поворотный сектор наклонного транспортера и подается им в тракторную прицепную тележку. Нельзя сбрасывать навоз на неподвижную ветвь транспортера, так как в этом случае при пуске транспортера резко перегружаются цепь и механизмы привода. Сначала включают наклонный транспортер, затем горизонтальный. Выключают транспортеры в обратном порядке.

Кинематическая схема транспортера ТСН-3,0 Б

2. Расчет и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы рабочей машины

транспортер электродвигатель провод кабель

Усилие, возникающее в транспортерной цепи на холостом ходу.

 (1)

_XX =9,81*6*150*0,5=4414,5 Н,

где m_ц-масса одного погонного метра цепи; L_ц-длина цепи транспортера; Fц - коэффициент трения цепи по деревянному настилу.

Усиление, возникающее в транспортерной цепи при перемещении навоза.

 (2)

где m_н-масса навоза в канале, приходящаяся на одну уборку.

 (3)

где N-количество животных (коров); q - выход навоза от одного животного;

- количество уборок навоза в сутки.

Усилие, возникающее в транспортерной цепи при преодолении трения навоза о боковые стенки канала.

  (4)

Усиление, возникающее в транспортерной цепи при заклинивании навоза между скребками транспортера и стенками канала.

 (5)

где F¹₃-усиление заклинивания, приходящийся на один скребок;расстояние между скребками.

Суммарное усиление, возникающее в цепи транспортера под нагрузкой.

 (6)

Потребная мощность транспортера под нагрузкой.

 (7)

кВт

где v_ц-скорость движения транспортера, м/с;

-КПД передачи.

Потребная мощность транспортера при холостом ходе.

 (8)

 кВт

Продолжительность движения цепи транспортера.

 (9)

 с (13.8 мин)

при условии 1,05 ее оборота за период уборки.

Нагрузочная диаграмма.

Момент сопротивления.

, (10)

где М_с- момент сопротивления транспортера при угловой скорости ω, Н·м;

М₀- момент сопротивления трения, Н·м;

М_сн- момент сопротивления транспортера при номинальной угловой скорости, Н·м;

х-показатель степени, характеризующий изменение момента сопротивления при изменении угловой скорости;

ω_н - номинальная угловая скорость.

Момент сопротивления рабочей машины при максимальной нагрузке.

 (12)

 рад/с

где R₃-радиус ведущей звездочки;

ω_н-угловая частота вращения рабочей машины.

Механическая характеристика.

3. Выбор электродвигателя.

.1 Выбор электродвигателя по роду тока и величине напряжения

Переменного тока и напряжения В

.2 Выбор электродвигателя по скорости вращения

 (13)

;  мин^-1

где n₃-скорость вращения звездочки.

 мин^-1 (14)

 (15)

 рад/с

где R₃-радиус ведущей звездочки.

.3 Выбор типа передачи

Клиноременная передача от электродвигателя к редуктору.

Редуктор прямозубый с передаточными числами

3.4 Выбор электродвигателя по мощности

 (16)

 кВт

где Р_эк - эквивалентное значение мощности, которое определяют с учетом данных нагрузочной диаграммы.

 кВт

.5 Выбор электродвигателя по степени защиты

При эксплуатации электродвигателей в помещениях, где могут иметь место химически активные пары или газы, возможно оседание на обмотках пыли и других веществ, нарушающих естественное охлаждение, а также в сырых помещениях, исполнение должно быть не ниже IP44.

.6 Выбор электродвигателя по климатическому исполнению

S (N)-для умеренного климата.

.7 Выбор электродвигателя по категории размещения

категории размещения в помещениях с искусственно регулируемым климатом.

3.8 Выбор электродвигателя по способу монтажа

IМ 3011 вертикальный монтаж на фланец цилиндрическим концом вала вниз.

.9 Выбор преобразовательного устройства электропривода

Преобразовательное устройство не требуется.

Таблица 1 С учетом вышеуказанных условий выберем двигатель

Проверка двигателя. В связи с тем, что в начале уборки в транспортерной цепи возникают максимальные усилия, то выбранный двигатель необходимо проверить по условию трогания.

 (17)

где К_з - коэффициент запаса, учитывающий неучтенные силы сопротивления;

К_з =1,2…1,3

М_m - момент сопротивления транспортера при максимальной нагрузке.

 (19)

К_u=0,81

  Условие выполняется.

где М_п - пусковой момент электродвигателя, Н·м;

М_т.т. - момент трогания транспортера, Н·м.

4. Расчет переходных процессов электропривода

.1 Определение приведенного момента инерции

 (20)

где J_д-момент инерции двигателя;₁...J₇-момент инерции отдельных звеньев передачи;¹_ц-масса цепи транспортера.

; кг (21)

4.2 Расчет и построение механической характеристики электродвигателя

 (22)

 с^-1

 (23)

 с^-1

где S_н - номинальное скольжение.

 (24)

 (25)

 (26)

 Н·м

 (27)

 с^-1

где S_к-критическое скольжение.

 (28)

 (32)

_мин=0,85

 (29)

 (30)

Механическая характеристика электродвигателя.

4.3 Определение времени пуска и торможения электропривода

Время пуска электропривода

 (31)

 с

где М_д.ср.- среднее значение момента электродвигателя транспортера за период пуска.

 (32)

 Н·м

Время торможения электропривода

 (33)

 с

.4 Расчет и построение нагрузочной диаграммы электродвигателя

5. Разработка схемы автоматического управления электроприводом установки

Требования к схеме автоматического управления.

1. Привод горизонтального транспортера может быть включен только при работе наклонного транспортера.

. Управление приводом осуществляется в ручную - дистанционно.

. Остановка привода может произведена с пульта управления и двух мест производственного помещения.

. Сигнальные лампы должны указывать на наличие напряжения в сети, работу горизонтального и наклонного транспортеров.

. Схема должна предусматривать защиту от коротких замыканий, тепловую и самопроизвольного пуска (нулевая защита).

6. Выбор аппаратуры управления и защиты

Выбор аппаратуры управления и защиты производится по назначению, принципу действия, режиму работы роду и величине тока и напряжения, условиям защиты персонала от поражения электрическим током и защиты аппаратуры от вредного воздействия окружающей среды, конструктивному исполнению.

н= Рн/√3·Uн·η·Cosφ, (41)

где Рн - номинальная мощность двигателя, Вт;н - номинальное напряжение двигателя, В;

η - КПД двигателя;

Cosφ - коэффициент мощности двигателя.н= 3000/√3·380·0,82·0,83= 6,7 А

п= Iн·Кп (42)

где Кп - кратность пускового тока.мах= Iп= 6,7·6= 40,2 А

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям:

н.а.≥ Uн.уст. (43)н.а.≥ Iн.уст. (44)н.т.≥ Кн.т · I.мах. (45)н.эл.≥Кн.эл · Iн.мах. (46)

где Uн.а. - номинальное напряжение автомата, В;н.а. - номинальный ток автомата, А;н.т. - номинальный ток теплового расцепителя, А;н.эл. - ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;н.уст - номинальное напряжение двигателя, В;н.уст. - номинальный ток двигателя, А;.мах. - максимальный ток двигателя, А;

Кн.т - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя, принимается в пределах от 1,1до 1,3;

Кн.эл - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока двигателя (принимаем Кн.эл =1,25)

Выбираем автомат АЕ - 2016н= 380/220 Вн= 16 А

Ðàññ÷èòûâàåì òåïëîâîé ðàñöåïèòåëü:

I_í.  1,2I_í.äâ. = 1,27,2 = 8,6 (À). (47)

Âûáèðàåì I_í.òð. = 8,5(7,659,78) (À) - óñëîâèå âûïîëíÿåòñÿ.

Ðàññ÷èòûâàåì ïîëîæåíèå ðåãóëÿòîðà:

Ïðîâåðÿåì âîçìîæíîñòü ëîæíîãî ñðàáàòûâàíèÿ ïðè ïóñêå äâèãàòåëÿ:

_{ñð.ýì.êàò.} > I_{ñð.ýì.ðàñ.}

I_{ñð.ýì.êàò.} = 12I_í.ò.ð. = 128,5 = 102 (À). (48)_{ñð.ýì.ðàñ.} = 1,25I_í.Ki = 1,256.76 = 50.25 (À). (49)

> 50.25 (À) - óñëîâèå âûïîëíÿåòñÿ, ëîæíîãî ñðàáàòûâàíèÿ íå áóäåò.

Âûáèðàåì ìàãíèòíûé ïóñêàòåëü:

I_í.  I_í.äâ. = 7,2 (À).

.(2.57)

Ïðèíèìàåì ÏÌË 1600 Ó2B.

Òåïëîâîé ðàñöåïèòåëü ÐÒË 100804.

_í.ýï.  I_äâ. = 7,2 (À),I_í. = 25 (À).

7. Âûáîð ïðîâîäîâ è êàáåëåé

Îïðåäåëÿåì ñå÷åíèå êàáåëÿ ïî ñóììå ìîìåíòîâ íàãðóçîê

= ∑Ì/C·ΔU (47)

ãäå ∑Ì - ñóììà ìîìåíòîâ íàãðóçêè â ãðóïïå, êÂò·ì;- êîýôôèöèåíò ñåòè (äëÿ òðåõ ïðîâîäíîé ëèíèè C= 72);

ΔU -äîïóñòèìûå ïîòåðè íàïðÿæåíèÿ â ãðóïïå,( ïî ÏÓÝ äîïóñêàåòñÿ ΔU=5%);

S= 3·5/72·0.05=4.2 ìì²

Âûáèðàåì êàáåëü ñ áóìàæíîé ïðîïèòàííîé èçîëÿöèåé è ñ ìåäíûìè æèëàìè:= 6 ìì² , Iäîï.= 45 À

ÑÁÃ 4×6 ìì²

Âûáðàííûé êàáåëü ïðîâåðÿþò íà äëèòåëüíî äîïóñòèìûé òîê ïî ñëåäóþùåìó óñëîâèþ

ð ìàõ.≤ Iäîï. (48)

,2 À ≤ 45 À

Çàêëþ÷åíèå

 ðåçóëüòàòå ïðîäåëàííîé ðàáîòû, áûë ïîëíîñòüþ ðàññ÷èòàí íàâîçîóáîðî÷íûé òðàíñïîðòåð.  ðàñ÷åò âõîäèëè ðàçäåëû: ðàñ÷åò è ïîñòðîåíèå ìåõàíè÷åñêîé õàðàêòåðèñòèêè è íàãðóçî÷íîé äèàãðàììû ðàáî÷åé ìàøèíû è ýëåêòðîäâèãàòåëÿ; âûáîð ýëåêòðîäâèãàòåëÿ; ðàñ÷åò ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ ýëåêòðîïðèâîäà; ðàçðàáîòêà ñõåìû àâòîìàòè÷åñêîãî óïðàâëåíèÿ ýëåêòðîïðèâîäîì óñòàíîâêè; âûáîð àïïàðàòóðû è çàùèòû; âûáîð ïðîâîäîâ è êàáåëåé; ðàçðàáîòêà ñõåìû ñîåäèíåíèé è âíåøíèõ ïîäêëþ÷åíèé øêàôà óïðàâëåíèÿ.

 ãðàôè÷åñêóþ ÷àñòü âõîäèò ýëåêòðè÷åñêàÿ ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà óñòàíîâêè è ïëàí ïîìåùåíèÿ ñ ðàçìåùåíèåì ýëåêòðîîáîðóäîâàíèÿ.

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû

1. Ñàâ÷åíêî Ï.È. è äð. Ïðàêòèêóì ïî ýëåêòðîïðîâîäó â ñåëüñêîì õîçÿéñòâå. - Ì.: Êîëîñ, 1996.-224ñ.

.Ýëåêòðîïðèâîä â ñåëüñêîì õîçÿéñòâå: Ìåòîä. óêàçàíèÿ ê êóðñîâîìó è äèïëîìíîìó ïðîåêòèðîâàíèþ/ÊðàñÃÀÓ. Êðàñíîÿðñê, 1992.60ñ.

. Êëþ÷åâ Â.È., Òåðåõîâ Â.Ì. Ýëåêòðîïðèâîä è àâòîìàòèçàöèÿ îáùåïðîìûøëåííûõ ìåõàíèçìîâ: Ó÷åáíèê äëÿ âóçîâ, -Ì.: Ýíåðãèÿ, 1980.-360ñ.

. Àíäðååâ Â.Ï., Ñàáèíèí Þ.À. Îñíîâû ýëåêòðîïðèâîäà. -Ë. -Ì.: Ãîñýíåðãîèçäàò, 1963.-722ñ.

. Îñíîâû àâòîìàòèçèðîâàííîãî ýëåêòðîïðèâîäà/×èëèêèí Ì.Ã., Ñîêîëîâ Ì.Ì., Òåðåõîâ Â.Ì., Øèíÿíñêèé À.Â. -Ì.: Ýíåðãèÿ, 1974.-568ñ.

. Îñòðîâñêèé À.Ñ. Ýëåêòðîïðèâîäû ïîòî÷íî-òðàíñïîðòíûõ ñèñòåì. -Ì.: Ýíåðãèÿ, 1967.-184 ñ.

. Àñèíõðîííûå äâèãàòåëè ñåðèè 4À: Ñïðàâî÷íèê /Êðàâ÷èê À.Â., Øëàô Ì.Ì., Àôîíèí Â.È. è äð.-Ì.: Ýíåðãîèçäàò, 1982.

. Ìÿêèøåâ Í.Ô. Ýëåêòðîïðèâîä è ýëåêòðîîáîðóäîâàíèå àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñåëüñêîõîçÿéñòâåííûõ óñòàíîâîê. - Ì.: Àãðîïðîìèçäàò, 1986.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru