Новосибирская Государственная академия водного транспорта Омский филиал
Проект защищен
Оценка
Подпись
Дата
Расчетно-пояснительная
Записка
К курсовому проекту
По дисциплине: ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ РУЛЕВЫХ
УСТРОЙСТВ И ЯКОРНО-ШВАРТОВНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Тема: РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЯКОРНО-ШВАРТОВНОГО МЕХАНИЗМА
180404.КП.САЭП.08.12 ПЗ
Руководитель: Студент:
ЭМ – 41у
Ученая степень (курс, шифр)
Селиванов П.П. Моисеев К.В.
Ф.И.О. Ф.И.О.
Омск 2008
ЗАДАНИЕ В№12
1. Тип судна: П;
2. Класс по регистру: О;
3. Длина, L (м): 96;
4. Ширина, В (м): 12;
|
|
5. Высота борта, Н (м): 4,3;
6. Осадка, Т (м): 2,4;
7. Длина I дека, l1 (м): 85;
8. Ширина I дека, b1 (м): 11;
9. Высота I дека, h1 (м): 2,2;
10. Длина II дека, l2 (м): 82;
11. Ширина II дека, b2 (м): 10;
12. Высота II дека, h2 (м): 2,2;
13. Длина III дека, l3 (м): 78;
14. Ширина III дека, b3 (м): 9,5;
15. Высота III дека, h3 (м): 2,2;
16. Водоизмещение, V (т): 1473;
17. Скорость хода, υ (км/ч): 20;
18. Тип якорно – швартовного механизма: Брашпиль;
19. Швартовный канат: Пеньковый;
20. Напряжение сети, U (В): 380;
21. Род тока: переменный трехфазный;
22. Система управления: контакторная;
23. Дистанционная отдача якоря: нет.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ВЫБОР ЯКОРНО-ШВАРТОВНОГО МЕХАНИЗМА. 4
2. Расчёт мощности электродвигателя якорно-Швартовных механизмов. 6
3. Проверка выбранного электродвигателя на обеспечение скоростей выбирания якорной цепи.. 13
4. Проверка выбранного двигателя по скорости выбирания швартовного каната.. 14
5. Определение наибольшего усилия в якорных цепях при действии пускового момента двигателя. 15
6. Определение скорости травления двигателем цепи наибольшего калибра. 16
7. Проверка двигателя на обеспечение подъёма 2якоруй с половины глубины…………………….................................................................................17
8. Проверка двигателя на обеспечение подъёма якоря с полностью вытравленной цепью (аварийный режим) 20
8. Проверка двигателя на нагрев.. 23
9. Разработка схемы управления. 28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ... 34
1. ВЫБОР ЯКОРНО-ШВАРТОВНОГО МЕХАНИЗМА.
1.1 Определяем якорную характеристику (характеристику снабжения)
(1.1) |
L – длина судна, м;
B – ширина судна, м;
T – осадка судна, м;
H – высота борта, м;
l1 – длина надстройки первого дека (яруса);
|
|
h1 – высота надстройки первого дека (яруса);
l2 – длина надстройки второго дека;
h2 – ширина надстройки второго дека и т.д.;
k = 1
.
1.2 Исходя из величины якорной характеристики, типа судна и его класса по Регистру, в соответствии требований Речного Регистра, выбираем число якорей, суммарную массу якорей и суммарную длину якорной цепи.
Число якорей: 2;
Суммарная масса якорей: 2150 кГ;
Суммарная длина цепей: 225 м.
1.3. В зависимости от веса якоря выбираем калибр якорной цепи.
Масса якоря: 1250 кГ;
Калибр: 34 мм.
1.4 Зная калибр цепи производим выбор якорно-швартовного механизма.
Группа: III;
Расчетная глубина стоянки: 60 м;
Тип шпиля: Б3Р;
Диаметр звездочки: 430 мм;
Удельное тяговое усилие:
с номинальной скоростью: a= 2,3 кгс
с малой скоростью: a`=1,6 кгс
Коэффициент прочности якорной цепи: .
2. Расчёт мощности электродвигателя якорно-Швартовных механизмов.
2.1 Предварительный выбор мощности электродвигателя.
2.1.1 Расчетное номинальное тяговое усилие на звездочке
(2.1) |
где a – удельное тяговое усилие, МПа;
m – коэффициент прочности якорной цепи;
d – калибр цепи, мм;
.
Fном.расч необходимо проверить на соответствие нормам Российского Речного Регистра по формуле:
,
2.1.2 Момент на валу двигателя
(2.2) |
где , мм – диаметр цепной звёздочки,
iя = 200 – передаточное число от вала двигателя к звёздочке брашпиля;
ηя =0,8 – к.п.д. якорного механизма
2.1.3 Частота вращения двигателя
, | (2.3) |
где v – скорость выбирания якорной цепи, м/с;
2.1.4 Мощность двигателя
, Вт. | (2.4) |
2.1.5 Расчетное тяговое усилие на звёздочке при работе на малой скорости
, H | (2.5) |
– удельное тяговое усилие,кгс;
2.1.6 Момент на валу двигателя при работе на малой скорости:
, Н∙м. | (2.6) |
2.1.7 Частота вращения двигателя при работе на малой скорости:
, рад/с | (2.7) |
2.1.8 Мощность двигателя при работе на малой скорости:
, Вт. | (2.8) |
2.1.9 Пусковой момент при работе двигателя на основной скорости:
(2.9) |
2.1.10 Расчётный момент при выбирании швартовного каната:
, Н∙м | (2.10) |
где Fш – номинальное тяговое усилие на швартовном барабане, Н;
iш = 0,5 iя =125- передаточное число от вала дв-ля к валу швартовного барабана
ηш – к.п.д. швартовного механизма, принимаем ηш = ηя;
u ш.н. = номинальная скорость выбирания швартовного каната, м/мин. 0,13 м/с.
, м;
2.1.11 Расчётное тяговое усилие на звёздочке, удерживаемое тормозом:
, Н | (2.11) |
где k = 2
2.1.12 Требуемый тормозной момент тормоза:
, Н∙м | (2.12) |
где – обратный к.п.д.;
.
2.1.13 На основании полученных данных выбираем электродвигатель 30-минутного режима на основной частоте вращения серии МАП и записываем все параметры:
Тип двигателя: МАП 422 - 4/8 ОМ1;
Мощность, кВт: 12/8;
Напряжение, В: 380;
Режим работы, мин: 30/30;
Частота вращения, об/мин: 1390/645;
Ток статора номинальный, А: 24,5/21,6,
Ток статора пусковой, А: 142/75;
Момент пусковой, кгс∙м:20/29;
Момент максимальный, кгс∙м:22/30;
Маховой момент с тормозом, Н∙м: 4,91
Маховой момент, кгс∙м2: 100. Cosφ=0.9/0.78
2.2. Построение механической и электромеханической характеристик.
2.2.1. Определяем номинальный момент:
(2.13) |
Для четырех - полюсной обмотки:
Для восьми - полюсной обмотки:
2.2.2. Определяем номинальное скольжение:
(2.14) |
– синхронная скорость вращения двигателя, рад/с;
– скорость вращения ротора, рад/с;
Для четырех - полюсной обмотки:
Для восьми - полюсной обмотки:
2.2.3. Вычисляем перегрузочную способность двигателя:
(2.15) |
Для четырех - полюсной обмотки:
Для восьми - полюсной обмотки:
2.2.4. Определяем критическое скольжение:
(2.16) |
2.2.5. Задаваясь S = 0; 0,01; 0,03; 0,05 и т.д. до Sкр определяем момент M на валу электродвигателя по формуле Клосса:
|
|
(2.17) |
2.2.6. Построим электромеханической (скоростной) характеристику I=ƒ (S) используя выражение:
(2.18) |
где Iн – номинальный ток, А;
– ток холостого хода, =6,3А.
Расчетные данные сведем в таблицу 1.
На основании полученных данных построим характеристики в программе MATHCAD.
Таблица 1. | |||
S | M, Н∙м | I, А | W,рад/с |
0,02 | 27,478 | 10 | 153,9 |
0,06 | 79,93 | 23,8 | 147,6 |
0,1 | 125,6 | 37,5 | 141,3 |
0,18 | 188,3 | 61 | 128,8 |
0,26 | 25,47 | 78,6 | 116,24 |
0,34 | 219,55 | 90,6 | 103,6 |
1 | 127,4 | 118,1 | |
|
Рис.1. Механические характеристики электродвигателя.
Рис.2. Электромеханическая характеристика.
2.2.7. Проверка электродвигателя на удовлетворение предъявляемым требованиям:
а). номинальный 30-минутный момент электродвигателя на основной частоте вращения для механизмов первой и третьей групп должен быть не менее 0,7 номинального расчетного
и не менее момента при выбирании швартовного каната с номинальным тяговым усилием
82.44 > 60
б). каталоженный пусковой момент электродвигателя на основной частоте вращения должен быть не менее двойного расчётного момента
200 > 2∙62
200 > 124
г). момент электромагнитного тормоза
2.3. Выбор тормоза.
Тип тормоза: ТМТ 6;
Тормозной момент, Н∙м, в режиме 30 мин: 75;
Энергия торможения при повторно-кратковременном режиме, Вт: 380;
Время, с:
включения: 0,015;
отключения: 0,013;
Число дисков: 4;
Средний радиус кольца, см: 15,0;
Поверхность кольца, см2: 377;
Ход тормоза начальный, мм: 2,5;
Ход тормоза максимальный, мм: 5;
Число тысяч торможений до смены дисков
при номинальной частоте вращения, об/мин: 80.