4.1.1 Расчет мощности

Вес каната участвующего в перемотке G, кг определяется по формуле [11]:

, (4.1)

где L = 130 - длина каната, м;

? = 7500 - плотность каната, кг/м³;

d = 0,045 - диаметр каната, м;

.

Расчетная схема представлена на рисунке 4.1:

Рисунок 4.1. Расчетная схема.

Сила нормального давления N, Н равна весу каната, по формуле:

. (4.2)

Сила трения скольжения F_тр, Н при перепуске каната через две направляющие мерного устройства и две направляющие по поверхности скольжения на самом экскаваторе можно вычислить по формуле (4.3):

, (4.3)

где f = 0,1 - коэффициент трения каната о поверхность скольжения.

.

Скорость движения каната V_k, м/сек, на барабане определим по формуле:

, (4.4)

где n = 5 - обороты барабана, об/мин;

R = 0,825 - наибольший радиус намотки каната на барабан, м.

.

Мощность двигателя необходимая для перепуска каната через направляющие N_c, Вт определим из выражения:

, (4.5)

где ? ? F_тр - тяговое усилие на канат;

? = 0,6 - к.п.д. привода, блочков, направляющих скольжения и т.д. (приняли условно в первом приближении).

.

Учитывая инерционные моменты, необходимые при пуске двигателя для проворота барабана намотанного новым канатом, получаем необходимую для этого мощность.

Расчетная схема на рисунке 4.2 представляет размеры барабана для новых канатов.

Момент инерции для проворота полностью намотанного каната на новом барабане J, кг?м² вычисляют по формуле [12]:

(4.6)

где J_н - момент инерции намотки каната по диаметру d_н и длине барабана В;

J_в - соответствующий момент по диаметру d_в.

Рисунок 4.2. Расчётная схема

Раскрываем формулу 4.6:

. (4.7)

При ориентировочно принятой объемной плотности намотки каната на барабане , массы m_н и m_в будут равны

, (4.8)

,

где m_н - масса наружной намотки, кг;

m_в - масса внутренней намотки, кг;

V_н - объем намотки по наружному диаметру d_н;

V_в - объем намотки по внутреннему диаметру d_в;

r_н = 0,8 м - радиус наружной намотки;

r_в = 0,3 м - радиус внутренней намотки;

? = 0,8 м - длина барабана.

По формуле 4.8

,

.

По формуле 4.7:

.

Угловая скорость барабана ?, рад/сек определяется по формуле:

. (4.9)

Угловое ускорение барабана ?, рад/сек² за время ускорения двигателя t = 0,5 сек и начальной угловой скорости ?₀=0 рад/сек определяем из выражения:

. (4.10)

Необходимый момент для кручения барабана М, н?м определяем по формуле:

. (4.11)

Необходимая мощность для начала кручения барабана N_б, Вт определяем по формуле:

. (4.12)

После этого определяем суммарно необходимую мощность двигателя по формуле:

. (4.13)

Принимаем для установки ближайший больший по каталогу электродвигатель мощностью N_дв=7,5 кВт. Наиболее распространенный в эксплуатации электродвигатель с оборотами n_д=1500 об/мин. Принимаем тип 4A132S4.