Выбор двигателей лифтов и подъемных машин по мощности

где gк — вес 1 м каната, Н/м.

Усилие на канатоведущем шкиве

Момент и мощность на валу двигателя определяются на основании следующих формул:

где M1, P1 — момент и мощность при работе привода в двигательном режиме, соответственно Н-м и кВт; М2, P2 — момент и мощность при работе привода в генераторном режиме, соответственно Н-м и кВт; η1, η2 — к. п. д. червячного редуктора при прямой и обратной передаче энергии.

Значения η1 и η2 нелинейно зависят от скорости вала червяка и могут быть рассчитаны по формулам

здесь λ — угол подъема винтовой линии на делительном цилиндре червяка; k1— коэффициент, учитывающий потери в подшипниках и масляной ванне редуктора; ρ — угол трения, зависящий от скорости вращения вала червяка.

Из формулы усилия на канатоведущем шкиве следует, что при отсутствии уравновешивающего каната нагрузка электропривода подъемной лебедки зависит от положения подъемного сосуда.

Шахтные подъемные машины вследствие большой грузоподъемности — до 10 т, высоких скоростей движения — 10 м/с и более, большой высоты подъема 200—1000 м и тяжелых условий работы оборудуются стальными канатами, имеющими большую массу. Представим, например, что один скип опущен до нижнего горизонта, а другой в это время находится наверху и разгружен. При таком положении весь головной канат неуравновешен, и в начале подъема двигателю приходится преодолевать статический момент, образуемый весом груза и каната. Уравновешивание каната наступает в середине пути скипов. Затем оно вновь нарушается, и вес опускающейся части каната будет способствовать разгрузке двигателя.

Неравномерная нагрузка, особенно в глубоких шахтах, приводит к необходимости завышения мощности двигателя. Поэтому при высоте подъема более 200—300 м целесообразным является уравновешивание головных подъемных канатов с помощью хвостовых, которые подвешиваются к подъемным сосудам. Хвостовой канат выбирается обычно того же сечения и длины, что и головной, вследствие чего подъемная система оказывается уравновешенной.

Так как нагрузка в процессе работы лифтов и подъемных машин меняется, то для определения мощности или момента на валу двигателя при любом грузе удобно строить по нескольким точкам график зависимости указанных величин от нагрузки, который имеет примерно такой характер, как это показано на рис. 1, б, а затем пользоваться им при построении нагрузочных диаграмм.

При этом должен быть известен режим работы электропривода подъемной машины, который во многом определяется относительной продолжительностью включения ПВ и числом включений в час двигателя. Для лифтов, например, режим работы электропривода определяется местом установки и назначением подъемника.

В жилых домах график движения носит относительно равномерный характер, а относительная продолжительность — ПВ и частота включений двигателя h соответственно равны 40% и 90—120 включений в час. В многоэтажных административных зданиях нагрузка лифта резко возрастает в часы прихода и ухода сотрудников с работы и во время обеденного перерыва, соответственно большие значения будут иметь ПВ и h — 40—60% и 150—200 включений в час.

После того, как закончено построение графика статической нагрузки на валу двигателя, выбрана система электропривода и двигатель подъемного механизма, можно осуществить второй этап построения нагрузочной диаграммы — учет влияния переходного процесса на диаграмму нагрузки.

Для построения полной нагрузочной диаграммы необходимо учитывать времена разгона и замедления электропривода, время открывания и закрывания дверей, количество остановок при движении кабины, время входа и выхода пассажиров при наиболее характерном цикле работы. Для лифтов с автоматически действующими дверями суммарные потери времени, определяемые действием дверей и заполнением кабины, составляют 6—8 с.

Рис. 2. Зависимости момента электропривода от загрузки кабины, лифта при нахождении последней на первом этаже (1), в середине шахты (2) и на последнем этаже (3).

Пример. По техническим данным быстроходного пассажирского лифта определить статические моменты на валу двигателя в различных режимах работы.

Дано:

• максимальная грузоподъемность Gн = = 4900 Н;

• скорость движения v = 1 м/с;

• высота подъема Н = = 43 м;

• вес кабины G0 = 6860 Н;

• вес противовеса Gnp = 9310 Н;

• диаметр канатоведущего шкива Dm = 0,95 м;

• передаточное число редуктора подъемной лебедки i = 40;

• к. п. д. передачи с учетом трения кабины о направляющие шахты η = 0,6;

• вес каната GKАH = 862 Н.

Таблица 1

Усилие на канатоведущем шкиве:

При работе лифтовой установки на подъем, когда Fc > 0, приводная электрическая машина работает в двигательном режиме, а при Fc 0, и в двигательном при Fc < 0.

Результаты расчетов статических моментов по формуле сведены в табл. 1 и представлены на графике рис. 2. Отметим, что при более точных расчетах следует учитывать сопротивление движению направляющих шахты, которое составляет 5—15% от Fc.

Источник информации: "Школа для электрика: электротехника и электроника. Статьи, советы, полезная информация.