《2.港口起重运输机械电气传动.docVIP

港口起重运输机械电气传动 概 述 电气传动的任务是保证机械能够满足生产工艺要求和正常有效地工作。因此，电气工程师必须清楚机械对传动的要求，熟悉机械的构造和工作原理，这是电气传动设计最起码、最重要的前提。 用于装卸作业的港口机械，最大的特点就是速度高，操作频繁。除运输机械和个别的机构为长期、短期载荷外，基本都是重复短期工作制。随着机械效率的提高，某些机械的接电持续率也相应地大幅度增加。 位能载荷、摩擦阻力与风阻力，是起重运输机械的三种主要载荷。港口机械的载荷及操作完全是随机状态，传动计算需要考虑多种因素，因此具体到每个传动系统，载荷必须合理地进行组合。 有些机构要求传动电动机能够在四象限运转，所以在选择电动机的类型和容量时，要结合电动机调速方案一并考虑。 港口机械机构传动的力学参数与机械特性 机构传动的力学参数和机械特性是机械对电气传动要求的具体的量的体现，是设计的原始依据。 一、起升机构 （一）性能参数 性能参数包括取物装置的种类、额定起升载荷、取物装置自重载荷 、起升速度、传动机构总效率、卷筒直径、传动系统传动比、电动机轴上转动件飞轮矩总和。 （二）机械特性 起升机构的外载荷是重力，无论货载的运动方向如何，对电动机而言，其外 载转矩的方向不变。计及正、反向传动效率，在同一货载下，折算至电动机轴上的外载转矩有不同的数值。 二、水平运动机构 （一）性能参数 性能参数有机械类型及具体机构、额定运行速度、总传动比、系统 总的传动效率、电动机轴上转动件飞轮矩总和及静阻转矩。 （二）机械特性 水平运动机构包括二类：重心无垂直位移和重心有垂直位移，必须按具体的 机构传动简图仔细区分。 水平运动机构的机械特性比较复杂。阻力主要是摩擦阻力、坡道阻力、风阻力、水平阻力及垂直方向阻力。不同的机械，阻力的组合与各种阻力所占比例大不相同，没有规律可循，必须具体机构具体分析。 三、回转机构 （一）性能参数 性能参数包括机械类型及机构传动图、额定回转速度、总传动比 、系统总传动效率、电动机轴上转动件飞轮矩总和及静阻转矩。 （二）机械特性 回转机构阻力主要是摩擦阻力、坡道阻力和风阻力。其中风阻力约占全部阻 力的70%以上。随着回转角度的变化，承风面非线性改变，风载也随之改变，而且转向变化时，风载与坡道阻力的方向也因之变号，所以回转机构的机构特性最复杂，随机性极大。 传动机构转矩与飞轮矩的折算 传动系统中，各级的转矩与飞轮矩的折算原则都是遵循能量守恒定律。 一、不同转速轴上的转矩折算 (2-2-1) 式中：——转速为轴上的折算转矩，； ——转速为轴上的转矩，； ——，转速为轴与轴的传动比。 如果由负载边向原动边折算，则应计及相应的传动效率。 二、不同转速轴上的飞轮矩折算 (2-2-2) 式中：——折算至转速轴上的飞轮矩，； ——转速为轴上的飞轮矩，； ——，转速为轴与轴的传动比。 电动机轴上动转矩的计算 (2-2-3) 式中： ——电动机轴上所需的加速动态转矩，； ——折算至电动机轴上的传动系统总飞轮矩，； ——系统角加速度要求的转速变化率，。 表2-2-1与表2-2-2分别给出了港口机械常用机型两种运动的加速度推荐值。 起升加速度 表2-2-1 机 型 取物装置 加速度值 机 型 取物装置 加速度值 岸边集装箱起重机 吊 具 0.6~0.8 港口门座起重机 抓 斗 0.8~1.0 港口门座起重机 吊 钩 0.4~0.6 桥式抓斗卸船机 1.0~2.0 港口门式起重机 0.6~0.8 平移加速度 表2-2-2 运行速度 m/min ?240 240 200 180 150 120 100 60 40 25 加速度m/s2 0.80~ 1.00 0.50~ 0.67 0.44~ 0.58 0.42~ 0.56 0.39~ 0.52 0.35~ 0.47 0.32~ 0.43 0.25~ 0.33 0.12~ 0.19 0.10~ 0.16 注：桥式抓斗卸船机的小车运行机构，允许加速度达到。 传动系统总飞轮矩只要按高速轴上所有转动件的飞轮矩之和估算即可，通常惯量大的系统取大值。 =（1.1~1.2） （2-2-4） 起重机机构传动操作频度 常用港口起重机械的机构传动操作频度见表2-2-3。装船机与输送