Усовершенствование расчета эквивалентной мощности гидропривода крановых механизмов

Abstract

Целью исследования является определение аналитических зависимостей изменения эквивалентной мощности электродвигателей гидростатических приводов для различных рабочих циклов механизмов передвижения и поворота грузоподъемных машин с учетом потребления энергии во время холостого хода (когда механизм остается неподвижным), что не учитывалось ранее и представляет новизну данной работы. Для достижения цели проведены стендовые экспериментальные исследования механизма передвижения мостового крана с регулируемым гидростатическим приводом, выполнен анализ графика потребления электрической энергии на всех этапах рабочего цикла. Принято во внимание, что мгновенная мощность отличается от нуля в начале разгона и после полной остановки механизма. На этапе торможения механизма рассмотрен случай работы электродвигателя в генераторном режиме, а также получена аналитическая зависимость для определения момента времени перехода из генераторного режима обратно в режим потребления энергии. Определены аналитические зависимости изменения эквивалентной мощности двигателя на всех этапах рабочего цикла: разгон, движение с установившейся скоростью, торможение. На основании этих зависимостей, получено уточненное аналитическое выражение для расчета эквивалентной мощности за полный рабочий цикл, что является наиболее важным результатом исследования. Используя численные значения мгновенной мощности, полученные в результате эксперимента, построены графики изменения эквивалентной мощности за рабочий цикл механизма передвижения мостового крана с регулируемым приводом в зависимости от длительности этапа равномерного хода с учетом, а также без учета мощности холостого хода. Значимость результата состоит в том, что уточненный расчет с использованием предложенных аналитических зависимостей, позволит простым методом более объективно оценить нагрев и обосновать выбранную мощность электродвигателя гидростатического привода механизмов передвижения и поворота грузоподъемных машин, работающих в пуско-тормозных режимах в условиях изменяющихся параметров рабочего цикла, и обосновать выбор мощности.

The aim of this study is to determine the analytic dependences of modifying the equivalent power of electric motors of hydrostatic drivers for different operation cycles of traveling and rotary mechanisms of lifting machines taking into account the power consumption during the idle run (when the mechanism remains immobile), which was not accounted for earlier. The latter is the novelty of this work. To achieve the goal the stand experimental studies were performed for the traveling mechanism of the bridge crane with a hydrostatic adjustable drive, the schedule status review of the electric energy consumption was carried out for all the stages of the operational cycle. The analytic dependences were defined of changing the equivalent power of the driver throughout all stages of the operational cycle, namely, acceleration, motion at a stable speed, and braking. Based on these dependences, the specified analytic expression to calculate the equivalent power for the full operational cycle was obtained, which is the most important result of the study. The significance of the result consists in that the specified calculation with the use of the proposed analytic dependences will allow using a simple method to estimate heating more objectively. It will as well enable to justify the selected power of the electric motor with the hydrostatic driver of the motion mechanisms and rotary motion of lifting machines that operate in starting-up-braking modes under conditions of varying parameters of the operational cycle.