Selección de motores para ascensores y máquinas elevadoras por potencia

Los ascensores modernos de pasajeros y carga de edificios residenciales y administrativos, así como algunas máquinas para levantar minas, se realizan con un contrapeso o, como a veces se le llama, con un contrapeso. En la maquinaria de minería, el equilibrio, como ya se ha señalado, a menudo no se realiza mediante un contrapeso, sino mediante un segundo recipiente elevador.

El contrapeso para ascensores se selecciona para equilibrar el peso de la embarcación (cabina) de elevación y parte de la carga nominal a elevar:

donde GH es el peso de la carga de elevación nominal, N; G0 — peso de la cabina, N; Gnp es el peso del contrapeso, N; α es el factor de equilibrio, por lo general igual a 0,4-0,6.

Arroz. 1. Para calcular la carga en el eje del motor del ascensor.

La necesidad de equilibrar barcos pesados ​​es obvia, ya que para moverlos en ausencia de un contrapeso, se requiere un aumento correspondiente en la potencia del motor. La capacidad de equilibrar una parte de la carga útil nominal se revela al determinar la potencia equivalente para una curva de carga determinada.No es difícil deducir, por ejemplo, que si el ascensor trabaja principalmente para subir la carga y bajar la cabina vacía, entonces la potencia equivalente del motor según el diagrama de carga tiene un mínimo en α = 0,5.

La presencia de un contrapeso conduce a un aplanamiento de la curva de carga del motor, lo que reduce su calentamiento durante el funcionamiento. Con referencia al diagrama que se muestra en la FIG. 1, a, luego con el valor de peso del contrapeso

y la ausencia de una cuerda de equilibrio y la fricción de la cabina y el contrapeso en las guías, puede escribir:

donde gk es el peso de 1 m de cuerda, N/m.

Resistencia a la tracción

El par y la potencia del eje del motor se determinan con base en las siguientes fórmulas:

donde M1, P1 — par y potencia cuando el variador opera en modo motor, Nm y kW, respectivamente; M2, P2: par y potencia cuando el variador funciona en modo generador, Nm y kW, respectivamente; η1, η2: eficiencia del engranaje helicoidal con transferencia de energía directa e inversa.

Los valores de η1 y η2 dependen de forma no lineal de la velocidad del eje del tornillo sinfín y se pueden calcular mediante las fórmulas

aquí λ es el ángulo de ascenso de la línea espiral en el cilindro de indexación del tornillo sinfín; k1 es un coeficiente que tiene en cuenta las pérdidas en los cojinetes y baño de aceite de la caja de cambios; ρ — ángulo de fricción, dependiendo de la velocidad de rotación del eje del tornillo sinfín.

De la fórmula de la fuerza sobre la polea de tracción se deduce que, en ausencia de un cable de equilibrio, la carga sobre el accionamiento eléctrico del cabrestante de elevación depende de la posición del buque de elevación.

Debido a su gran capacidad de carga — hasta 10 toneladas, altas velocidades de movimiento — 10 m/s y más, altas alturas de elevación de 200-1000 m y duras condiciones de trabajo, las máquinas de elevación de minas están equipadas con cables de acero de gran masa. Imagina, por ejemplo, que una pasada se baja al horizonte inferior, mientras que la otra se encuentra arriba, y en ese momento se descarga. En esta posición, toda la cuerda de cabeza está desequilibrada, y al inicio de la subida el motor debe vencer el momento estático generado por el peso de la carga y la cuerda. El equilibrio de la cuerda se realiza en medio de la trayectoria de los contenedores. Luego se vuelve a romper y el peso de la parte descendente de la cuerda ayudará a descargar el motor.

La carga desigual, especialmente en minas profundas, lleva a la necesidad de sobreestimar la potencia del motor.Por lo tanto, a una altura de elevación de más de 200-300 m, se recomienda equilibrar los cables de elevación de cabeza con la ayuda de cables de cola que están suspendidos. de los buques de elevación. Por lo general, la cuerda de cola se selecciona con la misma sección transversal y longitud que la principal, como resultado de lo cual el sistema de elevación resulta equilibrado.

Dado que la carga cambia durante la operación de ascensores y máquinas elevadoras, para determinar la potencia o momento del eje del motor para cada carga, es conveniente construir un gráfico de la dependencia de estos valores con respecto a la carga. en varios puntos, que tiene aproximadamente el mismo carácter que se muestra en la fig. 1b y luego utilícelo para construir diagramas de carga.

En este caso, debe conocerse el modo de funcionamiento del accionamiento eléctrico de la máquina elevadora, que está determinado en gran medida por la duración relativa de la activación FV y el número de arranques por hora del motor. Para ascensores, por ejemplo, el modo de funcionamiento del accionamiento eléctrico está determinado por el lugar de instalación y el propósito del ascensor.

En los edificios residenciales, el horario de tráfico es relativamente uniforme y la duración relativa: PV y frecuencia de arranque del motor h son iguales al 40% y 90-120 arranques por hora, respectivamente. En edificios de oficinas de gran altura, la carga del ascensor aumenta considerablemente durante las horas de llegada y salida de los empleados del trabajo y, en consecuencia, durante el almuerzo, los valores altos tendrán PV y h-40-60% y 150 -200 arranques por hora.

Después de completar el dibujo carga estática en el eje del motor, se han seleccionado el sistema de accionamiento eléctrico y el motor del polipasto, se puede realizar la segunda etapa de construcción de un diagrama de carga, teniendo en cuenta el efecto del transitorio en el diagrama de carga.

Para construir un diagrama de carga completo, es necesario tener en cuenta los tiempos de aceleración y desaceleración del accionamiento eléctrico, el tiempo de apertura y cierre de las puertas, el número de paradas durante el movimiento del automóvil, el tiempo de entrada y salida de pasajeros durante el ciclo de trabajo más típico. Para ascensores con puertas de accionamiento automático, la pérdida de tiempo total determinada por el accionamiento de las puertas y el llenado de la cabina es de 6-8 s.

Los tiempos de aceleración y desaceleración del automóvil se pueden determinar a partir del diagrama de movimiento si se conocen la velocidad nominal del automóvil y los valores permitidos de aceleración (desaceleración) y tirones. De acuerdo con el diagrama de carga, construido de acuerdo con los modos estático y dinámico indicados del sistema de accionamiento eléctrico, es necesario realizar un cálculo computacional del motor cuando se calienta, utilizando uno de los métodos conocidos: pérdidas promedio o valores equivalentes.

Arroz. 2. Dependencias del par del accionamiento eléctrico sobre la carga de la cabina, el ascensor, cuando éste se encuentra en el primer piso (1), en medio del hueco (2) y en el último piso (3).

Un ejemplo. De acuerdo con los datos técnicos de un elevador de pasajeros de alta velocidad, determine los momentos estáticos en el eje del motor en diferentes modos de operación.

Dado:

• capacidad de carga máxima Gn = = 4900 N;

• velocidad de movimiento v = 1 m/s;

• altura de elevación H = = 43 m;

• peso de la cabina G0 = 6860 N;

• peso de contrapeso Gnp = 9310 N;

• diámetro de la viga de tracción Dm = 0,95 m;

• relación de transmisión de la caja de cambios del cabrestante i = 40;

• eficiencia de la transmisión, teniendo en cuenta el rozamiento de la cabina sobre las guías del eje η = 0,6;

• peso de la cuerda GKAH = 862 N.

tabla 1

Resistencia a la tracción:

Cuando el sistema de ascensor funciona, cuando Fc > 0, la máquina eléctrica de accionamiento funciona en modo motor, y cuando Fc es 0, y en modo motor cuando Fc < 0.

Los resultados del cálculo de los momentos estáticos según la fórmula se resumen en una tabla. 1 y se muestran en el gráfico de la fig. 2.Tenga en cuenta que los cálculos más precisos deben tener en cuenta la resistencia al movimiento de las guías del eje, que es del 5 al 15 % de Fc.