2011年問11(2) 巻き上げ機の運動と仕事

2011問11(2)巻き上げ機 エネルギー管理士

2011年 電力応用 問11(2) 巻き上げ機の運動 (よく出る問題)

図のように、電動機に減速比(電動機側の回転速度/負荷側の回転速度)が1010の減速装置を介して、直径1[]1[]の巻胴が直結された巻上装置で、ワイヤロープによって質量100[kg]100[kg]の吊り荷を加速度1[m/s2]1[m/s2]で巻き上げている。ここで、巻胴、吊り荷以外の質量、慣性モーメント、及び、摩擦は無視できるものとし、重力加速度は9.8[m/s2]9.8[m/s2]とする。

このとき、ロープに掛かっている力は重力と、加速に要する力との和であるから、A[N]となる。この力を巻胴軸でのトルクに換算するとB[Nm]であり、電動機軸でのトルクTwに換算するとC[Nm]である。

また、巻胴軸の角加速度は[rad/s2]、電動機軸の角加速度は[rad/s2]である。巻胴の慣性モーメントJ5[kgm2]であるとき、巻胴を加速させるために必要な電動機トルクTs[Nm]であり、電動機所要トルクは、TwTsとの和で求めることができる。

以上のことを考慮して、定格トルク100[N]の電動機を使用している巻上装置を考える。

電動機のトルクが定格の14で、吊り荷の巻き上げ速度が1[m/s]一定のとき、電動機の出力は[kW]であり、この状態で秒間に電動機が行う仕事は10[kJ]である。

 

 

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