Защитное заземление - соединение корпусов электрооборудования с заземляющим устройством. Это одна из основных мер электробезопасности людей, обслуживающих грузоподъемные механизмы. Все металлические части электрооборудования: корпуса электродвигателей и контакторные панели, кожухи всех аппаратов, кабели, панели, щиты, а также металлические конструкции кранов - могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции и потому должны надежно заземляться (рис. 8).
В установках с напряжением 380/220 В и 220/127 В вместо заземления используют зануление, т. е. присоединение указанных выше корпусов электрооборудования к заземленному нулевому проводу.
В качестве заземлителей используются вертикально введенные в землю металлические трубы диаметром 25 - 35 мм, длиной 2,5 м или уголки такой же длины. Расстояние между заземлителями принимается равным не менее 2,5 - 3,0 м. Для предупреждения коррозии заземлители омеднивают или оцинковывают. Количество заземлнтелей определяется расчетами (учитывается состояние грунта).
Заземлители соединены между собой приваренными металлическими полосами и образуют контуры заземления, которые должны периодически проверяться.
Заземляющие проводники соединяют корпуса электрооборудования с заземлителем. Мостовые краны, кроме действующих во взрывоопасной среде, заземляются через подкрановый путь. Сопротивление заземления в сетях с рабочим напряжением до 1000.В, к числу которых относятся электрические краны, не должно превышать 4 Ом вместе с сопротивлением контура.
Механизмы и аппаратура управления мостовыми кранами
Для пуска (остановки), изменения направления и скорости вращения двигателей механизмов мостовых кранов применяются контроллеры. По конструкции и исполнению контактной части контроллеры бывают барабанные и кулачковые. Барабанные контроллеры используются для легких и средних режимов работы (до 120 включений в час), кулачковые - для более тяжелых режимов (до 600 включений в час). Для особенно тяжелых режимов при меняютея магнитные контроллеры, управляемые командоконтроллерами на расстоянии.
Наиболее простая конструкция контроллеров - с механическим приводом. Все переключения в них выполняются кранов- щиком вручную. Правилами предусмотрена, что аппараты yправления грузоподъемной машиной должны быть выполнены и установлены таким образом, чтобы управление было удобным и не затрудняло наблюдение за грузозахватным органом и грузом. Это определяется местом размещения кабины на кране с учетом условий выполняемой работы и необходимой обзорности, конструкцией и углом наклона световых.проемов в кабине по отношению к обслуживаемой площади, расположением сидения крановщика. Средства управления для облегчения ориентировки отличаются формой, размерами, цветом. Контрольные приборы размещаются в удобном месте, на уровне глаз крановщика, чтобы он хорошо их видел.
Важное значение имеет надежная фиксация контроллеров во всех рабочих и нулевом положениях. Направление движений рукояток, рычагов, маховиков должно указываться на этих механизмах и аппаратах в виде ярких, хорошо видимых надписей и стрелок, быть рациональным и по возможности соответствовать направлению вызываемых ими движений. Да это и понятно. Скажем, если бы крановщик, приводя в движение механизм передвижения моста в левую от себя сторону, поворачивал маховик контроллера.влево, а кран при этом двигался бы вправо, это дезориентировало бы. Такое управление искусственно вызывает излишнее напряжение, требует особой сноровки, нередко ведет к несчастным случаям и не рекомендуется Правилами.
Контакторы - аппараты, служащие для частых дистанционных включений и выключений тока в электрической цепи. Использование контакторов на кранах с тяжелым режимом позволяет производить до 800 включений в час. В одном контакторе бывает несколько парных силовых и вспомогательных контактов. Силовые контакты применяются для разрыва основного тока, а вспомогательные - для управления в оперативных схемах и называются блок-контактами.
Сопротивления , применяемые на кранах, служат для плав. ного пуска электродвигателей и регулировки числа оборотов. Они включаются в цепь якоря двигателей при постоянном токе или в цепь ротора при переменном токе. Изготовляются сопротивления из чугунных элементов или проволоки с большим удельным сопротивлением (вихром, фехраль и др.). Обычно ящики сопротивления нагреваются до высокой температуры. Поэтому они зашиваются металлической сеткой и устанавливаются так, чтобы рабочие не прикасались к ним во избежание ожогов. Осмотр или ремонт сопротивления может быть разрешен только после того, как снято напряжение с крана. Сейчас все больше применяют краны с автоматическим и дистанционным управлением. Дистанционное управление, кранами исключает пребывание людей в условиях высокой температуры окружающей среды, запыленной атмосферы, облегчает их труд, делает его более безопасным.
Кабины управления. Кабина управления краном - рабочее место крановщика. Ее устройство и размещение должно соответствовать Правилам и гарантировать безопасную работу. Кабина должна быть просторной, обеспечивать свободный доступ к оборудованию и вмещать при необходимости, кроме крановщика, стажера или ремонтника; устроена и размещена так, чтобы крановщик со своего рабочего места мог наблюдать за грузозахватным органом н грузом, беспрепятственно просматривать обслуживаемую краном площадь. В некоторых конструкциях кабин для улучшения обзорности настил пола делают из толстого (около 20 мм) плексиглаза, через который свободно просматривается вся зона под кабиной крана. В этих случаях нижняя часть кабины, на которую становится крановщик, должна быть защищена крепкими решетками, способными надежно выдержать его вес.
Важное условие безопасности - расположение кабины со стороны, противоположной главным крановым троллеям. Допускаются исключения в тех случаях, когда троллеи недоступны для случайного прикосновения к ним из, кабины, с посадочной площадки и лестниц.
Кабины электромостовых кранов должны иметь высоту не менее 1,8 м. Верхнее перекрытие кабины - сплошное или сетчатое (ячейка не более 20X20 мм), защищающее от падения в нее случайных предметов. Правилами предусматривается сплошное ограждение кабины со всех сторон высотой не менее 1 м. При выполнении в кабине работ только сидя ее высоту разрешается уменьшить до 1,5 м, а ограждение обшивки - до 0,7 м. Пол должен быть сплошным, деревянным или каким-либо другим, неметаллическим и покрыт резиновыми диэлектрическими ковриками размером не менее 500X700 мм, причем размещать их следует только в местах обслуживания электрооборудования.
На некоторых предприятиях работают краны, у которых расстояние между задней стенкой кабины и максимально выступающими в ее сторону предметами менее 400 мм. В таких случаях, чтобы избежать травмирования крановщика (стажера, дублера) в опасной зоне, заднюю сторону кабины следует ограждать по всей ширине и на высоту 1800 мм. Боковые стороны, примыкающие к задней стенке, ограждаются на ширину не менее 400 мм.
Предъявляются также требования и к устройству входной двери в кабину крана. Дверь должна выполняться распашной или раздвижной и иметь запор изнутри. Дверь распашного типа открывается только внутрь.
Полезная информация: Современное производство кранов мостовых на сайте завода kranbalka.su
В данной статье представлено общее устройство мостовых кранов.
Мостовой кран — это специальное подъемное оборудование, которое используется для перемещения больших и тяжелых грузов. Данные конструкции широко применяются в промышленных помещениях, станциях ремонта автомобилей, на складах и других предприятиях.
Конструктивно мостовые краны разделяют на несколько групп:
- подвесные и опорные;
- одно- и двухбалочные;
- с ручным и электрическим приводом.
Опорные модели двигаются по рельсам, которые закреплены на подкрановых балках. Они устанавливаются на выступах верхней части колонн цеха или на эстакадах.
Подвесной (слева) и опорный (справа) типы кранов.
Однобалочные модели состоят из одной балки, двухбалочные — из двух. Соединяются с концевыми балками, в которых установлены ходовые колеса.
Одно- и двухбалочные типы кранов.
В кранах с ручным приводом в качестве механизма передвижения используются червячные тали. Приводным агрегатом служит вал с тяговым колесом и цепью. Как правило, модели с ручным приводом применяются для перемещения небольших грузов в служебных целях.
Мостовой кран с ручным приводом.
Основные узлы и механизмы мостового крана
Устройство мостового крана сложное. Рассмотрим его более детально.
Как правило, такой кран состоит из подкрановых путей с рельсами, балки или моста и грузовой тележки, которая перемещается. Тележка снабжается механизмом подъема груза. Он может быть один или несколько в зависимости от требований производства.
Устройство приводится в движение под действием электрического привода. Благодаря этому мостовой кран может поднимать и опускать груз, перемещать тележку и балку.
Управление таким краном происходит за счет манипуляций с пульта, который располагается в подвесной кабине или внизу цеха. Монтаж крана осуществляется на крановой эстакаде или с использованием колонн и конструкций помещения.
Устройство мостового крана
Рассмотрим более детально основные узлы и механизмы мостовых кранов.
Подкрановые пути
Подкрановые пути используются для перемещения оборудования. Также они призваны распределять вес мостового крана равномерно по фундаменту. Опорные однобалочные краны обладают малой и средней грузоподъемностью, для их перемещения применяются железнодорожные рельсы.
Конструкции, способные перемещать значительный вес (20 и более тонн), устанавливают на специальные крановые пути. Поскольку такие краны работают под значительной нагрузкой, к подкрановым путям предъявляются жесткие требования во избежание схода тележки и других поломок.
Чтобы не случилось схода тележки, ширина колеса должна быть больше, чем рельса. Не стоит забывать при проектировании, что рельсы нужно укладывать с небольшим сертифицированным зазором, так как в противном случае тепловое расширение может привести к аварии. Однако если зазоры слишком большие, то на колеса будут действовать ударные нагрузки, что приведет к быстрому их выходу из строя.
Устройства для перемещения крана (двигатель, тормозная система)
Мостовой кран перемещается при помощи электродвигателя. Как правило, применяется три или четыре мотора. Два из них установлены для непосредственного перемещения тележки. Остальные служат для поднятия груза и, как правило, располагаются на тележке.
Поскольку веса перемещаемых грузов значительные, то и инерционные массы также требуют уравновешивания. Для этих целей применяется тормозная система, которая останавливает оборудование.
Чаще всего используются тормоза закрытого типа, которые в неподвижном состоянии тележки блокируют ее колеса. Для начала движения достаточно переместить запирающий рычаг. В случае возникновения аварии тормоза срабатывают автоматически, останавливая конструкцию. Для более плавного торможения используются тормоза колодочного типа.
Тормозные узлы и механизмы мостовых кранов не применяются, если скорость тележки не превышает порядка 32 метров в минуту.
Механизм подъема (лебедка, тележка)
Действующим подъемным звеном в мостовом кране является тележка и лебедка. Тележка выполняется из прочной стали. Ее конструкция такова, что нагрузка при перемещении равномерно распределяется на подкрановые пути и колеса. На ней установлены приводные и ведомые колеса. Также на тележке монтируются электродвигатели, механизмы подъема, токоприемники и другое оборудование.
На тележке установлены тормоза. В случае их отказа имеются специальные отбойники, которые помогут ей остановиться. Для обслуживания по периметру предусмотрены поручни.
В зависимости от использования одной или двух балок тележки разделяют на консольные и опорные. По типу подъемного механизма различают тельферные. Их эксплуатируют как в жарком, так и в холодном климате в связи с высокой надежностью устройств.
Консольный (слева) и опорный (справа) тип тележки
На тележке располагается механизм для подъема и опускания груза. В зависимости от зацепной функции выделяют крюковые и грейферные захваты.
Также на тележке устанавливается несколько вспомогательных барабанов, которые имеют меньшую грузоподъемность, чем основной. Они используются для перемещения легких грузов.
В качестве оборудования для повышения тягового усилия применяется полиспаст с заданной кратностью. Это устройство представляет собой систему из блоков, соединенных между собой канатом или цепью.
Использование полиспаста позволяет наматывать канат на барабан равномерно. Это необходимо для того, чтобы распределить нагрузку на опоры блока в одинаковых величинах и избежать перекоса поднимаемого груза и поломки опор.
Механизмы управления
Мостовым краном можно управлять из разных мест:
- из подвесной кабины;
- дистанционно;
- с земли.
Управление краном с пола возможно при помощи пульта. Используются как проводные, так и радиоуправляемые модели. Радиопульт современен и мобилен. Его применение эффективно, пульт позволяет перемещать грузы точно и равномерно. Данные мостовые краны, обладающие грузоподъемностью до 10 тонн, не регистрируют в Технадзоре.
Зачастую для управления краном применяют джойстик-манипулятор. Он может осуществлять несколько операций быстрее, чем пульт (подъем, спуск, остановка, ускорение и др.). Кнопочные модели обладают меньшей функциональностью. Данные приспособления используются для кранов с малой и средней грузоподъемностью.
При необходимости перемещения больших весов используется кран, управление которым осуществляется из кабины. Данные изделия необходимо вносить в реестр Технадзора. Для работы на таком оборудовании нужен специалист, который имеет сертификат соответствия.
Поскольку кабина находится на высоте, то она относится к потенциально опасным конструкциям и должна обладать повышенными показателями надежности. Внутри кабины располагаются рычаги и манипуляторы для управления, кресло оператора. Важным моментом является остекление кабины. Оно должно быть максимально полным, чтобы крановщик мог видеть любые события, происходящие в зоне погрузки. Также многие операторы используют радиосвязь.
Основные способы управления мостовыми кранами
Электрооборудование крана
К электрооборудованию крана относят:
- электродвигатели;
- реле, пускатели, контроллеры;
- предохранители, выключатели;
- электромагнитные тормоза и прочее.
Электрические моторы устанавливаются для передвижения крана и тележки. Их число зависит от конструкции и модели подъемника. Разнообразное оборудование для пуска и остановки, электрозащиты и управления строго сертифицируется, к нему предъявляются повышенные требования по безопасности и надежности.
Электропитание крана осуществляется двумя путями — при помощи кабельной или троллейной линии. Троллейный вариант применим для кранов, которые перемещают большие грузы. Линия должна находиться на высоте не менее 3,5 метров от пола и 2,5 метров до настила моста. Кабельная линия представляет собой гибкий кабель. Он перемещается вместе с тележкой. Для этого его подвешивают на каретках. Для перемещения балки моста применяют первый способ.
Электропитание мостового крана в большинстве случаев трехфазное. Такое напряжение в сети необходимо, так как электродвигатели работают при значительных показателях силы тока и напряжения. К силовой линии мостового крана предъявляются повышенные требования безопасности. Это связано, прежде всего, с возникновением остановок, перегрузок и прочего. При таких факторах проводка греется. Для нормальной работы крана требуются качественные провода, способные выдерживать вышеперечисленные перегрузки.
Введение
Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на большие расстояния. По особенностям конструкций, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные и др. В цехах предприятий электромашиностроения наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производится подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек цеха. Вид мостового крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией, однако многие узлы кранового оборудования, например механизмы подъема и передвижения, выполняются однотипными для различных разновидностей кранов.
На электрических кранах устанавливают электродвигатели, пусковые и регулировочные сопротивления, тормозные электромагниты, контроллеры, защитную, пускорегулирующую, сигнальную, блокировочную и осветительную аппаратуру, конечные выключатели, токосъемники. Питание на кран подается или через троллейные проводники, неподвижно закрепленные на строительных конструкциях, и токосъемники, закрепленные на кране, или при помощи гибкого шлангового кабеля. Электродвигатели, аппараты и электропроводку кранов монтируют в исполнении, соответствующем условиям окружающей среды.
В зависимости от вида транспортируемых грузов на мостовых кранах используют различные грузозахватывающие устройства: крюки, магниты, грейферы, клещи и т.п. В связи с этим различают краны крюковые, магнитные, грейферные, клещевые и т.п. Наибольшее распространение получили краны с крюковой подвеской или с подъемным электромагнитом, служащим для транспортировки стальных листов, стружки и других ферромагнитных материалов.
У всех типов кранов основными механизмами для перемещения грузов являются подъемные лебедки и механизмы передвижения.
По грузоподъемности мостовые краны условно разделяют на малые (масса груза 5-10 т.), средние (10-25 т.) и крупные (свыше 50 т.).
Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.
Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 –2500 кВт.
Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейферами, специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, расположенных в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.
Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно - кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов,онечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.
В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные
системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.
В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.
Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.
1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МОСТОВОГО КРАНА.
Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.
Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразноеМостовой кран (рисунок 1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.
Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).
Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования:
по степени загрузки, времени работы, интенсивности ведения операций, степени ответственности грузоподъемных операций и климатических факторов эксплуатации.
К основным параметрам механизма подъёма относятся:
грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.
Рисунок 1 – Общий вид мостового крана
Номинальная грузоподъемность - масса номинального груза на крюке или захватном устройстве, поднимаемого грузоподъемной машиной.
Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, характера работы, типа машины и ее производительности.
2 УСЛОВИЯ РАБОТЫ И ОБЩАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТОРОБОРУДОАНИЯ МОСТОВОГО КРАНА.
Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных выключателей, предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа, действующими при снятии напряжения.
На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.
Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.
Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ = 40%.
2.1 Кинематические схемы основных механизмов
Работу основных механизмов крана рассматривают по кинематическим схемам. Так как двигатели обычно имеют угловую скорость, значительно большую, чем скорость подъемного барабана или ходовых колес моста или тележки, то движение к рабочим органам механизмов крана передается через редукторы (на рисунках обозначены буквой Р).
Для механизмов подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом П (рисунок 2), при помощи которого движение от барабана Б передается крюку К.
На рисунке 3 представлена схема механизма тележки, которая обычно имеет четыре ходовых колеса, два из которых, соединены валом, приводятся в движение через редуктор Р от двигателя Д.
Передача движения к ходовым колесам концевых балок от двигателя, установленного на мосту, может осуществляться через редуктор Р, расположенного в средней части моста (рисунок 4).
Каждый механизм крана имеет механический тормоз Т, который устанавливается на соединительной муфте между двигателем и редуктором или на тормозном шкиве на противоположном конце вала двигателя.
Рисунок 2. Кинематическая схема подъемного механизма
Рисунок 3. Кинематическая схема тележки
Рисунок 4. Кинематическая схема моста
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ЭЛКТРОПРИВОДА И ОБОСНОВАНИЯ ВЫБРАНОГО ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
Для выбора системы электропривода необходимо четко представлять себе технологические требования к приводу того механизма, для которого он выбирается.
Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:
1 Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку – с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.
3 Ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связано с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора, с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с уменьшением раскачивания подвешенного на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения; второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.
4 Реверсирование электропривода и обеспечение его работы, как в двигательном режиме, так и в тормозном режиме.
4 РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ КРАНА
Электродвигатели, установленные на кранах, работают в тяжелых условиях, часто в помещениях с повышенной температурой или с большим содержанием в них паров и газов, а также на открытом воздухе. Мостовые краны имеют повторно-кратковременный режим работы, с частыми пусками и торможениями.
Повторно - кратковременный режим – это режим работы двигателя, при котором рабочие периоды t раб чередуются с периодами отключения t 0 .
Повторно - кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ).
где, t раб – время работы (с)
t ц – время цикла (с)
Номинальное значение относительной продолжительности включения – 15, 25, 40, 60%.
Рассмотрим режимы работы двигателей, которые представлены на рисунке 5.
Двигатели механизмов моста и тележки при работе с грузом и без груза работают в нормальном двигательном режиме.
При подъеме груза или пустого крюка двигатель подъемного механизма работает в двигательном режиме, а при опускании груза возможны два случая:
Если момент груза М гр больше момента двигателя М дв, то груз будет опускаться под действием собственного веса с учетом момента трения М тр и электродвигатель должен быть включен на подъем, чтобы подтормаживать груз, то есть в этом случае момент двигателя равен
М дв = М гр - М тр
Такой режим называется тормозным спуском.
Если момент груза будет меньше момента трения, то электродвигатель должен быть включен на спуск и способствовать опусканию груза, то есть работать в двигательном режиме, в этом случае момент двигателя равен
дв = М тр - М гр
Такой режим называется силовым спуском.
П
Силовой спуск малых грузов (двигательный режим)
Передвижение (двигательный режим)
Подъем груза (двигательный режим)
Тормозной спуск груза
Рисунок 5. Режимы работы двигателей крана
Ри опускании пустого крюка так же возможны два случая, то есть спуск может быть и тормозным и силовым.
5 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОВИГАТЕЛЕЙ, ИХ ВЫБОР ПО КАТЕГОРИЯМ И ПРОВЕРКА.
5.1 Двигателя моста.
Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1
(1)
где, F Г – сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н;
G Г – вес крана с грузом, Н;
G 0 – вес крана без груза, Н;
r – радиус цапфы колеса, м;
Принимаем:
f = (0, 0005-0,001).
µ = (0,015-0,02);
Вычисляем вес крана с грузом
G Г = m Г · g · 10 3 (2)
где m Г – грузоподъемность крана, т;
G Г = 10 · 9,8 · 10 3 =98000 Н
Вычисляем вес крана без груза
G 0 = m 0 · g · 10 3 (3)
где m 0 – вес моста, т.
G 0 = 12 · 9,8 · 10 3 = 117600 Н
Вычисляем радиус ходового колеса
R
=
(4)
где D х – диаметр ходовых колес моста, м.
R =
м
Вычисляем радиус цапфы колеса
r
=
(5)
где D ц – диаметр цапфы колес моста, м.
r =
м
Вычисляем сопротивление движению механизма по формуле 1
Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6
(6)
где,– F 0 сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н;
К – коэффициент трения ребер колес о рельсы;
G 0 – вес крана без груза, Н;
R – радиус ходового колеса, м;
µ - коэффициент трения скольжения в подшипнике;
r – радиус цапфы колеса, м;
f – коэффициент трения качения ходового колеса;
Принимаем:
µ = (0,015-0,02);
f = (0,0005-0,001).
Вычисляем F 0 по формуле:
Рассчитываем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7
(7)
где, М с1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом, Н·м;
Г – сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н;
n – частота вращения двигателя, об/мин;
Находим частота вращения двигателя по формуле 8
D х – диаметр ходового колеса, м.
об/мин
Н·м
Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
(9)
G Г – вес крана с грузом, Н;
G 0 – вес крана без груза, Н.
Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10
(10)
где, М с2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при
движении без груза, Н·м;
F 0 – сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н;
V – скорость перемещения моста, м/с;
n – частота вращения двигателя, об/мин
-
КПД механизма без груза.
Вычисляем КПД механизма без груза по формуле 11
(11)
где, К з – коэффициент загрузки крана на холостом ходу;
КПД механизма при полном грузе.
Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12
(12)
где, М э – средний статистический момент, Н·м;
М с1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом, Н·м;
М с2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при движении без груза, Н·м.
Н·м
Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
(13)
где, Р э – средняя эквивалентная мощность механизма, кВт;
М э – средний статистический момент, Н·м;
n – частота вращения двигателя, об/мин.
кВт
Вычисляем время цикла по формуле 14
(14)
где, t ц – время цикла, с;
Z – число циклов в час
3600 – 1 час, с;
с
Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
(15)
где, t раб – время работы при движении с грузом и без него, с;
L – путь перемещения механизма, м;
V – скорость перемещения моста, м/с.
с
Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16
(16)
где,
t раб – время работы при движении с грузом и без него, с;
t ц – время цикла, с.
Приводим ПВ р к стандартному значению ПВ ст = 30%
Рассчитываем мощность двигателя по формуле 17
где, Р ПВст – мощность двигателя моста, кВт;
Р э – средняя эквивалентная мощность механизма, кВт;
ПВ р – продолжительность включения механизма во время работы, %;
2,63
кВт
По расчетной частоте вращения,учитывая род тока по величине Р ПВст выбираем двигатель постоянного тока Д31 данные которого приведены в таблице 1.
аблица 1
Определим номинальный момент по формуле 18
М н =9,55·Рн/n (18)
М н =9,55·8000/820=93,1 Н·м;
Определим средний пусковой момент двигателя по формуле 19
М п =1,6-1,8М Н (19)
где, М н =93,1 Н·м;
М п =1,6·93,1=148,96 Н·м;
2. Определим маховый момент,приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом и без него
С грузом по формуле 20
СД гр ²=1,15 СД дв ²+365(G г + G 0)V²/n² Н·м (20)
Iя=0,3 кг·м²
СД дв ²=0,3·40=12 кг·м²
СД гр ²=1,15·12+365(98000+117600) ·1,25²/820²=196,3 Н·м²
Без груза по формуле 21
Рассчитываем время пуска для каждой операции
Максимально допустимое время пуска для механизмов передвижения 10-15 сек
С грузом по формуле 22
t п1= СД гр ²·n/375· (Мп-Мст1) сек (22)
t п1= 196,3·820/375· (148,96-113,4)=12 сек
Без груза по формуле 23
t п2= СД гр ²·n/375· (Мп-Мст2) сек (23)
t п2= 113,5·820/375(148,96-67,5)=3 сек
т.к.получилось малое время пуска двигателя перемещения моста без груза
t п2= 3 сек просчитаем двигатель меньшей мощности
Проверим двигатель постоянного тока Д 22
Определим номинальный момент по формуле 18
М н =9,55 · Рн/n (18)
М н =9,55 · 6000/1070=53,5
Определяем средний пусковой момент двигателя по формуле 19
М п =1,8 · М н (19)
М п =1,8 · 53,5=96,3
2. Определим маховый момент,приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом по формуле 20
I я = 0,155 кг · м²
СД дв ²=0,155 · 40 =6,2 кг · м²
СД гр ²=1,15 · 6,2+365(98000+117600)1,25 ² /1070²=114,52 Н·м²
3.без груза по формуле 21
СД 0 ²=1,15 · 6,2+365(117600 · 1,25 ²)/1070 ²=65,7 Н·м²
4.Рассчитываем время пуска для каждой операции с грузом по формуле 22
t п1= (114,52 · 1070)/375(96,3-113,4)=-19,1 сек
т.к получилось отрицательное значение время пуска двигателя перемещения моста t п1= -19,1 то двигатель Д 22 не подходит
ля двигателя Д 31 при расчетах время пуска без груза уменьшим пусковой момент за счет введения в цепь реостата по формуле 22
М п =1 М н =1 · 93,1=93,1 Н·м (22)
5.Вычисляем время пуска без груза по формуле 23
t п2 =113,5 · 820/375(93,1-67,5)=9,6 сек
6.Рассчитаем время торможения при каждой операции с грузом по формуле 24
t т = СД гр ² · n/375(М т+ М ст) сек (24)
М т = М н =93,1 Н·м
t т1 =196,3 · 820/375(93,1+113,4)=2 сек
7.Для расчета время торможения без груза ограничим тормозной момент по формуле 24
М т =0,8 М ном =0,8 · 93,1=74,48 Н·м (25)
t т2= 113,5 · 820/375(74,48+67,5)=1,74 сек
8.Замедление находим по формуле 26
а=v/ t n ≤0.6;0.8 (26)
без груза
1=0,6≤0,6;0,8 а2=0,7≤0,6;0,8
9. Определим время установившегося движения t ус по формуле 27
t у =360 · 0,106-12-9,6-2-1,74/2=6,4 сек
10. Строим нагрузочную диаграмму
11.Расчитаем эквивалентный момент по формуле 28
(28)
2. Определим эквивалентный момент пересчитанный на стандартный ПВ по формуле 29
(29)
=48,6
Н·м
48,6≤93,1-условия выполняется,двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке
0,8λкр·Пн≤Мст.мах
0,8·3·93,1≤113,4
Условия выполняется следовательно для перемещения моста применяем двигатель постоянного тока Д 31
5.2Двигателя тележки
1. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1
Определяем вес крана G Г с грузом по формуле 2
G Г = 10 · 9,8 · 10 3 = 98000 Н
Определяем вес крана без груза G 0 по формуле 3
G 0 = m 0 · g · 10 3 (3)
где, m 0 – вес тележки, т.
G 0 = 5,6 · 9,8 · 10 3 = 54880 Н
Находим радиус ходового колеса по формуле 4
где, D х – диаметр ходовых колес тележки, м.
Находим радиус цапфы колеса по формуле 5
где, D ц – диаметр цапфы колес тележки, м.
r =
м
Находим сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1
2. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6
3. Рассчитываем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7
об/мин
Н·м
4. Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
(9)
=0,35
5.Определим КПД х.х по формуле 11
6. Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10
Н·м
7. Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12
Н·м
8. Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
кВт
9. Вычисляем время цикла по формуле 14
(14)
с
0. Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
(15)
с
11. Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16
(16)
Приводим ПВ р к стандартному значению ПВ ст = 25%
12. Рассчитываем мощность механизма по формуле 17
кВт
По полученной мощности механизма и расчетной частоте вращения,учитывая род тока, выбирается двигатель постоянного тока марки Д 12 , данные которого приведены в таблице 2.
Таблица 2
Проверяем выбранный двигатель.
Двигатель проверяется по двум условиям;
1. Определим средний пусковой момент по формуле 18
М пуск = (1,6-1,8) ·М ном (18)
где, М ном – номинальный момент двигателя, Н·м определяем по формуле 19
(19)
Н·м
М пуск = 1,6 · 20,9 = 33,44 Н·м
2.Рассчитываем маховый момент,приведенный к валу двигателя
с грузом по формуле 20
І я =0,05 кг·м 2
СД дв ²=0,05 · 40=2
СД гр ²=1,15 СД дв ²+365(Сг+С0) · V/n² Н·м² (20)
СД гр ²=1,15 · 2+365(98000+54880) · 0,6²/1140²=17,7 Н·м²
Без груза по формуле 21
СД 0 ²=1,15 СД дв ²+365(С 0 · V²)/n² Н·м² (21)
СД 0 ²=1,15·2+365(54880 · 0,6²)/1140²=7,8 Н·м²
3. Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции
С грузом по формуле 22
с
4. Вычисляем тормозное время
т = М ном =20,9 Н·м
С грузом по формуле 24
с
Без груза по формуле 24
5. Замедление по формуле 26
а=V/tт≤0,6-0,8 (26)
а1 =0,6/1,3=0,46
без груза
а2=0,6/0,83=0,72
а1=0,46≤0,6-0,8
а2=0,72≤0,6-0,8
6. Вычисляем установившееся время движения механизма по формуле 27
Строим нагрузочную диаграмму
8. Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 28
9. Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 29
=7,1
Н · м
7,1≤20,9 –условие выполняется,двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке
0,8λкр·Пн≤Мст.мах
0,8·3·20,9≤17,8
Двигатель имеет малую нагрузку,т.к двигателей меньшей мощности нет
5.3 Двигателя подъемного механизма
1. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме груза по формуле 30
где,
G Г – вес крана с грузом, Н;
G 0 – вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза, Н;
КПД подъемника при подъеме груза;
i рп – передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов.
g – ускорение свободного падения, м/с.
Находим вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза по формуле 3
G 0 = m 0 · g · 10 3 (3)
где, m 0 – вес грузоподъемного устройства, т.
G 0 = 1,2 · 9,8 · 10 3 =11760 Н
i рп = i р · i п =34,2 · 2=68,4
где, i р – передаточное число редукции привода;
i п – кратность полиспастов.
Н·м
2. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза (тормозной спуск) по формуле 31
М с2 = М с1 ·(2·-1) (31)
где, М с2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза, Н·м;
М с1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;
КПД подъемника.
М с2 = 457·(0,79·2-1) = 265 Н·м
3. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства по формуле 32
(32)
где, М с3 - момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
G 0 – вес грузозахватывающего устройства без груза, Н;
D б – диаметр барабана подъемной лебедки, м;
i рп – передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов;
4. Находим КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 11
(11)
5. Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
6. Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 31
М с4 = М с3 ·(2·-1) (31)
где, М с4 - момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
М с3 - момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме
грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза.
М с4 = 265·(2·0,38-1) = -63,6 Н·м
7. Вычисляем эквивалентный статический момент со штрихом по формуле 33
(33)
где, М э ’ - эквивалентный момент со штрихом, Н·м;
М с1 – момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза, Н·м;
М с2 – момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза, Н·м;
М с3 - момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Н·м;
М с4 - момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Н·м.
8. Вычисляем время цикла по формуле 14
(14)
с
9. Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
(15)
где, L – высота подъема, м.
с
10. Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы
Приводим ПВ р к стандартному значению ПВ ст = 40%
11. Определяем эквивалентный статический момент по формуле 28
(28)
где, М э - эквивалентный статический момент, Н·м;
М э ’ - эквивалентный момент со штрихом, Н·м;
ПВ р – продолжительность включения механизма во время работы, %;
ПВ ст – стандартная продолжительность включения, %.
Н·м
12. Находим частоту вращения двигателя по формуле 8
(8)
где, i рп – передаточное число редукции привода с учетом кратности полиспастов;
D б – диаметр барабана, м.
об/мин
13. Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
кВт
По полученной мощности механизма выбирается двигатель постоянногоокаД806
Проверяем выбранный двигатель.
Таблица 3
Производим расчет и построение нагрузочной диаграммы
Педварительно выбранный двигатель проверяется по условиям нагрева, строится нагрузочная диаграмма с учетом пусковых и тормозных режимов
1. Определим средний пусковой момент по формуле 19
М пуск – среднее значение пускового момента двигателя, Н·м;
М пуск = (1,6-1,8) ·М ном (19)
где, М ном – номинальный момент двигателя, Н·м.определяем по формуле 18
где, Р ном – номинальная мощность выбранного двигателя, кВт;
n ном – номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.
М пуск = 1,5 · 330 = 495 Н·м
2.Рассчитываем маховый момент, приведенный к валу двигателя по формуле 20
СД дв ²=1·40=40 кг·м²
СД гр ²=1,15 ·СД дв ²+365(Сг+С0) ·V/n² Н·м² (20)
СД гр ²=1,15·40+365(9800+11760) ·0,2²/635²=53,3 Н·м²
Без груза по формуле 21
СД 0 ²=1,15 СД дв ²+365(С 0 ·V²)/n² Н·м² (21)
СД 0 ²=1,15·40+365(11760·0,2²)/635²=46,42 Н·м²
3. Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции по формуле 22
с
с
Без груза
с
4. Вычисляем тормозное время по формуле 24
т = М ном =330 Н·м
t т1 ,t т2 – время тормозное с грузом и без него, с.
с
Без груза
с
5. Замедление по формуле 25
а=V/tт≤0,6-0,8 (25)
а1 =0,2/0,1=2 а2=0,2/0,15=1,33
без груза
а3=0,2/0,18=1,11 а4=0,2/0,29=0,68
6. Определим время установившегося движения t ус по формуле 26 (26)
7. Рассчитаем эквивалентный момент по формуле 27
8. Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 28
=288,33
Н·м
288,33≤330 –условие выполняется,двигатель удовлетворяет условиям нагрева
9. Проверяем на перегрузку по формуле 34
Λ кр =Ммах/Мн=981/330=2,9 (34)
0,8λкр·Пн≤Мст.мах
0,8·2,9·330≥457
Условие выполняется,двигатель Д806 с мощностью 22кВт берем в качестве привода механизма подъема
РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ.
Механической характеристикой называется зависимость скорости вращения двигателя от момента.
Характеристика двигателя будет естественной при условиях:
Напряжение на статоре должно быть номинальным;
Если отсутствуют добавочные сопротивления в статоре и роторе;
На переменном токе частота будет ровна 50 Гц;
Для того чтобы построить естественную характеристику необходимо рассчитать три точки для механизмов.
6.1 Для двигателя моста определим точку х.х М=I=0
Точка 1 имеет координаты
где, n 0 – обороты двигателя при пуске, об/мин.
Рассчитываем Т1- на идеальном холостом ходу
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 35
n 0 =Uн/nн ·Uн-Iн ·Rдв об/мин
где, n 0 – обороты двигателя при пуске, об/мин;
Rдв =0,5 · Uн(1- nн)/ Iн=0,5 ·220(1-0,84)/44=0,4 Ом
n 0 =820 ·220/220-44 ·0,4=885,6 об/мин
Точка 2 имеет координаты
Т2 (М ном; n ном)
n ном –номинальные обороты двигателя, об/мин.
М=Мн=9,55 ·Рн/ n ном =9,55 ·8000/820=93,1 Н·м
Рассчитываем Т2 – в рабочем или номинальном Т2 (93,1; 820)
Механическая характеристика двигателя моста
2 Для двигателя тележки
Точка 1 имеет координаты
(36)
Rдв =0,5 · Uн(1- nн)/ Iн=0,5 ·220(1-0,85)/14,6=1,13 Ом
n 0 =1140 ·220/220-14,6 ·1,13=1231,2 об/мин
Точка 2 имеет координаты
Т2 (М ном; n ном)
где, М ном – номинальный момент двигателя, Н·м; находим по формуле 18
М=Мн=9,55 ·Рн/ n ном =9,55 ·2500/1140=20,9 Н ·м
Т2 (20,9; 1140)
Механическая характеристика двигателя тележки
3 Для двигателя подъемного механизма
Точка 1 имеет координаты
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 36
Rдв =0,5 · Uн(1- nн)/ Iн=0,5 ·220(1-0,79)/116=0,19 Ом
n 0 =635 ·220/220-116 ·0,19=704,85 об/мин
Точка 2 имеет координаты
Т2 (М ном; n ном)
где, М ном – номинальный момент двигателя, Н·м; находим по формуле 18
n ном – номинальные обороты двигателя, об/мин.
М=Мн=9,55 ·Рн/ n ном =9,55 ·22000/635=330 Н ·м
Механическая характеристика двигателя подъемного механизма
РАСЧЕТ И ВЫБОР ПУСКОВЫХ, ТОРМОЗНЫХ И РЕГУЛИРОВОЧНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ.
Пусковым сопротивлением (реостатом) называется устройство, служащее для введения и выведения сопротивления в цепи ротора в период пуска и разгона электропривода.
Введение и выведение сопротивления производится ступенчато (секциями).
Для расчета пусковых сопротивлений задаются числа ступеней Z
Z=1-2 для двигателей до 10 кВт
Z=2-3 для двигателей до 50 кВт
Аналитический метод
7.1. Расчеты ведем для моста
1. Для моста Z=2
М=Мст1/Мн=113,4/93,1=1,21 (37)
Iст.мах= I · Iн=1,21 ·44=53,24 А (38)
I 2 =(1,1-1,2) Iст.мах=1,2 ·53,24=63,88 А (39)
(40)
где,
-
отношение I 1
к I 2 ;
(42)
Ом
(43)
где,
Отношение I 1 к I 2 .
Ом
(44)
R 2 - сопротивление на второй ступени, Ом;
Отношение I 1 к I 2 .
Ом
9.Находим расчетный момент по формуле 45
М 1 =I 1 /Iн ·Мн=130,3/44 ·93,1=275,7 Н ·м
М 2 =I 2 /Iн ·Мн=63,88/44 ·93,1=135,1 Н ·м
r 1 = R 1 – R 2 (46)
r 2 = R 2 – R 3
r 1 = 1,68 – 0,82 = 0,86 Ом
r 2 = 0,82 – 0,4 = 0,42 Ом
R п = r 1 - r дв (47)
R п = 1,68- 0,4 = 1,28 Ом
RUн/Iн=220/44=5 Ом
R1=a1/a=30/90=0.33 R1=R1 ·Rn=0.33 ·5=1.65
R2=aв/aд=15/90=0.16 R2=R2 ·Rn=0.16 ·5=0.8
Rn=Un/In=220/44=5 Rдв= Rдв ·Rn=0.08 ·5=0.4
Rдв=aб/aд=8/90=0,08
Все расчеты произведены верно
7.2. Для тележки
1. Для тележки Z=2
Определяем момент на двигателе по формуле 37
М=Мст1/Мн=17,8/20,9=0,85 (37)
2. Рассчитываем максимальный статический ток по формуле 38
Iст.мах= I · Iн=0,85 ·14,6=12,41 А (38)
3. Рассчитываем ток при расчете пускового сопротивления по формуле 39
I 2 =(1,1-1,2) Iст.мах=1,2 ·12,41=14,89 А (39)
4. Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
5. Находим отношение I 1 к I 2 по формуле 41
где, - отношение I 1 к I 2 ;
I 1 - расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А;
I 2 - ток при расчете пускового сопротивления, А.
6. Вычисляем сопротивление на первой ступени по формуле 42
где, R 1 - сопротивление на первой ступени, Ом;
U 2 – номинальное напряжение между кольцами ротора, В;
I 1 - расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А.
Ом
7. Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
R 1 - сопротивление на первой ступени, Ом;
Отношение I 1 к I 2 .
Ом
8. Вычисляем сопротивление двигателя по формуле 44
где, R дв - сопротивление на третьей ступени, Ом;
R 2 - сопротивление на второй ступени, Ом;
Отношение I 1 к I 2 .
Ом
М 1 =I 1 /Iн ·Мн=34,9/14,6 ·20,9=50 Н ·м (45)
М 2 =I 2 /Iн ·Мн=14,89/14,6 ·20,9=21,3 Н ·м
10. Находим сопротивления секций пускового реостата по формуле 46
r 1 = R 1 – R 2 (46)
r 2 = R 2 – R 3
где, r 1 , r 2 , сопротивления первой, второй и третьей секции, Ом;
R 1 , R 2 , R 3 – сопротивления первой, второй и третьей ступени, Ом;
R дв – сопротивление двигателя, Ом.
r 1 = 6,3 - 2,7 = 3,6 Ом
2 = 2,7 – 1,17 = 1,53 Ом
11. Находим общее пусковое сопротивление реостата по формуле 47
R п = r 1 - r дв (47)
R п = 6,3- 1,17 = 5,13 Ом
R н =Uн/Iн=220/14,6=15 Ом
12. Произведем расчет пусковых сопротивлений для механизма моста графическим способом
R1=a1/a=50/121=0.41 R1=R1 ·Rn=0.41 ·15=6,15
R2=aв/aд=21/121=0,17 R2=R2 ·Rn=0.17 ·15=2,55
Rn=Un/In=220/14,6=15 Rдв= Rдв ·Rn=0.07 ·15=1,05
Rдв=aб/aд=9/121=0,07
Все расчеты произведены верно
7.3 Для подъемного механизма
1. Для моста Z=3
Определяем момент на двигателе по формуле 37
М=Мст1/Мн=457/330=1,38 (37)
2. Рассчитываем максимальный статический ток по формуле 38
Iст.мах= I · Iн=1,38 ·116=160 А (38)
3. Рассчитываем ток при расчете пускового сопротивления по формуле 39
I 2 =(1,1-1,2) Iст.мах=1,2 ·160=192 А (39)
Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
5. Находим отношение I 1 к I 2 по формуле 41
где, - отношение I 1 к I 2 ;
I 1 - расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А;
I 2 - ток при расчете пускового сопротивления, А.
6. Вычисляем сопротивление на первой ступени по формуле 42
где, R 1 - сопротивление на первой ступени, Ом;
U 2 – номинальное напряжение между кольцами ротора, В;
I 1 - расчетный ток при расчете пускового сопротивления, А.
Ом
Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
где, R 2 - сопротивление на второй ступени, Ом;
R 1 - сопротивление на первой ступени, Ом;
Отношение I 1 к I 2 .
Ом
8. Вычисляем сопротивление двигателя по формуле 44
(44)
где, R дв - сопротивление на третьей ступени, Ом;
R 2 - сопротивление на второй ступени, Ом;
Отношение I 1 к I 2 .
Ом
Находим полное сопротивление по формуле 48
Rп=R1-Rдв=0,73-0,18=0,550 Ом (48)
9. Находим расчетный момент по формуле 45
М 1 =I 1 /Iн ·Мн=299,52/116 ·330=852 Н ·м
М 2 =I 2 /Iн ·Мн=192/116 ·330=546,2 Н ·м
10. Находим сопротивления секций пускового реостата по формуле 46
r 1 = R 1 – R 2
r 2 = R 2 – R 3
где, r 1 , r 2 ,r 3 сопротивления первой, второй и третьей секции, Ом;
R 1 , R 2 , R 3 – сопротивления первой, второй и третьей ступени, Ом;
R дв – сопротивление двигателя, Ом.
r 1 = 0,73 – 0,46 = 0,27 Ом
r 2 = 0,46 – 0,29 = 0,17 Ом
r 3 =0,29-0,18=0,11
R н =Uн/Iн=220/116=1,89 Ом
11. Произведем расчет пусковых сопротивлений для механизма моста графическим способом
R1=a1/a=27/71=0.38 R1=R1 ·Rn=0.38 ·1,89=0,71
R2=aв/aд=17/21=0.23 R2=R2 ·Rn=0.23 ·1,89=0.43
R3=aв/aд=11/71=0.15 R3=R3 ·Rn=0.15 ·1,89=0.28
Rn=Un/In=220/116=1,89 Rдв= Rдв ·Rn=0.09 ·1,89=0,17
Rдв=aб/aд=7/71=0,09
се расчеты произведены верно
Выбор схемы управления
Принципиальная схема –это схема электрических соединений,выполненная в развернутом виде.Она является основной схемой проекта
электрооборудования мостового крана и дает общее представление об электрооборудовании данного механизма,отражает работу системы автоматического управления механизмом. По схеме осуществляется проверка правильности электрических соединений при монтаже и наладке электрооборудования.
В схему управления мостового крана входит защитная панель ППЗК,схема электропривода механизма перемещения моста,схема электропривода механизма перемещения тележки,подъема.
9. ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ.
9.1 Контроллеры
Контроллеры бывают силовые (кулачковые) и магнитные (командо - контроллеры).
Силовые контроллеры своими контактами включаются в силовые цепи двигателей.
Магнитные контроллеры своими контактами включаются в цепи управления и через эти контакты в определенных положениях получают питание катушки контакторов, которые уже своими контактами будут давать питание на двигатель.
1. Выбор контроллера для моста и тележки
При выборе контроллера нужно учитывать;
Мощность двигателя;
Ток статора;
Род тока;
Номинальное напряжение;
Расчетную продолжительность включения.
Данные двигателя моста и тележки
Переменный ток
Р н м = 8 кВт
Р н т = 2,5 кВт
По справочнику Яуре А.Г. «Крановый электропривод» выбираем силовые кулачковые контроллеры
раб. полож. 6/6
напряжение 220В
мощность испол двиг. 10кВт
2. Выбор контроллера для подъемного механизма
Выбираем магнитный контроллер постоянного тока типа ПС или ДПС,предназначенный для управления электроприводами механизмов подъема
Для механизма подъема с Рном =22 кВт по справочнику выбираем контроллер типа ПС
Ток включения 450А
Напряжение 220В
Мощ. испол двиг. 30кВт
Крановые конечные выключатели
Конечные выключатели
Крановые конечные выключатели служат для предотвращения перехода механизмами предельно допустимых положений (ограничение подъема грузозахватывающего устройства или хода моста и тележки), а также блокировка открывания люков и двери кабины.
1. Конечные выключатели выбираются с учетом скорости перемещения механизмов.
Произведем выбор конечных выключателей
Для механизмов перемещения - КУ 701 рычажной с самовозратом
Для подъема - КУ 703 с самовозратом от груза
Скорость механизма 0,03-2 м/с
Степеньзащиты IP44
Масса 2,7 кг
Скорость механизма 0,01-1 м/с
Степеньзащиты IP44
Масса 10,3 кг
9.3 Максимальные реле типа РЭ0401 для зашиты цепей крановых
1. Расчет максимального реле по формуле 48
Iср=2,5·Iн (48)
Для моста Iср=2,5·44=110 А
Для тележки Iср=2,5·14,6=36,5 А
Для подъема Iср=2,5·116=290 А
Для группы Iмах =241,2
Iср=2,5·241,2=603 А
Для механизмов перемещения,подъема выбираем реле типа РЭ0401
|
РелеРЭ0401 |
Электромагнит |
Ток катушки |
Пределы регулирования тока |
Выводы катушки |
|
1.мост ТД.304.096-12 |
||||
|
2.Тележка 2ТД.304.096-18 |
||||
|
3.Подъем 2ТД.304.096-8 |
||||
|
4. группа 2ТД.304.096-4 |
9.4 Резисторы
Применяются для пуска,регулирования угловой скорости и торможения
Резисторы выбирают по суммарному значению пускового сопротивления с учетом значений секций
1. Производим выбор резисторов:
Для моста Rn=220/44=5 Ом
Для тележки Rn=220/14,6=15 Ом
Для подъема Rn=220/116=1,89 Ом
Контроллер КВ101
Номинальное сопротивление Rn=5 Ом
Мощность двигателя Рн=8кВт
Тип блока БК12
Рублика блока 02
Количество блоков 1
2. Тележка
Контроллер КВ101 Номинальное сопротивление Rn=15 Ом
Мощность двигателя Рн=2,5 кВт
Тип блока БК12
Рублика блока 03
Количество блоков 1
Контроллер ПС 160
Номинальное сопротивление Rn=1,89 Ом
Мощность двигателя Рн=22кВт
Тип блока БК6
Рублика блока 07
Количество блоков 1
9.5 Защитная панель
Крановая защитная панель осуществляет следующие виды защиты:
Электроснабжении, осуществляется с помощью нулевых контактов и контактора.
Защита от токов короткого замыкания и больших свыше 250% перегрузок.
Концевая защита, обеспечивающая отклонения при достижении механизмов крана крайних положений, осуществляется с помощью конечных выключателей.
Блокировка предотвращение включения двигателей при открытой двери кабины и открытом люке.
Аварийное отключение.
Отключение при снижении напряжения в сети свыше 15 %.
9.6 Предохранители
Для крановых защитных панелей с I max = 6А выбирают плавкие предохранители по условию I вст ≥ I max
По I max выбираются плавкие предохранители типа ПР-2-15, I вст = 6А
Конструкция защитной панели представляет собой металлический шкаф с установленной в нем аппаратурой
Размещается защитная панель в кабине крана
Выбираем защитную панель типа ППЗК для трех двигателей постоянного тока
Основная аппаратура ППЗК
Вводной рубильник QW
Контактор линейный КМ
Предохранители FU
Контакт люка и двери SQ
Контакты конечных выключателей SQ
Аварийный выключательA
Выбираем защитную панель ППЗБ 160
10. ТОКОПРОВОД К ДВИГАТЕЛЯМ КРАНА, ВЫБОР ТРОЛЛЕЕВ И ПРОВЕРКА ИХ НА ДОПУСТИМУЮ ПОТЕРЮ НАПРЯЖЕНИЯ.
Токопровод к двигателям крана осуществляется от общей сети цеховой подстанции.
Так как механизмы крана вместе с двигателями и аппаратурой перемещаются, то токопровод к ним осуществляется при помощи контактных проводов троллеев или гибкими медными кабелями.
От цеховой трансформаторной подстанции, через линейный автомат, кабелем проводится питание к основной сборке, а от нее подается питание на главные троллеи, которые устанавливаются на изоляторах, вдоль подкранового пути, на безопасной высоте со стороны противоположной кабине.
Токосъем осуществляется так: по ребрам уголков троллеев, сделанных из профилированной стали, скользят чугунные башмаки, которые крепятся на изоляторах. Молнии токосъема соединены с мостом.
При помощи медных многошпалочных перемычек башмаки соединены зажимами к линейной коробке находящиеся на мосту, а от них провода и кабели идут к защитной панели.
Троллеи находятся вдоль пролета моста, а токосъемник расположен на тележке.
Выбор сечений троллеев осуществляется по длительному току и проверяется на допустимую потерю напряжения.
Для троллеев применяется профилированная сталь с профилем 5, 6, 7,5:
5× 40× 40; 6× 63× 63; 7,5× 80× 80.
10.1. Главные троллеи
1. Определяем нагрузку крана по формуле 49
Рр=Кн ·Р∑+С ·Р3 (49)
Р∑-сумма мощностей всех двигателей =Р3
Кн –коэффициент использования=0,12
Рр=0,12 ·32,5+0,3 ·32,5=13650Вт
2. Расчетный ток определяем по формуле 50
Ip=Pp/Un ·ηср=13650/220 ·0,82=75,6 А (50)
ηср = ηм+ ηт+ ηп/3=0,84+0,85+0,79/3=0,82
3. Размер троллеев 50 ·50 ·5 мм
R0=0,27Ом/0,001=0,00027Ом
4. Проверяем на потерю напряжения по формуле 51
U=200 ·Iмах ·lR0/Un≤3-4% (51)
При этом: Iмах=К · Iн1+ Iн2=1,7 ·116+44=241,2 А
Принимаем:
U=200 ·241,2 ·240,00027/220=1,42%≤3-4%
Из произведенных расчетов троллеи выбираем 50 ·50 ·5 мм
Проводку выполняем проводом ПРТО-500
Ip= Iн=44 А S=10мм²
2. Тележка
Ip= Iн=14,6 А S=2,5мм²
Ip= Iн=116 А S=50мм²
p=1,7 ·116+14,6+44=255,8 А S=150мм²
11 РАСЧЕТ И ВЫБОР ТОРМОЗОВ.
Крановый механизм должен иметь устройство для его остановки в данном положении или ограничения пути торможения при побеге после отключения приводного электродвигателя. Такими устройствами называются тормоза, обеспечивающие остановку механизма крана за счет сил трения между вращающимся шкивом или диском и неподвижной тормозной поверхностью, связанной с механизмом.
11.1 Расчет тормозов для моста
1. Определяем расчет тормозного усилия, необходимое для остановки механизма по формуле 52
М тр - тормозной момент, Н·м.
Торм момент 125
11.2. Для механизма тележки
где, ПВ р – расчетная продолжительность включения, %;
ПВ ст – стандартная продолжительность включения, %;
М тр - тормозной момент, Н·м.
Торм момент 16 Н ·м
11.3. для механизма подъема по формуле 56
Мт≥Кз · М тр (56)
При этом: Кз=1,75
Определяем расчет тормозного момента, необходимое для остановки механизма по формуле 57
М тр. =94 ·Q ·V ·η/n=94 ·10000 ·0.2 ·0.79/635=233.8Н·м (57)
Мт≥1.75 ·233.8
где, ПВ р – расчетная продолжительность включения, %;
ПВ ст – стандартная продолжительность включения, %;
М тр - тормозной момент, Н·м.
Выбираем тормоза 420≤429,6
Торм момент 420 Н ·м
12 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КРАНА
Мостовой кран управляется тремя двигателями. Двигатель моста передвигает мост по рельсам цеха. На мосту по рельсам движется тележка, на тележке находится грузоподъемный механизм.
На всех трех механизмах выбраны двигатели постоянного тока параллельного возбуждения.
Для механизма моста,скорость перемещения 1,25м/с-Д31,Рном=8кВт;для механизма тележки,скорость перемещения 0,6 м/с-Д 12,Рном=2,5 кВт;для механизма подъема,скорость перемещения 0,2 м/с –Д806,Рном=22 кВт
Уровень защиты IP44
Принципиальная схема включает в себя четыре скомпонованные схемы. Схема защитной панели, к которой подключаются три двигателя.
Для управления электроприводами мостового крана используют силовые кулачковые контролеры,для механизмов передвижения и магнитный контроллера –для механизма подъема. Для ограничения пускового тока,регулирования угловой скорости и торможения двигателей применяют резисторы.
Для предотвращения перехода механизмами предельно допустимых положений используют конечные выключатели серии КУ701 и КУ703
Для защиты от токовых нагрузок и токов короткого замыкания,для обеспечения аварийного отключения применяют защитную панель типа ППЗК
Токопровод осуществляется при помощи контактных проводов –троллеев размерами 50·50·5 мм
В механизме используются электромагниты постоянного тока типа МП101,МП301,МП201 с тормозами ТКП100,ТКП200,ТКП300
13 ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И МОНТАЖА ЭЛЕКТРО-ОБОРУДОВАНИЯ КРАНА
Аппаратуру и электропроводку кабины крана монтируют в мастерских. Затем кабину доставляют на строительную площадку, устанавливают на кран и подключают к электрической схеме крана. Пускорегулирующие сопротивления, собираемые в виде ящиков сопротивления, промышленность выпускает в открытом и защищенном исполнениях. На кранах их располагают или в кабине управления или на мосту, а в помещениях щитов станций управления - вверху у стены с таким расчетом, чтобы сократить по возможности длину соединительных проводов и обеспечить отвод тепла, выделяемого ими при работе, не ухудшая этим условий работы проводов и другой аппаратуры. Ящики сопротивлений устанавливают так, чтобы их элементы располагались «на ребро». Ящики сопротивлений в количестве не более трех могут быть укреплены непосредственно один над другим. При большем количестве (не более шести) для них изготовляют металлический каркас в виде этажерки. При установке следят за тем, чтобы выводы от элементов сопротивлений находились с одной стороны ящиков сопротивлений. Все соединения между ящиками выполняют голыми стальными или медными проводами и шинами. Ошиновку делают максимально короткой.
Тормозные электромагниты устанавливают непосредственно у шкива электродвигателя (на место, предусмотренное для этой цели при изготовлении агрегата на заводе) и закрепляют болтами. При установке обеспечивают строго вертикальное положение электромагнита и одинаковый зазор между тормозными колодками и барабаном по всей длине колодок. Перекос недопустим. Не должно быть также заеданий и перекосов якоря электромагнита, так как они влекут за собой возможные перегревы и даже сгорание его обмотки. Сопряжение якоря с тормозом делают так, чтобы обеспечить плавный спуск и подъем тормозных колодок.
В чертежах, присылаемых заводами-изготовителями, обычно указывают место в кабине, где должны находиться барабанные или кулачковые контроллеры.
Для устранения вибраций частей контроллера и предохранения проводов от поломок и ослабления контактных соединений контроллеры следует прочно крепить или к полу, или к конструкциям. Установленные контроллеры проверяют по отвесу и уровню. Для удобства обслуживания высота штурвала контроллеров над уровнем пола кабины - не более 1150 мм.
Конечные выключатели передвижения мостовых кранов размещают на специальных конструкциях по бокам поперечной фермы крана, а выключатели, передвижения тележки - на концах ее направляющих. Ограничительные рейки или выключающие упоры относительно отключающего рычага конечного выключателя должны фиксироваться так, чтобы их оси совпадали. Длину ограничительной рейки и место установки отключающего упора определяют в зависимости от длины пути торможения при максимальной скорости движения подвижной части механизма. Электрооборудование кранов в настоящее время монтируется индустриальным методом на заводах-изготовителях или и мастерских электромонтажных заготовок.
14 ВОПРОСЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ И МОНТАЖЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ КРАНА.
Персонал, обслуживающий электрооборудование грузоподъемных устройств, должен соблюдать осторожность и строго выполнять все требования техники безопасности (пользоваться проверенными зашитыми диэлектрическими перчатками и галошами, изолирующими подставками и ковриками, инструментом, снабженным изолирующими ручками).
Пред тем как приступить к измерению величин сопротивления изоляции, проверяемую часть электроустановки отключают. Отсутствие напряжения на отключенных частях электроустановки проверяют индикатором напряжения.
Выполнение работ на частях грузоподъемных устройств, находящихся на ходу, представляет собой большую опасность. К числу операций, которые при работе грузоподъемных устройств категорически запрещены, относятся закрепление оборудования и аппаратов, регулировочные работы, зачистка коллекторов и контактных колец.
Ремонт электрооборудования грузоподъемных устройств по условиям безопасности выполняют два человека, один из них - руководитель, имеющий необходимый опыт и квалификацию и отвечающий за безопасную организацию работ. Без разрешения ответственного лица запрещается подача питания к грузоподъемному устройству для проверки и регулировки механизмов после окончания ремонтных работ. Разрешение ответственного лица требуется также для ввода в эксплуатацию отремонтированного крана.
Ремонтируют электрические краны в специально предусмотренных для этой цели «ремонтных загонах». Для обеспечения безопасности производства работ крановые троллеи, находящиеся в пределах «ремонтных загонов», на время ремонта разъединяют с остальной частью троллеев и заземляют. Перед началом ремонтных работ проверяют положение разъединяющего рубильника и надежность заземления крановых троллеев и в «ремонтных загонах».
Техника безопасности при монтаже электрооборудования подъемно-транспортных устройств. Особенности монтажа крановых установок (работа на высоте при наличии больших масс металла и связанные с этим неудобства ее выполнения) требуют соблюдения соответствующих мер безопасности. Все места, откуда возможно падение людей, должны быть ограждены. Вход на кран допускается только по специально устроенной для этого лестнице с перилами. Инструменты, материалы и оборудование поднимать на кран следует только при помощи пеньковой веревки.
Зону под монтируемым краном ограждают и вывешивают плакат: "Проход запрещен! Вверху работают». Работа с электроинструментом допускается лишь в резиновых перчатках и галошах, при этом инструмент должен быть заземлен. Электроэнергию к электроинструменту подводят по шланговому проводу с исправной изоляцией. В местах, где можно упасть, работают в предохранительном поясе. Электросварочные провода должны иметь надежную изоляцию, а сварщик - работать в резиновых галошах или сапогах.
Список использованных источников
1 Е. Н. Зимин, В. И. Преображенский, И. И. Чувашов, Электрооборудование промышленных предприятий и установок. – М.: Энергоиздат, 1999.
2 Алиев В. П. Справочник по электротехнике и электрооборудованию (5-е изд., исправленное) / Серия «Справочники».- Ростов на Дону: Феникс, 1988.
3 А. Г. Яуре, Е. М. Певзнер. Крановый электропривод: Справочник - М.: Энергоатомиздат, 1988.
Учитываться при разработке конструкции крана . Трудоемкость монтажа мостовых кранов , выполняемого по типовой технологии... .4), обеспечивающих Рис 4 Габариты приближения мостового крана безопасную эксплуатацию кранов . Расстояния от выступающих частей...
Проектирование основных узлов тележки мостового крана
Курсовая работа >>На передовых достижениях техники. 1. Мостовые краны 1.1 Общие сведения Мостовые краны применяют в цехах ремонтных предприятий... хордовые, радиальные и поворотные. Поступательно перемещающимися мостовые краны имеют однобалочные и двухблочные мосты с нормальной...
Проект металлических конструкций мостового крана
Курсовая работа >> Промышленность, производство... кранов : мостовые , козловые, башенные, консольные, краны -штабелеры, портальные, плавучие, судовые электрогидравлические и др. Мостовой кран ... проектирование мостовых электрических кранов , ОТИ, ВНИИПТМаш, 1960 Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего...
Обоснование проекта монтажа и эксплуатации электрооборудования мостового крана
Курсовая работа >> Экономика1 - 2 - Получение и транспортировка оборудования мостового крана ; 2 - 3 - Распаковка электрооборудования мостового крана ; 3 - 4 - Разбивка кабельных трасс; ... – Сетевой график монтажа мостового крана . Рассчитаем продолжительность работы монтажного...
Мостовой кран () состоит из одной или двух главных балок моста 11, имеющего возможность перемещения на ходовых колёсах 3, которые установлены в концевых балках 4, по подкрановым путям 2, уложенным на выступах верхней части стены или колонн цеха (эстакады).
Рисунок 2.1 – Общий вид мостового крана:
1 – кабина машиниста (крановщика); 2 – подкрановый путь; 3 – ходовое колесо; 4 – концевая балка; 5 – гибкий кабель для токоподвода к тележке крана; 6 –механизм вспомогательного подъёма груза; 7 – механизм главного подъёма груза; 8 – крановая тележка; 9 – трос для подвески гибкого кабеля; 10 – площадка для обслуживания троллей; 11 – главная балка моста; 12 – механизм передвижения тележки; 13 – механизм передвижения крана.
По нижнему (подвесной кран) или по верхнему (опорный кран, отличающийся большей грузоподъёмностью) поясу балок моста поперёк пролёта цеха передвигается крановая тележка 8, снабжённая механизмом подъёма груза с грузозахватным элементом. В зависимости от назначения крана на тележке могут размещаться различные типы механизмов подъёма или два механизма подъёма, один из которых является главным 7, а второй, меньшей грузоподъёмности, – вспомогательным 6.
Механизм передвижения крана 13 установлен на мосту крана; механизм передвижения тележки 12 – непосредственно на тележке. Управление всеми механизмами осуществляется из кабины 1, установленной под мостом крана, или посредством пульта дистанционного управления с пола (реже).
Ток для питания электродвигателей подаётся по троллеям, закреплённым на стене здания, которые обычно изготовляют из прокатной стали углового профиля. Для подачи тока на кран применяются токосъёмы скользящего типа, прикрепляемые к металлоконструкциям крана, башмаки которых скользят по троллеям при перемещении моста крана. Для обслуживания троллеев на кране предусматривается специальная площадка 10.
Для осуществления токоподвода к двигателям, расположенным на тележке, обычно используются троллеи, изготовляемые из круглой или угловой стали. Для их установки требуются специальные стойки на площадке, идущей вдоль главной балки. В последних конструкциях мостовых кранов токоподвод к тележке осуществляется с помощью гибкого кабеля 5. В этом случае между двумя стойками, установленными около концевых балок, натягивается трос 9, к которому на специальных подвесках подвешен по спирали гибкий кабель, складывающийся при подходе тележки к одному концу моста, а при подходе тележки к другому концу моста – растягивающийся с небольшим провесом. Применение гибкого токоподвода упростило конструкцию, повысило надежность эксплуатации и снизило массу крана, так как позволило отказаться от стоек и площадки для их размещения и обслуживания.
Основными параметрами мостового крана являются:
- грузоподъёмность – максимальная масса груза, на подъём и перемещение которой кран рассчитан в заданных условиях эксплуатации. В величину грузоподъёмности включается масса съёмных грузозахватных приспособлений и тары, используемых для перемещения груза;
- пролёт – расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути, характеризующее величину зоны, обслуживаемой краном;
- высота подъёма – расстояние от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении;
- глубина опускания – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении;
- база – расстояние между осями опор (ходовых тележек) крана, измеренное вдоль пути.
Группы классификации (режимы работ) грузоподъёмных кранов и машин (А 1 – А 8) и их механизмов (М 1 – М 8) определяются согласно Приложению 1 НПАОП 0.00-1.01-07 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» и указываются в паспорте грузоподъёмного крана или машины.
Режим работы крана в целом зависит от класса использования (U 0 – U 9), который характеризуется величиной максимального числа циклов за заданный срок службы, и режима нагрузки (Q 1 – Q 4).
Режим работы механизма зависит от класса использования (Т 0 – Т 9), который характеризуется общей продолжительностью использования механизма, и режимом нагрузки (L 1 – L 4).
Режим нагрузки характеризуется величиной коэффициента распределения нагрузки, который определяется по формуле, приведенной в Приложении 1 НПАОП 0.00-1.01-07 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов» .
Перечень ссылок
- НПАОП 0.00-1.01-07. Правила будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів // Затв. Наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду 18.06.2007 №132.
Вопросы для контроля
- Каково назначение основных механизмов и узлов мостового крана?
Электрические схемы мостовых кранов
Электрические схемы бывают принципиальные или элементные, монтажные или маркированные. Принципиальные схемы отражают взаимодействие элементов электрооборудования, указывают последовательность пппупжирния тпкя по силовым цепям и аппаратам
управления. Пользоваться принципиальными схемами удобно при ремонте и наладке. Аппаратура в них просто и четко разбита на отдельные самостоятельные цепи, и они легко запоминаются. Электрические цепи на принципиальных схемах подразделяются на силовые, изображаемые толстыми линиями, и цепи управления, выполненные тонкими линиями. На монтажных или маркированных схемах в отличие от принципиальных изображают электрическую проводку крана и взаимное расположение электрооборудования.
Электрическая защита. В качестве электрической защиты, как уже отмечалось выше, применяются защитные панели ПЗКБ-160 и ПЗКН-150. Некоторые заводы выполняют защитные панели собственной сборки. Независимо от этого каждая такая сборка представляет собой укомплектованную панель, на которой смонтированы: трехполюсный рубильник, предохранители цепи управления, трехполюсный контактор, реле максимального тока, контактные зажимы цепей управления и линейных проводов, пусковая кнопка и трансформатор цепей управления.
Рассмотрим электрическую схему защитной панели ПЗКБ-160 (рис. 36). Цепь управления показана тонкими линиями, силовая цепь - жирными линиями. Пояснение схемы силовой цепи будет дано ниже. В данный момент рассмотрим схему цепи управления без элементов, расположенных правее пунктирной линии, соединяющей точки.
Из приведенной схемы видно, что подача напряжения к катушке контактора Л возможна после нажатия на кнопку KB, когда рукоятки всех контроллеров КП, КТ, КМ поставлены в нулевое положение, включен аварийный выключатель АВ, замкнуты контакт люка КЛ, контакт дверей кабины КД, включена ключ-марка КМ и замкнуты контакты максимального реле MP. После включения линейного контактора Л замыкаются его блок-контакты Л в цепи управления, шунтирующие кнопку КВ. При этом создается замкнутая цепь: провод Л1, катушка Л, контакты MP, КМ, КД, KЛ, АВ, КМ, КВМН, КВТН, КТ, КП, блок-контакт Л, провод Л2.
При выводе контроллеров из нулевого положения в рабочее цепь не размыкается, так как ток проходит не через нулевые контакты контроллеров, а через цепь с блок-контактом Л, и катушка линейного контактора запитывается по параллельной цепи.
Рис. 1. Электрическая схема защиты кранов.
Вторая замкнутая цепь образуется при включении контакторов ВМ или НМ, что осуществляется контактами контроллера передвижения К11М или К9М. При этом в цепи размыкаются контакты взаимной блокировки НМ или ВМ, предохраняющие от одновременного включения этих контакторов.
При срабатывании конечных выключателей механизма передвижения моста КВМН, КВМВ линейный контактор Л не отпадает, а отключается только контактор направления ВМ или НМ и механизм передвижения останавливается. Линейный контактор отключится при срабатывании любого другого концевого выключателя или прибора безопасности. В этом случае отключаются контакты Л в силовой цепи и механизмы обесточиваются. Для пуска рукоятки контроллеров необходимо снова поставить в нулевое положение и нажать на кнопку КВ.
Реверсирование. Для реверсирования, т.е. изменения направления вращения двигателей, применяют контакторы или реверсивные магнитные пускатели. На рис. 37, а показана схема реверсивной контакторной панели, а на рис. 2 - схема реверсивного магнитного пускателя. Для реверсирования двигателей достаточно двух двухполюсных контакторов. При повороте рукоятки контроллера подается напряжение в цепь управления и включается катушка, которая замыкает верхнюю пару контактов линии 1-11 и 3-12. При этом двигатель вращается в направлении Вперед. При подаче напряжения в цепь управления, что соответствует повороту контроллера в противоположную сторону, включаются катушка Я и нижняя пара силовых контактов, замыкая линии 1-12 и 3-11. В этом случае двигатель вращается в направлении Назад.
Рис. 2. Схема реверсирования. а - с помощью контакторной панели: б - с помощью магнитных пускателей.
Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух трехполюсных пускателей, имеющих взаимную механическую и электрическую блокировку. При замыкании контактов универсального переключателя VII включается катушка В пускателя и соответствующими силовыми контактами В замыкаются линии 1-12, 2-13, 3-11. Двигатель вращается в одну сторону. При включении катушки Н замыкаются линии 1-11, 2-13, 3-12, что вызывает изменение порядка чередования фаз электродвигателя, поэтому он вращается в противоположную сторону.
Управление электроприводом. Как указывалось выше, для смягчения пусковых характеристик механизмов применяют пусковые резисторы.
Пусковыми резисторами управляют: – прямым способом, при котором цепи сопротивлений подключаются непосредственно к зажимам контроллера, установленного в кабине крана; – дистанционным способом, когда цепи резисторов включаются контакторами магнитной панели, управляемой с помощью командоконтроллера, установленного в кабине.
На рис. 3 приведена схема управления электроприводом крана прямым способом. На схеме показаны контроллер КМ типа ККТ-62А, два пусковых резистора ПС1 и ПС2 типа НФ-2А, два двигателя Ml и МЗ и два электрогидротолкателя тормоза М2, М4. На первой позиции контроллера обмотки роторов замыкаются на полный комплект сопротивлений, на второй позиции включаются контакты контроллера, часть резистора отключается. Двигатель переходит на более жесткую характеристику, его частота вращения возрастает и т. д. На пятой позиции контроллера все резисторы отключены, обмотки роторов замкнуты накоротко, двигатели работают на естественных характеристиках, где скорость достигает наибольшего значения.
В качестве примера дистанционного способа регулирования пуска электродвигателя с фазным ротором на рис. 4 приведена электрическая схема управления механизма передвижения. Управляют пуском электродвигателя и регулируют частоту вращения в этом случае с помощью контроллера КК типа ККТ-61А. Однако здесь контроллер работает в цепи управления как командоконтроллер, а пускорегулирующие резисторы коммутируют с помощью магнитного контроллера. При включении рубильника В напряжение через катушки реле максимального тока РТ1 и РТ2 подается к неподвижным контактам контакторов К1 и К2. На нулевой позиции ком андоконтроллера КК втягивающая катушка промежуточного реле Р1 получает питание по цепи: провод 010, замкнутые контакты КК, УП1, РТ1, РТ2, УП1, провод 037. Реле Р1 замыкает свои контакты в цепях 020-023 и 025-036.
Рис. 3. Схема управления электроприводом крана прямым способом.
Рис. 4. Схема управления электроприводом дистанционным способом. а - силовая цепь; б - цепь управления.
При установке рукоятки командоконтроллера КК на первую позицию положения Вперед замыкается контактор К1 - При этом включаются электродвигатели Ml, МЗ, М5 и М7 механизма передвижения и М2, М4, Мб, М8 гидротолкателей тормозов. При переводе командоконтроллера на вторую позицию питание получает катушка контактора Кб, который замыкает секции пусковых резисторов в цепях роторов двигателей передвижения. Дальнейший поворот рукоятки контроллера последовательно включает катушки контакторов К7, К8 и К9. На последней позиции все сопротивления зашунтированы, т.е. роторы электродвигателей замкнуты накоротко, поэтому двигатели работают на естественных характеристиках. При переводе рукоятки командоконтроллера КК в сторону Назад на первой позиции включается катушка контактора К2. В результате изменения порядка подключения фаз двигатели вращаются в обратную сторону.
При срабатывании каждого из реле РТ1 и РТ2 на любой позиции контроллера размыкается размыкающий контакт одного из этих реле, катушка Р1 окажется обесточенной и разомкнет свои контакты в цепи катушек K1, К2. Силовая цепь окажется разомкнутой, кран остановится. Дальнейший пуск электропривода станет возможным только после возвращения рукоятки командоконтроллера в нулевое положение.
Особенности управления магнитным контроллером типа ТСАЗ-160. У магнитных контроллеров ТСА и КС первое и второе положения контроллера служат для спуска с пониженной скоростью грузов выше 50% от номинального. При этом на первом положении спуска возможна работа только с номинальным грузом. Для спуска тяжелых грузов на первом и втором положениях необходимо включить педаль НП. Тогда в первом положении включается реле 1РУ, 2РУ. Включатся при нажатой педали и контактор противовключения П, контактор В, контактор пуска КП, контактор тормоза Т и реле блокировки РБ.
При втором положении командоконтроллера контактор П противовключения отключается. На первом и втором положениях двигатель работает в режиме противовключения.
Груз массой, меньшей 50% номинального, на первом и втором положениях командоконтроллера опускаться не будет. Его опускание возможно только в третьем положении командоконтроллера. В третьем положении командоконтроллера включаются контакторы Н и О. Это вызывает включение двигателя в режим однофазного торможения. Контакторы Я и О включают реле блокировки РБ, которое включает контактор Т - механизм растормаживается. Цепь контакторов В и КП разорвана блок-контактами Я и О. В этом же положении последовательно включаются контакторы 1У, 2У. Контактор 2У разрывает цепь реле 1РУ, которое в свою очередь включает с выдержкой времени контакторы ЗУ и 4У, т.е. заворачиваются пусковые резисторы.
Рис. 5. Принципиальная схема электропривода подъема с магнитным контроллером ТСАЗ-160. а - силовая цепь; б - цепь управления; М двигатель; ТМ - тормозной магнит; Т - контактор тормозного магнита; КП- контактор пуска; В, Н- контакторы направления вращения двигателя; О - контактор однофазного торможения; П - контактор противовключения; 1У-4У- контакторы ускорения; MP - реле максимального тока; РБ - реле блокировочное; 1РУ, 2РУ - реле ускорения; КВВ, КВН - конечные выключатели; ВС - выпрямитель селеновый; R1-R2 - добавочные резисторы; НП - ножная педаль; Р - рубильник; 1П, 2П - предохранители.
К атегория: - Электрическое оборудование
