Устройство муфт на мостовых кранах учебное пособие. Механизмы и аппараты управления мостовым краном. Работа схемы по позиции командоконтроллера

В металлургии и строительстве, в производственном цеху и на складе, на транспорте и в ремонтных мастерских, при работе с сыпучими и опасными грузами, для перемещения крупногабаритных грузов, неразборных узлов и многого другого применяются мостовые краны. Эта техника предназначена для интенсивной работы в самых разнообразных, порой, экстремальных условиях.

Для перемещения грузов по цеху, складу, иному производственному помещению служит мостовой кран. По проложенным по стенам подкрановым путям передвигается крановый мост с закрепленной на нем грузовой тележкой, осуществляющей подъем и опускание груза.

По конструкции моста краны разделяются на:

• Однобалочные. Мост состоит из одной балки двутаврового сечения, на концах которой установлены концевые балки с ходовыми колесами. В дополнение к основной грузовой тележке может устанавливаться дополнительная консольного типа. Краны этого типа отличаются небольшим весом, но и грузоподъемность у них, как правило, не превышает 10 т.
• Двухбалочные. Конструктивно мост составлен из двух жестких балок с концевыми балками, снабженными ходовыми колесами. Грузовая тележка помимо основного, может оснащаться и вспомогательными грузоподъемными механизмами. Этот тип кранов имеет большую грузоподъемность, управление осуществляется из кабины или дистанционно.

Схема мостового, подвесного крана

По типу крепления мостовые краны разделяют на 2 вида:

• Подвесные. Грузовая тележка перемещается по нижней плоскости балки моста.
• Опорные. Грузовая тележка перемещается по верхней плоскости опорной балки. Такая конструкция обеспечивает максимальную грузоподъемность.

Существует несколько типов мостовых кранов, отличных от традиционных, перемещающихся по параллельным подкрановым путям:

• Радиальный. Вращение крана осуществляется по кольцевому рельсу вокруг жестко закрепленной в центре рабочей площадки опоры.
• Хордовый. Передвижение осуществляется по кольцевому рельсу. В силу конструктивных особенностей, площадь обслуживаемого краном кольца меньше, чем у радиального при том же радиусе вращения.
• Кольцевой. Кран передвигается по двум кольцевым рельсам различного диаметра. Для исключения проскальзывания, ходовые колеса делают разного диаметра.
• Поворотный. Мост крана равен диаметру кольцевого рельса, по которому происходит перемещение. В отличие от радиального, отсутствует центральна опорная балка, и кран может выполнять погрузо-разгрузочные работы в любой точке внутри окружности, ограниченной подкрановыми путями.

Помимо основного рабочего инструмента, крюка, кран может быть оснащен грейфером, магнитным захватом.

Устройство мостового крана

Общее устройство мостового крана состоит из одно- или двухбалочного моста, перемещающейся по нему грузовой тележке. Как на мосту, так и на тележке установлено необходимое электрооборудование и механические узлы. Управляется механизм из подвесной кабины или с пульта, при нахождении оператора на полу цеха или вне рабочей площадки.

Монтаж подкрановых путей может осуществляться как на свободностоящей крановой эстакаде, так и с использованием пола, колонн, стропильных ферм цеха.

На фото устройство мостового крана


Далее рассмотрим устройство различных механизмов мостового крана.

Тормозная система

Для удержания груза или контроля скорости его перемещения (спускной тормоз), остановки передвижения моста крана или грузовой тележки (спускной тормоз) служит тормозная система. Традиционно в подъемных механизмах используются замкнутые (закрытые) тормоза, блокирующие движение в нормальном состоянии. При нажатии на педаль или рукоять, механизм растормаживается. При аварийной ситуации, в случае поломки или остановки какого-либо узла крана, такой тормозной механизм автоматически срабатывает.

Более плавное и быстрое торможение обеспечивают колодочные тормоза.

В случае если перемещение грузовой тележки осуществляется со скоростью, не превышающей 32 м/мин, необходимости в тормозной системе нет, т.к. потери на трение в подшипниках колес и при качении по рельсам обеспечивают устойчивое замедление.

Этот путь, который прошла тележка до полной остановки с момента начала торможения называется путем торможения.

Механизмы подъема

На крановой тележке расположен механизм подъема и опускания груза. В дополнение к основному, могут использоваться один или два вспомогательных механизма, грузоподъемность которых меньше грузоподъемности основного в 3-10 раз в зависимости от класса крана.

Составными частями любого из них являются:

• Приводной электродвигатель.
• Трансмиссионные валы.
• Редуктор.
• Грузовые тросы с барабаном для намотки.

Схема подъемного механизма мостового крана


Для работы с грузами более 80 т используется дополнительный редуктор или понижающая зубчатая передача.
Для повышения тягового усилия применяется полиспаст, наиболее распространенной разновидностью которого является сдвоенный кратный. Благодаря ему трос наматывается равномерно на барабан с обоих концов, тем самым позволяя сбалансировать нагрузку на опоры барабана и всю пролетную часть моста.

Подкрановые пути

Назначение подкрановых путей – обеспечить равномерное распределение веса мостового крана на фундамент и перемещение крановой балки по этим путям. Для опорных однобалочных кранов с небольшой грузоподъемностью в качестве направляющих используются обычные железнодорожные рельсы. Для механизмов грузоподъемностью 20 и более тонн используют специальные крановые рельсы. Основанием для них чаще всего является стальная двутавровая балка.

Учитывая вес самого крана и груза, а также скорость перемещения по подкрановым путям, к качеству их установки должны применяться повышенные требования, исключающие возможность схода крана с рельсов. Для того, чтобы предотвратить это, ширина колес должна превышать ширину используемых рельсов. Так, при использовании цилиндрических колес, их ширина должна быть больше ширины рельса на 30 и более мм. Для конических колес это значение должно быть не менее 40 мм.

Укладка рельсов должна производиться с тепловым зазором, а также обеспечиваться перепад высот на них не более 2 мм. При больших значениях возникает сильная ударная нагрузка на колеса.

В случае подвесного мостового крана, устройство кранового пути представляет собой закрепленную на стропильных фермах помещения балку, чаще всего двутавровую, грузовая каретка при этом перемещается по нижней плоскости этой балки (подвешивается к ней).

Электрообрудование

К электрооборудованию мостовых кранов предъявляются особые требования, среди которых режим работы, при котором в течение часа может производиться до нескольких сотен кратковременных включений и выключений, перегрузки, возникающие при разгоне и торможении крановой тележки и самого крана, изменение скоростей передвижения.

Перемещение моста и грузовой тележки, манипуляции с грузом обеспечивает основное электрооборудование мостового крана.

К электрооборудованию относятся:

• Электродвигатели. Устанавливаются 3 или 4 двигателя, 2 из которых смонтированы на тележке для осуществления подъема/опускания груза, перемещения ее по балке моста, и 1 или 2 двигателя обеспечивают перемещение балки крана по подкрановым путям.
• Управляющая аппаратура (реле, контроллеры, пускатели и т.д.).
• Устройства электрозащиты (предохранители, автоматические выключатели и т.д.).
• Устройства, обеспечивающие работу тормозной системы крана.

Электросхема мостового крана

К вспомогательному электрооборудованию относятся осветительные приборы, системы отопления кабины, звуковая и проч. сигнализация, и т.п.

Электропитание крана обеспечивается двумя способами:

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Теория электропривода»

« Проектирование электропривода механизма подъема мостового крана »

Введение

2. Требования к электроприводу, выбор стандартной схемы управления двигателем

3.1 Расчёт продолжительности включения

4. Проверка двигателя по скорости, выбор редуктора, приведение маховых моментов к оси двигателя

4.1 Выбор редуктора

5. Определение возможности неучета упругих связей

6.2 Расчет статических характеристик спуска

9.2 Выбор троллеев

10. Техника безопасности

Заключение

Библиографический список

Введение

электропривод кран редуктор

Важнейшими задачами в развитии металлургической промышленности является широкая механизация трудоёмких работ и автоматизация производственных процессов. В решении их значительная роль принадлежит подъемно-транспортному оборудованию и, в первую очередь, кранам, как основному средству внутрицехового транспорта.

Производительность основных цехов металлургических предприятий, например сталеплавильных, конверторных, прокатных, в значительной мере зависит от надёжности работы и производительности кранов. В то же время эффективность работы кранов существенно зависит от качественных показателей кранового электрооборудования.

Работа крана в условиях того или иного металлургического предприятия и цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса. Особые условия использования кранов металлургических цехов должны учитываться при проектировании и эксплуатации кранового электрооборудования.

На металлургических предприятиях работают мостовые краны общего назначения (крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные) и металлургические (литейные, для раздевания слитков - стрипперные, колодцевые, посадочные и др.). Наиболее широко применяются крюковые мостовые краны общего назначения при технологических, погрузочно-разгрузочных, монтажных, ремонтных, складских и других видах работ. У этих кранов большая номенклатура типоразмеров и исполнений, их грузоподъёмность достигает 800 т., однако наиболее широко используются краны грузоподъёмностью о 5 до 320 т., имеющие от 3 до 5 двигателей.

Мостовой кран включает две основные части: мост и грузовую тележку. Кран перемещается над землёй (полом), он почти не занимает полезного объёма цеха или склада, обеспечивая в тоже время обслуживание практически любой точки помещения.

Конструктивный вид установленного крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией. Однако многие узлы кранового оборудования, например механизма подъема и передвижения, выполняются однотипными для многих конструкций кранов. Поэтому в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования металлургических кранов различного назначения много общего.

1. Технические и технологические характеристики механизма

На металлургических предприятиях работают мостовые краны общего назначения (крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные) и металлургические (литейные, для раздевания слитков, колодцевые, посадочные и др.). Конструкция кранов в основном определяется их назначением и спецификой технологического процесса.

Электрооборудование кранов металлургических цехов работает, как правило, в тяжелых условиях: повышенная запыленность и загазованность, повышенная температура или резкие колебания температуры окружающей среды, высокая влажность, влияние химических реагентов.

К электрооборудованию кранов предъявляют следующие общие требования: обеспечение высокой производительности, надежность работы, безопасность обслуживания, простота эксплуатации и ремонта и др.

Режимы работы крановых механизмов разнообразны и в основном определяются особенностью технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах. Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового электрооборудования. Выбор же более легкого режима обуславливает повышенный износ электрооборудования, частые поломки и простои. По условию, указанному в задании, механизм подъёма работает в закрытых помещениях (внутри цеха) в одну - две смены.

В цехах металлургических предприятий применяются крановые электродвигатели трёхфазного переменного тока (асинхронные) и постоянного тока (последовательного или параллельного возбуждения). Они работают, как правило, в повторно-кратковременном режиме при широком регулировании частоты вращения, причём работа их сопровождается значительными перегрузками, частыми пусками, реверсами и торможениями. Кроме того, электродвигатели крановых механизмов работают в условиях повышенной тряски и вибраций. В ряде металлургических цехов они, помимо всего этого, подвергаются воздействию высокой температуры (до 60-70 С), паров и газов.

Основные особенности крановых электродвигателей:

· исполнение обычно закрытое, изоляционные материалы имеют класс нагревостойкости F и H;

· момент инерции ротора по возможности минимальный, а номинальные частоты вращения относительно небольшие - для снижения потерь энергии при переходных процессах;

· магнитный поток относительно велик - для обеспечения большой перегрузочной способности по моменту;

· значение кратковременной перегрузки поп моменту для крановых электродвигателей переменного тока составляет 2,3 - 3,5;

· для крановых электродвигателей переменного тока за номинальный принят режим с ПВ = 40%, а для электродвигателей постоянного тока наряду с этим режимом - режим 60 минут (часовой);

· отношение максимально допустимой рабочей частоты вращения к номинальной составляет для электродвигателей постоянного тока 3,5- 4,9 , для электродвигателей переменного тока -2,5.

2. Требования к электроприводу, выбор стандартной схемы управления двигателем.

Основными критериями оценки при выборе той или иной схемы электропривода крановых механизмов являются: надежность и устойчивость работы, стоимость электрооборудования, эксплуатационные расходы, масса и габариты элементов системы, удобство её управления.

Основные механизмы таких установок, как правило, имеют реверсивный электропривод, рассчитанный для работы в интенсивном повторно-кратковременном режиме. В каждом рабочем цикле имеют место неустановившиеся режимы работы электропривода: пуски, реверсы, торможения, оказывающие существенное влияние на производительность механизма, на динамические нагрузки привода и механизму, на КПД установки и на ряд других факторов. Все эти условия предъявляют к электроприводу сложные требования, в значительной степени общие для всей группу крановых механизмов.

Дополнительными критериями оценки, свойственными крановым механизмам, являются диапазон регулирования, плавность регулирования, жесткость характеристик, допустимая нагрузка, удобство и простота обслуживания.

С точки зрения специфичности работы различаются системы управления механизмами подъёма, передвижения и поворота.

Системы управления электроприводами механизмов подъема должна обеспечивать широкий диапазон регулирования скорости. При этом спуск и подъем пустого грузозахватного устройства целесообразно осуществлять с максимальной скоростью для повышения производительности крана.

Кинематическая схема механизма подъема мостового крана приведена на рисунке 1. Буквенные обозначения: Д - электродвигатель; Т -механический тормоз; Р - редуктор; М - муфта; Б - барабан; К - канат; ГЗУ - грузозахватное устройство; Г - груз.

Рисунок 1. Кинематическая схема механизма подъема мостового крана

Для электродвигателей постоянного тока последовательного возбуждения применяются силовые кулачковые контроллеры серии КВ1-02 и магнитные контроллеры серий ПС и ДПС

В соответствии с заданием необходимо выбрать схему управления с магнитными контроллерами. Наиболее подходящим вариантом для управления электроприводом будет схема с магнитным контроллером типа ПС с командоконтроллером на 4 позиции . Схема данной системы управления приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема магнитного контроллера серии ПС

Подъем порожнего крюка осуществляется с большой скоростью, спуск - с малой. Пуск двигателя производится в функции времени. Схема предусматривает реверсирование и электрическое торможение электродвигателя. При первом положении подъема рукоятки командоконтроллера происходит выбирание слабины канатов и подъем легких грузов на малой скорости. При переводе рукоятки в последующие положения подъема осуществляется последующий пуск электродвигателя или регулирование его скорости. Контроль ускорения в схеме осуществляется с помощью реле времени КТ2 и КТ4. При переводе рукоятки в нулевое положение двигатель отключается от сети и происходит его динамическое торможение.

При неисправности механического тормоза схема предусматривает опускание груза на пониженной скорости с применением электрического торможения двигателя. При переводе рукоятки командоконтроллера из нулевого положения в первое и последующие положения спуска сопротивление постепенно выводится из цепи якоря и одновременно вводится в цепь последовательной обмотки возбуждения. Уменьшение сопротивления цепи якоря уменьшает наклон механических характеристик, а увеличение сопротивления обмотки возбуждения приводит к уменьшению потока возбуждения и увеличению скорости спуска.

Схема магнитного контроллера серии ПС имеет три защиты:

1. Максимальная токовая защита мгновенного действия, осуществляемая реле КА1 и КА2;

2. Нулевая защита, осуществляемая реле KV, предупреждает самозапуск двигателя при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения, если рукоятка командоконтроллера не находилась в нулевом положении;

3. Конечная защита кранового механизма, осуществляющаяся с помощью конечных выключателей SQ1 и SQ2.

3. Расчёт и построение нагрузочных диаграмм, определение ПВ% и предварительный выбор мощности электродвигателя

3. 1 Расчёт продолжительности включения

Построим циклограмму работы кранового механизма в пространстве:

Рисунок 3. Циклограмма работы кранового механизма

Для определения ПВ% необходимо рассчитать время включения и время ожидания. Общий цикл работы состоит из нескольких частей: спуск крюка, строповка, подъем крюка с грузом, движение тележки и самого моста крана, спуск крюка с грузом, снятие груза с крюка, подъём крюка.

Время для захвата или снятия груза с крюка:

с (принимаем с);

Время подъёма или спуска:

Скорость подъёма (22м/мин=0.37 м/с).

Время движения моста:

где L - длина перемещения моста, равная длине цеха (60 м),

Скорость перемещения моста (22 м/мин = 0,37 м/с).

Время движения тележки:

где W - расстояние передвижения тележки, равное ширине цеха (20 м),

Скорость перемещения тележки (24 м/мин = 0,4 м/с).

Время работы определится:

Длительность цикла:

Определим ПВ%:

Ближайшее стандартное значение ПВ: 25%, что соответствует режиму работы двигателя S3 (повторно-кратковременный).

3.2 Статические нагрузки электродвигателя механизма подъема и предварительный выбор двигателя

а) Подъем груза

Рассчитываем статическую мощность, приведённую к валу двигателя :

где G - сила тяжести полезного груза, Н;

Сила тяжести грузозахватного устройства, Н;

v - скорость подъема, м/с;

КПД подъемного механизма, учитывающий потери на трение в редукторе, барабане, подшипниках, блоках и т.д., определяется по в соответствии со значением

Произведем расчет. Значения массы грузозахватывающего устройства и грузоподъемности крана m возьмем из технологического задания:

Для механизма подъема

В соответствии с .

Таким образом,

б) Подъем пустого грузозахватного устройства

Мощность, необходимая для подъема пустого грузозахватного устройства :

где - КПД ЭП при подъеме пустого грузозахватного устройства, в соответствии с

в) Спуск груза

Момент сил трения при спуске груза определим по формуле :

где - диаметр барабана (см. технологическое задание), i - полное передаточное число промежуточных передач от вала ЭД до грузозахватного устройства.

Статический момент при силовом спуске груза :

Т.к. <0, то спуск не силовой, а тормозной. При тормозном спуске мощность определяется по формуле (КПД кранового механизма при спуске принимают приближенно равным КПД при подъеме, скорость спуска равна скорости подъема):

г) Спуск пустого грузозахватного устройства

Для определения статического момента при спуске пустого грузозахватного устройства воспользуемся формулами и , в которых примем G=0.

КПД спуска равен КПД подъема пустого груза:

Т.к. расчет предварительный и i нам не неизвестно, рассчитаем символически:

Так как >0, то спуск силовой.

Для расчета нам потребуется значение мощности: :

Мощность при силовом спуске грузозахватного устройства:

Мощности, приведенные к стандартному значению ПВ:

Расчетная эквивалентная мощность:

где - время подъема.

Номинальная мощность двигателя должна удовлетворять условию:

РН 1,15РЭКВ = 1,1535,3 = 40,595 кВт

Исходя из условий мощности предварительно выбираем двигатель Д810 с последовательным возбуждением :

номинальная мощность РН (при ПВ% = 25%) …..…………….....49 кВт;

номинальное напряжение UН ……………………………………....220 В;

номинальный ток якоря IН ………………………….……………...255 А;

номинальная частота вращения nН ………………………....520 об/мин;

максимальный вращающий момент……………………………4210 Нм;

момент инерции якоря JЯ ………………………………………..3,6 кгм2;

сопротивление обмотки якоря при 20 0С …………………….0,0232 Ом;

сопротивление обмотки возбуждения при 20 0С …………...0,0160 Ом;

сопротивление обмотки добавочных полюсов при 20 0С…...0,0122 Ом.

Универсальные характеристики двигателя Д-810 приведены на рисунке 5.

Рисунок 4. Универсальные характеристики двигателя типа Д810 с последовательным возбуждением.

На основании универсальных характеристик построим ЭМХ и МХ двигателя.

кВт; об/мин; А.

Характеристики двигателя типа Д810 с последовательным возбуждением.

Составим таблицу:

Рисунок 5. Естественная ЭМХ двигателя Д-810

Рисунок 6. Естественная МХ двигателя Д-810

По полученным значениям мощностей и величинам времени рабочих операций строим нагрузочную диаграмму мощности:

Рисунок 7. Нагрузочная диаграмма электродвигателя

4. Проверка двигателя по скорости, выбор редуктора, приведение маховых моментов к оси двигателя.

4.1 Выбор редуктора

Определим требуемое передаточное число редуктора:

Так как относительно к редукторам режим ПВ=25% считается легким, то мощность редуктора должна удовлетворять условию . Из выберем редуктор типа Ц2-650.

Параметры редуктора Ц2-650:

скорость вращения быстроходного вала……………………..600 об/мин

передаточное число редуктора………………………………………19.88

мощность при тяжелом режиме работы………………………..103,5 кВт

При данном значении передаточного числа редуктора применение полиспаста не требуется.

4.2 Расчет статических моментов

а) Статический момент при подъеме номинального груза :

б) Статический момент при подъеме пустого грузозахватного устройства :

в) Статический момент при тормозном спуске номинального груза :

г) Статический момент при силовом спуске грузозахватного устройства. Используем формулу , принимая G = 0:

д) Номинальный момент электродвигателя:

Статические моменты в долях:

4.3 Проверка двигателя по скорости

Согласно естественной МХ двигателя Д810 (рисунок 5) значению соответствует значение скорости 490 об/мин. Скорость подъема будет составлять

Разница между фактической и требуемой скоростью подъема составляет 1,5%<10%, следовательно, двигатель по скорости проходит.

4.4 Приведение моментов инерции, моментов сопротивления и жесткости каната к валу двигателя

Общий момент инерции механизма и груза, приведенный к валу двигателя:

,

где - момент инерции якоря двигателя (см. технические данные двигателя Д-810 выше);

момент инерции поступательно движущихся груза и грузозахватного устройства;

- момент инерции тормозного шкива и муфты. Обычно меньше остальных слагаемых на порядок, поэтому он не рассчитывается, а учитывается в коэффициенте, равном 1.25.

Момент инерции поступательно движущейся массы грузозахватного устройства:

Общий момент инерции грузозахватного устройства с грузом:

Момент инерции грузозахватного устройства:

Найдем радиус приведения поступательно движущихся масс:

Найдем приведенное значение момента сопротивления:

Приведенный момент потерь:

Приведенная жесткость каната между грузом и барабаном:

где - жесткость одного метра подъемного каната; - радиус приведения; - высота подъема груза. Отсюда:

5. Определение возможности не учета упругих связей

Составим расчетную схему механической части ЭП с учетом того, что имеется только одна упругая связь с конечной жесткостью (связь, представленная канатом между барабаном и грузозахватным устройством):

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8. Расчетная схема механической части ЭП

В данной схеме

,

где - момент инерции якоря ЭД,

- момент инерции муфты,

- суммарный момент инерции колес редуктора,

- приведенный момент инерции барабана.

Примем

Для данной расчетной схемы на основании основного уравнения движения электропривода можно записать:

На основании данной системы составим структурную схему:

Рисунок 9. Структурная схема упругой двухмассовой системы

Исследуем данную схему как объект управления. Для этого примем возмущающие воздействия и равными 0 и преобразуем схему следующим образом:

Рисунок 10. Преобразованная структурная схема упругой двухмассовой системы

В соответствии с правилами преобразования структурных схем перенесем воздействие с входа звена на его выход:

Рисунок 11. Окончательная структурная схема упругой двухмассовой системы

Передаточная функция цепи ООС:

С учетом ПФ цепи ООС определим следующие передаточные функции:

ПФ по:

Введем следующие обозначения:

соотношение моментов инерции маховых масс;

резонансная частота двухмассовой упругой системы;

резонансная частота второй маховой массы при (такое допущение оправдано, т.к. , т.е.).

С учетом введенных в рассмотрение величин ПФ по примет вид:

Для анализа свойств системы построим совместно ее асимптотическую ЛАХ и ЛФХ:

Частоты сопряжения на асимптотической ЛАХ равны резонансным частотам для первой и второй маховых масс.

Найдем соотношение частот сопряжения:

Видно, что частоты сопряжения отличаются гораздо меньше, чем на 2 октавы, следовательно, асимтотические ЛАХ можно складывать алгебраически.

Рисунок 12. Асимптотическая ЛАХ и ЛФХ системы

С учетом, т.е с учетом, упругой связью можно пренебречь. При синтезе ЭП механическая часть ЭП может быть представлена абсолютно жестким звеном, а движение ЭП определяется 1й маховой массой.

Рисунок 13. Структурная схема механической части ЭП с абсолютно жесткими связями

В этой схеме:

;

ЛАХ и ЛФХ для такой системы выглядят следующим образом:

Рисунок 14. Асимптотическая ЛАХ и ЛФХ системы с абсолютно жесткими связями

6. Расчет сопротивлений и механических характеристик

Рисунок 15. Развертка схемы магнитного контроллера серии ПС для различных положений рукоятки командоконтроллера

На рисунке 16 показаны механические характеристики электропривода с магнитным контроллером серии ПС . Каждая характеристика соответствует одному положению рукоятки командоконтроллера. Развертки схемы контроллера ПС для различных положений рукояти командоконтроллера показаны на рисунке 15 .

Рисунок 16. Механические характеристики электродвигателя при управлении магнитным контроллером серии ПС.

6.1 Расчет статических характеристик подъема

При положении рукояти командоконтроллера в позиции 1 осуществляется торможение двигателя противовключением с использованием шунтирования якоря.

Для построения пусковой диаграммы необходимо задаться токами переключения. Примем токи переключения: , . При таких значениях токов переключения сопротивления резисторов в схеме контроллера будут отличаться от рассчитанных выше.

Построим пусковую диаграмму. Для этого осуществим предварительные расчеты:

Максимальный ток переключения:

Полное сопротивление пускового реостата:

Ом

Значение скорости при полностью введенном пусковом реостате и минимальном токе переключения:

Осуществим построение пусковой диаграммы:

Рисунок 16. Пусковая диаграмма двигателя при груженом пуске

Из диаграммы видно, что пуск осуществляется в три ступени.

Соответственно, пусковой реостат будет иметь три секции с сопротивлениями:

Ом

Ом

Ом

Поскольку схема командоконтроллера предусматривает три пусковых реостата (см. рис.14) 1У, 2У, 3У, примем, что соответствует 1У, соответствует 2У, соответствует 3У,

6.2 Расчет статических характеристик спуска.

В соответствии с развертками силовых цепей двигателя при различных схемах управления все схемы спуска осуществляются в схемах с шунтированием якоря обмоткой возбуждения. Методика расчета искусственных характеристик для подобных схем приведена в .

Рассчитаем характеристики, соответствующие схемам спуска 1 - 4. Для организации схем будем использовать реостаты, сопротивления которых рассчитаны при расчете пусковой диаграммы (это делается в целях рационализации схемы управления двигателем).

Осуществим построение искусственных электромеханических характеристик для режима спуска.

Характеристика 1, обеспечивающая низкую скорость спуска при статическом моменте, близком к номинальному:

Характеристика 1

Характеристика 2:

Характеристика 3:

Характеристика 4, обеспечивающая силовой спуск грузозахватного устройства со скоростью, близкой к номинальной:

Характеристика 4

Спуск пустого грузозахватного устройства будем осуществлять по характеристике 4, которая обеспечивает силовой спуск в широком диапазоне скоростей. Спуск номинального груза будем осуществлять по характеристикам 1 - 3. Характеристика обеспечивает низкую посадочную скорость - 50 об/мин, т.е. менее 10 % от номинальной скорости.

Рисунок 18. Электромеханические характеристики спуска

Рисунок 19. Механические характеристики спуска

7. Построение переходных процессов, определение времени пуска и торможения, времени движения с установившейся скоростью

Расчет и построение переходных характеристик для тока якоря, скорости и момента при пуске осуществим методом численного интегрирования пусковой диаграммы (методом Эйлера), суть которого заключается в решении следующего уравнения:

Для этого ось скоростей разбиваем от начальной до конечной скорости на ряд интервалов (приращений) i. При сложении скорости на предыдущем интервале i-1 и приращение i, получаем текущее значение скорости i. По механической характеристике на каждом интервале определяем средние значения моментов двигателя Mi. Для каждого интервала скорости рассчитываем интервал времени ti. Текущее время:

Решив систему уравнений итерационным способом, находим все необходимые величины:

Поскольку наша пусковая диаграмма является электромеханической, т.е. построена в осях и I, то для осуществления построения по методу Эйлера необходимо перейти от значений токов к значениям моментов. Такой переход осуществим с помощью универсальных характеристик двигателя Д810 (рисунок 4).

Построение будем осуществлять как для груженого пуска (с номинальным грузом), так и для пуска без груза (нагрузкой является грузозахватное устройство). Статические моменты для этих случаев были рассчитаны выше.

7.1 Построение переходных процессов при пуске

Рисунок 20. Переходный процесс для скорости при груженом пуске

Время пуска составляет 1,68 с.

2) Построение переходного процесса для скорости, тока и момента при холостом пуске.

Рисунок 21. Переходный процесс для момента при холостом пуске

Рисунок 22. Переходный процесс для тока якоря при холостом пуске

Рисунок 23. Переходный процесс для скорости при холостом пуске

Время пуска составляет 0,222 с.

7.2 Построение переходных процессов при спуске

Рисунок 24. Переходный процесс для момента при спуске номинального груза

Рисунок 25. Переходный процесс для тока якоря при спуске номинального груза

Рисунок 26. Переходный процесс для скорости при спуске номинального груза

Время переходного процесса составляет 3,5 с.

Рисунок 27. Переходный процесс для момента при спуске пустого грузозахватного устройства

Рисунок 28. Переходный процесс для тока якоря при спуске пустого грузозахватного устройства

Рисунок 29. Переходный процесс для скорости при спуске пустого грузозахватного устройства

Время переходного процесса составляет 0,43 с.

8. Проверка правильности выбора электродвигателя

Для проверки двигателя по нагреву применяем метод эквивалентного тока.

Рассчитаем эквивалентные токи на каждом интервале времени (значения интервалов времени берутся из графиков переходных процессов для тока якоря). Участки между моментами переключения аппроксимируются трапециями, и используется соответствующая формула.

1) С грузом: А) Пуск

(время действия t=0.69 c);

(время действия t=0.1c);

(время действия t=0.03c);

(время действия t=0.863 c);

Б) Подъем:

t=32,43-(1,682+3,5)=27,25 с (время действия номинального тока определится как разность между временем подъема и временем переходных процессов пуска и торможения);

(время действия t=0,03c);

(время действия t=0,178 c);

(время действия t=2,95c);

(время действия t=3,5 c);

время действия 35,48 с

2) Без груза:

(время действия t=0.13c);

(время действия t=0.2c);

Б) Подъем пустого грузозахватного устройства:

(время действия t=32,43);

В) Переходные процессы при спуске:

(время действия t=0,43c);

Г) Спуск пустого грузозахватного устройства

время действия t=32,43

Находим общий эквивалентный ток:

Находим итоговый эквивалентный ток за время всего цикла:

Получаем: двигатель по нагреву проходит. Следовательно, двигатель Д810 для данного привода выбран правильно.

9. Выбор троллеев и резисторов

9.1 Выбор пускорегулирующих резисторов

В качестве пускорегулирующих резисторов по выберем ящики с ленточными фехралевыми резисторами типа НФ-1А, рассчитанных на длительный ток 400 А. Поскольку подобные ящики имеют несколько ступеней с различными сопротивлениями, то их комбинацией могут быть достигнуты требуемые значения сопротивлений.

9.2 Выбор троллеев

Для крановых электродвигателей возможно применение токоподвода различных типов. В качестве токоподвода для нашего двигателя выберем жесткий троллейный как наиболее надежный и дешевый, а также обеспечивающий малый износ при ПВ порядка 40 %.

Токоподвод будет выполнен в виде системы вспомогательных троллеев, расположенных вдоль моста. В качестве основного конструкционного элемента троллеев выберем стальные уголки размером 50х50х5 мм .

В качестве токоприемника выберем токоприемник типа ТКН-9А-1У1, рассчитанных на номинальный ток 400 А .

10. Техника безопасности

При обслуживании и ремонте кранового электрооборудования следует строго руководствоваться Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей, Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, Правилами устройства электроустановок, Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных машин и местными инструкциями в условиях конкретного цеха

Если работа на электродвигателе связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям, электродвигатель должен быть отключен с выполнением технических мероприятий, предотвращающих его ошибочное включение. Не допускается снятие ограждения вращающихся частей двигателя.

При выполнении любых работ на электродвигателе напряжение должно быть снято со всего электрооборудования крана, допускается установка заземления на время производства работ. На коммутационных аппаратах, осуществляющих подачу напряжения на электрооборудование крана, должно быть вывешено предупреждение “Не включать, работают люди”.

Напряжение на шинах распределительных устройств должно поддерживаться в пределах 100-105%. Не рекомендуется использовать электродвигатель при питающем напряжении ниже 90% и выше 110% от номинального.

На электродвигателе должен контролироваться ток якоря, что обеспечивается соответствующим включением амперметров.

На щитках и групповых сборках кранового электрооборудования должны быть предусмотрены вольтметры или сигнальные лампы.

Повторное включение электродвигателя в случае отключения его основными защитами разрешается после обследования и проведения контрольных измерений сопротивления изоляции.

Повторное включение электродвигателя в случае действия резервных защит до выяснения причины отключения не допускается.

Электродвигатель должны быть немедленно отключен от сети в следующих случаях:

При несчастных случаях с людьми;

Появлении дыма или огня из корпуса электродвигателя, а также из его пускорегулирующей аппаратуры и устройства возбуждения;

Поломке приводного механизма;

Резком увеличении вибрации подшипников агрегата;

Перегреве подшипников.

Порядок включения электродвигателя для опробования после ремонта или ТО должен быть следующим:

Производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу;

Оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты, выполняет сборку схемы.

После опробования при необходимости продолжения работы на электродвигателе оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место и бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.

Безопасность обслуживания и работы крана в значительной мере зависит от умения крановщика правильно работать с контроллерами и командоконтроллерами.

Все работы по ремонту контроллеров следует вести при полностью снятом напряжении, отключив рубильник главной цепи.

При осмотре и проверке цепей управления кранового электрооборудования следует обратить особое внимание на состояние блокировочных контактов люка и боковых дверей выхода на мост, так как при выходе на мост с помощью этих контактов выполняется ответственная операция - снимается напряжение всех токоведущих частей, находящихся на мосту.

При ремонте главных троллеев крана работа производится следующим образом:

Если на кране кабина машиниста расположена со стороны главных троллеев, то ремонт их производят с переносных лесов.

Если же кабина расположена в середине моста или в стороне противоположной главным троллеям, то ремонт производят с лесов, находящихся на самом мосту.

На время ремонта главных троллеев рубильник распределительного пункта, от которого питается кран, должен быть отключен и на приводе его должен быть вывешен плакат «Не включать, на троллеях работают люди». Главные троллеи должны быть обязательно закорочены и заземлены.

Заключение

Согласно технологическому заданию, был спроектирован электропривод механизма подъема мостового крана, отвечающий всем требованиям задания. Отклонение скорости подъема от заданной составляет менее 10%, электродвигатель проходит по нагреву, что обеспечивает его долговременную работу. Троллеи выбраны из расчета наибольшей надежности и долговечности службы.

Выбранная схема управления двигателем предусматривает реверсирование и электрическое торможение электродвигателя

Схема магнитного контроллера серии ПС имеет три защиты: максимальную токовую защиту мгновенного действия; нулевую защиту, предупреждающую самозапуск двигателя при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения; конечную защиту кранового механизма.

К достоинствам этой схемы можно отнести то, что для управления контроллером требуются малые усилия со стороны оператора; для управления контроллером в кабине оператора размещаются, как правило, только малогабаритные командоконтроллеры - это позволяет уменьшить размеры кабины и максимально увеличить обзор рабочего пространства.

Таким образом, спроектированный электропривод отвечает всем технологическим требованиям, имеет высокую надежность и долговечность службы, обеспечена максимально возможная простота управления механизмом для оператора.

Библиографический список

1. “Электрооборудование кранов металлургических предприятий” [Текст] /Б. М. Рапутов - М.: “Металлургия”, 1990 - 272 с.

2. “Электрооборудование металлургических кранов” [Текст]/ Б. М. Рапутов - М.: “Металлургия”, 1977 - 248 c.

3. “Краново-металлургические и экскаваторные двигатели постоянного тока. Справочник” [Текст]/Ю. В. Алексеев, А. А. Рабинович - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 168 с.

4. “Характеристики двигателей в электроприводе” [Текст] / С. П. Вешеневский - М.: “Энергия”, 1966 - 400 с.

5. “Основы автоматизированного электропривода” [Текст] / М. Г. Чиликин, М. М. Соколов, В. М. Терехов, А. В. Шинянский - М.: “Энергия”, 1974 - 568 с.

6. “Теория электропривода” [Текст] / В. И. Ключев - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 560 с.

7. “Основы электропривода” [Текст] / В. П. Андреев, Ю. А. Сабинин - М.: Государственное энергетическое издательство, 1963 - 772 с.

8. “Сборник задач по теории электропривода” [Текст] / В. П. Есаков, В. И. Торопов - М.: ВШ, 1969 - 264 с.

9. “Редукторы. Справочник” [Текст]/ Ю. В. Краузе - М.: Машиностроение, 1974 - 231 с.

10. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок [Текст]. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2009 - 144 с.

11. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2008 - 252 с.

12. Правила устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов. - М.: Росгортехиздат, 1974. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор редуктора, троллеев и резисторов электродвигателя. Его проверка по скорости. Определение возможности неучета упругих связей, времени пуска, торможения и движения. Расчет сопротивлений и механических характеристик. Построение переходных процессов.

курсовая работа , добавлен 24.09.2013


Выбор двигателя и редуктора, расчет схем включения двигателя, расчет и построение его естественной и искусственных механических характеристик при пуске и торможении. Анализ способа расчета переходных режимов при пуске и торможении электропривода.

курсовая работа , добавлен 12.04.2013


Разработка электропривода механизма подъема мостового подъемного крана с заданными параметрами скорости подъема, а также его система управления. Выбор двигателя постоянного тока и расчет его параметров. Широтно-импульсный преобразователь: расчет системы.

курсовая работа , добавлен 23.09.2008


Расчет моментов статического сопротивления, выбор редуктора, двигателя, преобразователя частоты. Требования, предъявляемые к электроприводу. Расчет приведенных статических моментов и коэффициента жесткости. Проверка двигателя по производительности.

курсовая работа , добавлен 28.11.2012


Предварительный расчет мощности электродвигателя, определение передаточного числа редуктора. Построение тахограммы и нагрузочных диаграмм, проверка двигателя по перегрузочной способности и мощности. Расчет и построение механических характеристик привода.

курсовая работа , добавлен 24.09.2010


Выбор схемы подвеса груза, крюковой подвески, каната. Определение размеров барабана. Проверка двигателя на перегрузку. Проектирование и расчет механизма передвижения. Выбор двигателя и редуктора. Проверка на буксование. Расчет болтового соединения.

курсовая работа , добавлен 30.03.2015


Расчет механизма подъема тележки мостового электрического крана. Выбор кинематической схемы механизма, крюковой подвески, каната. Установка верхних блоков, барабана и уравнительного балансира. Выбор двигателя, редуктора, тормоза, соединительной муфты.

курсовая работа , добавлен 17.10.2013


Общие сведения о литейных кранах мостового типа. Проект механизма подъема груза; выбор кинематической схемы, крановой подвески, каната. Расчет двигателя, передачи, муфты, тормоза. Проверка двигателя механизма передвижения тележки на разгон и торможение.

курсовая работа , добавлен 26.06.2014


Предварительный выбор мощности и типа электродвигателя. Расчет и построение статических естественных механических характеристик электродвигатели для различных режимов его работы. Выбор электрической схемы электропривода и ее элементов, проверка двигателя.

курсовая работа , добавлен 17.10.2011


Расчет механизма подъема: выбор полипаста и расчет каната. Определение размеров блоков и барабана. Подбор болтов крепления прижимной планки. Подбор подшипников, двигателя, редуктора, тормоза, муфты для соединения вала двигателя с валом редуктора.

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.

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

Механизмы и аппараты управления мостовым краном

Требования, предъявляемые к механизмам и аппаратам управления, четко изложены в Правилах Госгортехнадзора, поэтому ниже приведены статьи 197, 198 и 199 указанных Правил.

«197. Аппараты управления краном должны быть выполнены и установлены таким образом, чтобы управление было удобным и не затрудняло наблюдения за грузозахватным органом и грузом, а направление движения рукояток, рычагов и маховиков было рациональным и по возможности соответствовало направлению вызываемых движений. Направление вызываемых движений должно указываться на этих механизмах и аппаратах в виде штампованных (литых) надписей и стрелок. Отдельные положения рычагов, рукояток или маховиков управления должны фиксироваться и иметь обозначения.
Кнопки для реверсивного пуска каждого механизма должны иметь блокировку, исключающую одновременное включение реверсивных контакторов».

«198. Пусковые аппараты ручного управления (контроллеры, рубильники), применяемые на кран-балках, управляемых с пола, должны иметь устройство для самовозврата в нулевое положение. При использовании в этих случаях контакторов удержание их во включенном положении должно быть возможным только при непрерывном нажатии на пусковую кнопку.
Подвеска аппаратов управления должна производиться на стальном тросике такой длины, которая позволяла бы лицу, управляющему механизмом, находиться на безопасном расстоянии от поднимаемого груза. При расположении аппарата управления ниже 0,5 м от пола он должен подвешиваться на крючок, укрепленный на этом тросике, на высоте от 1 до 1,5 м.»

«199. У кранов с электрическим приводом при контроллерном управлении включение контактора защитной панели должно быть возможно только в том случае, если все контроллеры находятся в нулевом положении.»