2.1 Вимоги до електроприводу механізму головного підйому ливарного крана
До електроприводу крана ставляться такі вимоги:
-висока надійність і безпеку обслуговування;
-забезпечення діапозона регулювання швидкості від Д (3: 1) до Д (10: 1);
-точну і фіксовану зупинку кранових механізмів в заданому положенні і можливість утримання вантажу на висоті;
-економічність роботи, з можливими меншими втратами потужності.
2.2 Вибір типу електроприводу
Для мостових кранів вибирають електропривод на постійному струмі.
-простота пристрою і управління;
-практично лінійні механічна і регулювальна характеристики двигуна;
-легко регулювати частоту обертання;
-хороші пускові властивості (великий пусковий момент), (найбільший пусковий момент у ДПТ з послідовним збудженням);
-компактніше інших двигунів (якщо використовувати сильні постійні магніти в статорі);
-так як ДПТ є оборотними машинами, з'являється можливість використання їх як в руховому, так і в генераторному режимах.
-для живлення електродвигуна від мережі змінного струму необхідно використовувати випрямні пристрої;
-необхідність профілактичного обслуговування колекторно-щіткових вузлів;
-обмежений термін служби через зношення колектора.
2.3 Розрахунок потужності і вибір двигуна
2.3.1 Попередній розрахунок
Навантажувальна діаграма механізму підйому крана має вигляд
Мпг, Мпо - моменти, що розвиваються двигуном з вантажем і без вантажу;
МСГ, МСО- моменти, що розвиваються двигуном при роботі на спуск з вантажем і без вантажу
Рисунок 3 Навантажувальна діаграма механізму підйому
Визначаємо момент при роботі на підйом вантажу, приведений до валу двигуна:
де - сила тяжіння вантажу, що піднімається, Н;
- сила тяжіння грузозахватного механізму, Н;
- діаметр канатного барабана, м;
- передавальне число редуктора з урахуванням кратності поліспаста;
- ККД механічних передач.
Для розрахунок визначаємо передавальне число редуктора:
Відповідно до формули (1):
Для розрахунку моменту на валу двигуна при роботі без вантажу визначимо ККД механічних передач:
Отже = 0,2 [4].
При спуску вантажу можливі 2 режими роботи двигуна:
-силовий спуск, в цьому випадку двигун працює в руховому режимі (опускання легких вантажів);
-гальмівний спуск, в цьому випадку двигун працює в гальмівному режимі (опускання важких вантажів).
Визначаємо момент при роботі на опускання вантажу, приведений до валу двигуна:
Опускання траверси відбувається в гальмівному режимі.
Для попереднього розрахунку вважаємо, що час усталеною роботи двигуна у всіх тактах однаково. тому виходячи з навантажувальної діаграми отримаємо:
Еквівалентна потужність при фактичній тривалості включення () визначається за формулою:
де - кутова частота обертання двигуна.
Для розрахунку визначаємо кутову частоту обертання двигуна:
Зробимо перерахунок потужності двигуна на стандартне значення ПВ:
Стандартні значення ПВ рівні: 15%; 25%; 40%; 60%; 100%
Вибираємо двигун виходячи з умови:
де - номінальна потужність обраного за каталогом двигуна, кВт;
- номінальна частота обертання двигуна ,;
- задана частота обертання двигуна ,.
Вибираємо дводвигуновий привід з двигунами постійного струму потужністю 75 кВт. Вибираємо двигун Д 812 з характеристиками:
Таблиця 2 - Номінальні даний двигуна [4].
Малюнок 4 - Механічна характеристика роботи двигуна.
2.7 Розрахунок і вибір гальмівних пристроїв
Основним параметром гальма є гарантовано розвивається гальмівний момент.
Розрахунок гальмівного моменту механізму визначається за формулою:
де - розрахунковий гальмівний момент, Нм;
- номінальна вантажопідйомність, т;
- номінальна швидкість підйому, м / с;
- ККД механізму при номінальному навантаженні.
Гальмівний момент гальм повинен бути рівний:
де - коефіцієнт запасу гальмування.
Гальмо вибираємо з необхідного гальмівного моменту.
Вибираємо гальмо серії ТКП-500 з даними:
Гальмівний момент 1900 Нм
Діаметр шківа: 500 мм
Розрахунковий хід: 1,7 мм
Мінімальний хід: 3,5 мм
Гальмо в кранах необхідний для фіксованої зупинки вантажу в певному положенні. Для переміщення рідкого металу або вибухонебезпечного вантажу використовують нормально замкнуті гальма.
Гідність: Гальма серії ТКП володіють найвищою надійністю.
Недолік: відносно високий час спрацьовування, необхідність мати джерело живлення постійного струму, важкі умови комутації
2.8 Опис роботи схеми управління
Підйом порожнього гака здійснюється з більшою швидкістю, навантаженого - з малої. Спуск вантажів здійснюється при паралельному з'єднанні обмоток якоря і послідовному збудженні. Пуск двигуна виробляється в функції часу. схему передбачає реверсивний і електричне гальмування електродвигуна.
При першому положенні підйому рукоятки командоконтроллера відбувається вибирання слабини канатів і підйом легких вантажів на малій швидкості. При переводі рукоятки в наступні положення підйому здійснюють пуск електродвигуна або регулюють його швидкість. Контроль прискорення в схемі здійснюється за допомогою реле часу КТ2 н КТ4. При перекладі цієї рукоятки в нульове положення електродвигун відключається від мережі і відбуваються його динамічне гальмування (на опорі Р10 і Р11) При несправності механічного гальма схема передбачає опускання вантажу на зниженій швидкості з застосуванням електричного гальмування електродвигуна.
При переводі рукоятки коммандоконтроллера з нульового положення в перше і наступне положення спуску опір поступово вводиться в ланцюг послідовної обмотки збудження. Зменшення опору кола якоря зменшує нахил механічних характеристик, а збільшення опору кола обмотки збудження призводить до зменшення магнітного потоку збудження і, отже, до збільшення швидкості спуску вантажу.
На першому положенні спуску якір і обмотка збудження шунтовані, в зв'язку з чим характеристика полога, що важливо для отримання низької швидкості спуску. На наступних положеннях комендоконтроллера отримують великі швидкості спуску вантажу.
При виведенні цієї рукоятки в нульове положення з останніх положень спуску електродвигун відключається від мережі і відбувається електричне гальмування в плині часу, що визначається витримкою часу реле КТ3. Протягом цього часу механічний гальмо залишається розгальмованою, так як при електричному гальмуванні котушка YB гальмівного електромагніта обтекается струмом по ланцюгу Я1 - К12 - Р7 - Р5 - Р4 - Р3 - Л5 - З1 - YB - ПОВ - Д2.
Після розмикання контакту КТ3 в ланцюзі котушки контактора К12 зазначена вище ланцюг електричного гальмування розмикаються К12 і відбувається механічне гальмування, так як знеструмлюється котушка YB гальмівного електромагніта. Ланцюг з контактом К1 і резистором Р9-Р13 використовують тільки для магнітних контролерів на напрузі 440В для обмеження при переводі рукоятки командоконтролера на перше положення підйому. Схема магнітного контролера сери ПС має кілька захистів:
-максимальний струмовий миттєвої дії, здійснювану реле КА1 і КА2;
-нульову (реле KV), що попереджає самозапуск при відновленні раптово з'явився раптово зниклої напруги, якщо рукоятка комендоконтроллера не перебуває у нульовому положенні;
-кінцеву кранового механізму, здійснювану за допомогою кінцевих вимикачів SQ1 і SQ2.
Схема дуплексного магнітного контролера серії ДПС, призначена для управління двома електродвигунами, є, по суті здвоєною схемою магнітного контролера сери ПС. Її особливістю є можливість короткочасної роботи з одним двигуном при виході з ладу іншого. для цього в схемі передбачені два перемикача.
3.1 Елементи безпеки на крані
Залежно від типу крана (мостовий, баштовий, стріловий самохідний і т. П.) І роду приводу (електричний, механічний) кран забезпечується рядом приладів і пристроїв, що забезпечують його безпечну експлуатацію. До таких приладів відносяться:
-кінцеві вимикачі, призначені для автоматичної зупинки механізмів кранів з електричним приводом. На кранах з механічним приводом механізмів кінцеві вимикачі не застосовуються. Вимоги щодо обладнання вантажопідйомних машин кінцевими вимикачами викладені в Правилах по кранах:
-блокувальні контакти, які застосовуються для електричного блокування дверей входу в кабіну крана з посадкового майданчика, кришки люка входу на настил мосту і інших місцях;
-обмежувачі вантажопідйомності, призначені для запобігання аварій кранів, пов'язаних з підйомом вантажу масою, що перевищує їх (з урахуванням вильоту гака) вантажопідйомність. Установка приладу обов'язкове на стрілових, баштових і портальних кранах. Крани мостового типу повинні бути обладнані обмежувачем вантажопідйомності в тому випадку, коли не виключається їх перевантаження за технологією виробництва. Вимоги до установки приладу містяться в Правилах по кранах.
3.2Техніка безпеки при обслуговуванні кранового електроустаткування
При обслуговуванні та ремонті кранового електроустаткування слід строго керуватися Правилами технічної експлуатації і безпеки обслуговування електроустановок промислових підприємств. Правилами будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних машин Держгіртехнагляду і виробничими інструкціями в умовах конкретного металургійного цеху. Безпека обслуговування і роботи крана в значній мірі залежить від уміння кранівника правильно працювати з контролерами і КОМАНДОКОНТРОЛЛЕР. При цьому слід мати на увазі наступне:
-час перекладу рукоятки контролера з першого положення в останнє не повинно бути надмірно малим, так як це викличе значні прискорення, а отже, ривки механізму і перевантаження електро-двигуна. Це тим більше неприпустимо для ливарних кранів, що транспортують розплавлений метал. Однак слід пам'ятати, що надмірно тривала затримка рукоятки на проміжних положеннях може істотно знизити продуктивність крана і збільшити витрату електроенергії. Час переведення рукоятки зазвичай встановлюється практично для конкретних умов роботи крана. Для нормального крюкового мостового крана при підйомі номінального вантажу цей час може бути близько 2-3 сек, при гальмівному спуску вантажу - не більше l сек. Для контролерів механізмів пересування час перекладу рукоятки має бути трохи більшим (особливо для швидкохідних механізмів пересування важких мостів металургійних кранів) -від 3 до 10 сек. Надмірно зменшений час перекладу рукоятки може викликати неприпустимо велику розкачку вантажу, пробуксовку ходових коліс перевантаження електродвигунів;
-при контролерну спуску важкого вантажу необхідно по можливості швидше вивести опір, перевівши рукоятку контролера в останнє положення. В іншому випадку швидкість спуску вантажу може битьнедопустімо великий, так як при застосуванні автоматичних контролерів без положень електричного гальмування при спуску важкого вантажу швидкість його буде тим більше, чим більше опір введено в ланцюг ротора;
-всі роботи по ремонту контролерів слід вести при повністю знятій напрузі, відключивши рубильник головного ланцюга. Навіть зняття захисного кожуха контролера допустимо лише за цієї умови, тим більше небезпечно дотик до струмоведучих частин контролера, пов'язаним зі статорними і роторними висновками при включеному рубильнику головного ланцюга. При цьому слід враховувати, що напруга між фазами роторному ланцюзі в момент включення електродвигуна досягає значення декількох сотень вольт, що, безумовно, може становити небезпеку для життя людини. При експлуатації кранових опорів слід мати на увазі, що ящики опорів серій НФ і НК поставлятися і встановлюються у відкритому виконанні, а тому мають струмопровідні частини, доступні дотику, т. е. небезпечні для експлуатаційно-ремонтного персоналу. Тому ці ящики повинні мати спеціальні захисні огородження (якщо їх не можна встановити в місцях, недоступних для дотику) при включеному стані опорів дотик до ПСГ може викликати опік через їх високої температури.
При ремонті головних тролеїв крана (чистка троллеев, чистка та зміна ізоляторів, ремонт компенсаторів і ін.) Робота повинна проводитися наступним образом.Еслі на крані кабіна машиніста розташована з боку головних тролеїв, то ремонт їх виробляють з переносних лісів. Якщо ж кабіна розташована в середині моста або в стороні, протилежної головних тролеїв, то ремонт їх виробляють з лісів, що знаходяться на самому мосту. Пересування на нові робочі ділянки проводиться самим краном (електродвигун пересування моста отримує харчування гнучким кабелем від головного щита) час ремонту головних тролеїв рубильник розподільного пункту, від якого живиться кран, повинен бути відключений на приводі його повинен бути вивішений плакат «Не включати, на тролеях працюють люди ». Головні тролів повинні бути обов'язково закорочені і заземлені.
1 Алексєєв Ю.В. Кранове електрообладнання: Довідник / За ред. Рабиновича А.А. - М. Енергія, 1979.-238с.
3Межотраслевие правила з охорони праці (правила безпеки) при експлуатації установок.
5Правіла улаштування електроустановок - М. «Вища школа», 1985 -648с.
6Фотіев М.М. Електрообладнання підприємств чорної металургії
7 Фотієва М.М. Електропривод та електрообладнання металургійних цехів.
Розміщено на Allbest.ru