Техническое обслуживание и эксплуатация механизма подъёма мостового крана

 

 

 

Таблица 3.1 – Данные для построения характеристик

Моменты Н×м	Мном	Мкр	Мп.мин	Мсэ	Мнб	Мнм
	1245,7	4120	1650	1143,3	3600	1800
Скольжение отн.ед.	Sном	Sкр	Sп	-	-	-
	0,05	0,32	1,0	-	-	-

 

в) По данным [таблицы 3.1] строятся характеристики для АД с фазным ротором при трехступенчатом пуске Мд=F(S) и механизма подъема мостового крана Мм=F(S) (рисунок 3.2)

г) На пересечении двух характеристик определяется рабочая точка (РТ) и выполняется небольшой анализ.

 

- Трехступенчатый пуск АД с  Ф-ротором будет успешным, т.к. Мсэ≤Ммин.

- РТ находится ниже Мном (Мном≥Мсэ), что означает работу АД с недогрузкой  (-8%) при максимальном КПД

 

Ответ: в качестве ЭП механизма подъема мостового крана выбран АД с Ф-ротором т. МТН 613-10; Рном=75кВт; nном=575 об/мин; ПВ=40%

 

3.1.3 Краткое описание выбранного двигателя

 

Крановые короткозамкнутые и с фазным  ротором АД серии  МТН 613-10 (рис. 3.3), предназначены для работы в подъемно-транспортных механизмах и в электроприводе агрегатов машин. Так же они применяются в жилищном и капитальном строительстве, энергетике, на транспорте, в горнодобывающей и металлургической промышленности.

Допустимая температура воздуха от -50 до +40°С и влажностью до 98% при температуре 25°С, а также при более низкой температуре без конденсации влаги. Предназначены для работы от сети частотой 50 и 60 Гц, напряжением 220/380, 230/400,240/415,380/660,380,415,500В. Используются во всех отраслях народного хозяйства. Экспортируются в страны с умеренным и тропическим климатом.

 

Рисунок 3.3 – АД с Ф-ротором серии МТН 613-10

3.2 Расчет и выбор аппаратов управления и защиты

Аппаратурой управления и защиты принято называть такие эл. аппараты, которые служат для управления эл. двигателями при пуске, остановке и регулировании скорости, а также для защиты обмоток от перегрузки, чрезмерного снижения напряжения и токов короткого замыкания.

 

 

 

3.2.1 Расчет и выбор автоматического выключателя

Для осуществления различных видов защит, в кабине крана в панель защиты предполагается установить автоматический выключатель QF1.

Он выбирается:

1. По номинальному положению:

Uн ≥ Uр

380В ≥ 220В

Uр – рабочее напряжение 220В

2.По номинальному току:

 

630A ≥ 514,5A

Iкр – максимальный ток потребляемый приемниками;

 

 

 сумма максимальных  рабочих токов цепи,

2,5 ∙ I пуск – пусковой ток двигателя наибольшей мощности;

 

 

×

Исходя из полученного значения выбираем автоматический выключатель типа ВА 51-41, Iн = 630А, Iт.р = 300А, Iэ.р. =3000А;

3. По току срабатывания теплового расцепителя:

 

 

Iт.р. – ток теплового расцепителя,

Iдл – рабочий ток работающих приемников;

Iдл = Iд.подъема + Iтел + 2 ∙ Iмоста;

Iдл = 180 + 22,5 + 2 ∙ 21 = 244,5А;

4. По току срабатывания электрорасцепителя:

Iэ.р. ≥ 1,25 ∙ Iкр

3000А ≥ 1,25 ∙ 514,5А

Так как автоматический выключатель ВА 51-41 удовлетворяет всем условиям, принимаем его к установке.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.2 Расчет и выбор реле максимального  тока

 

Для индивидуальной защиты двигателя в защитной панели предусмотрены реле максимального тока.

При выборе реле максимального тока должно соблюдаться условие:

;

480А ≥  450А

Рассчитаем реле максимального тока в цепи двигателя механизма подъема. По схеме в количестве трех штук.

Iобщ = 2,5 ∙ 180 = 450 А

Выбираем реле РЭО-401 6ТД 004-3.

Предел регулирования 420-1280А. Допустимый ток катушки при ПВ 40% = 480А

Общие сведения.

Максимальное токовое реле типа РЭО-401(рис.3.4) предназначено для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания электродвигателей постоянного тока и асинхронных электродвигателей с фазным ротором переменного тока при частоте сети 50Гц.

Многополюсное реле РЭО-401 (состоящее из нескольких электромагнитных систем реле и одного блок-контакта, собранных на общей скобе), предназначено для комплексной защиты электродвигателей.

Условия эксплуатации.

Высота над уровнем моря до 4300м. Диапазон рабочих температур от -50° до +55° С.

Окружающая среда взрывобезопасная, не содержащая пыли в количестве, нарушающем работу реле, а также агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

Вибрация мест крепления реле в диапазоне частот от 1 до 25Гц при ускорении не более 0,7g. Крепление реле на вертикальной плоскости с допустимым отклонением не более 5° в любую сторону.

 

Рисунок 3.4 - Максимальное токовое реле типа РЭО-401

 

 

 

3.2.3 Выбор контроллера для пуска и управления двигателем механизма подъема

 

Контроллеры выбираются в зависимости от мощности двигателя, по допустимому числу включений, по коммутации при наиболее допустимых значениях тока включения, а номинальный ток должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации.

Iн > Iр ∙ k;

k – коэффициент, учитывающий режим работы механизма (число включений, продолжительность включения).

Сравним паспортные данные кулачкового контроллера ККТ-68А, и АД с Ф-ротором серии МТН 613-10;

Кулачковый контроллер ККТ 68А:

Iд – допустимый ток 155 А. Контроллер рассчитан на управление двигателем до 80 кВт.

АД с Ф-ротором серии МТН 613-10:

Iст = 180А, Iр = 145А;

Iном> 145 × 0,9А

155А> 139А

Исходя, из расчетов кулачковый контроллер ККТ-68А подходит.

Общие сведения.

Контроллеры ККТ-68А переменного тока (рис.3.5) предназначены для управления асинхронным двигателем с фазным ротором на однодвигательных механизмах подъема и передвижения, при это контроллеры используются для коммутирования роторных цепей и цепей управления. Цепи статора коммутируются электромагнитными контакторами. Позволяют регулировать скорость электродвигателей в диапазоне 2,5, имеется возможность реверса.

Они позволяют регулировать скорость в таком диапазоне за счет введения в цепь ротора регулировочных ступеней резисторов только в зоне больших нагрузок. Получить такой диапазон в зоне малых нагрузок  представляется возможным только при толчковой работе, что является одним из недостатков этих контроллеров.

 

Рисунок 3.5 – Крановые кулачковые контроллеры серии ККТ-68А

 

 

 

 

3.2.4 Выбор резисторов трехступенчатого пускового реостата

 

Для АД с Ф-ротором требуется рассчитать сопротивления резисторов трехступенчатого пускового реостата ПР.

1. Принимаем значение момента переключений, равным номинальному.

××

2.Начальный пусковой момент.

×

М1/Ммакс=4120/(3×1245,7)=1,01Н×м;

Это позволяет применить аналитический метод расчета сопротивлений пускового реостата.

3.Сопротивление резистора третьей ступени ПР.

 

 

4.Сопротивление  резистора второй ступени ПР.

 

 

5. Сопротивление резистора первой  ступени.

 

6. Сопротивление ПР на первой ступени.

 

 

7. Сопротивление ПР на второй ступени.

 

 

8. Сопротивление ПР на третьей ступени.

 

Исходя из общего сопротивления, выбираем блок резисторов.

 

3.3 Выбор сечения проводника

 

Согласно ПУЭ все кабели прокладываются по ферме крана. Прокладка проводов и кабелей, на кранах металлургических предприятий, осуществляется в стальных трубах и металлорукавах согласно ПУЭ стр. 481 пункт 5.4.45.

Провода и кабели должны иметь четкую маркировку соединений и ответвлений. Оконцевание медных и алюминиевых жил проводов и кабелей должны производиться при помощи прессовки, сварки, пайки или специальных зажимов. В местах соединений жил провода и кабеля, должны иметь изоляцию равноценную с изоляцией жил кабелей и проводов согласно ПУЭ стр. 486 пункт 5.4.26.

Рассчитывается и выбирается кабель для АД с Ф-ротором МТН 613-10, Iст=180А, Iр=145А;

Выбираем кабель: тип КГ сечением 95 мм2; допустимый ток 220А

 

Проверим выбранный кабель на потерю напряжения по формуле :

 

 

 

где

- удельная проводимость  материала (медь) 57 м/(Ом мм )

Допустимая потеря напряжения 3%.

3% > 0,23%

Выбранный кабель пригоден как для запитывания двигателя, так и для соединения коллектора ротора с пускорегулирующими резисторами.

Общие сведения.

Аббревиатура КГ расшифровывается как кабель гибкий (рис.3.6). ТПЖ кабеля – медные многопроволочные жилы. Количество жил от двух до пяти. Изоляция и оболочка жил выполняются из резины на основе изопренового и бутадиенового каучуков.

Кабель предназначен для присоединения передвижных и переносных устройств к электрическим сетям. Наружная оболочка кабеля имеет повышенную масло-бензостойкость, а также обладает светостойкостью. Кабель устойчив к многократным перегибам, и сохраняет эти свойства при отрицательных температурах. Допускает эксплуатацию при температуре окружающей среды -40°С +50°С.

Срок службы кабелей типа КГ составляет 4 года.

 

Рисунок 3.6 – Кабели типа КГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4 Определение продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода

 

Из приложения 7 находим, что для сухих помещений Ттабл=12 лет,

tтабл=12 мес при Кс=0,25. Далее определяется значение соответствующих коэффициентов : βк=1; βр=0,67 при Ксм=0,7 ; βи=0,7; βо=0,85; βо`=0,7; βс=1 (установка стационарная).

 

В соответствии с формулами рассчитываем время между двумя капитальными и текущими ремонтами.

Тпл=Ттабл.ßк. ßр. ßи. ß0. ßс

Тпл=12.1.0,67.0,7.0,85.1,0=4,8 (года),

где Ттабл- продолжительность ремонтного цикла

ßк – коэффициент, косвенно учитывающий характер нагрузки

ßр – коэффициент, учитывающий сменность работы машины

ßи – коэффициент использования

ß0- коэффициент определяющий количество смен

ßс- коэффициент передвижных электрических установок

Тпл=tтабл. ßк. ßр. ßи. ß0`. ßс

Tпл=12.1.0,67.0,7.0,.1,0.0,7=4 (месяца),

 где tтабл – продолжительность межремонтного периода

Срок 4 месяца составляет 0,33 года, поэтому между двумя капитальными ремонтами двигатель должен пройти 14 текущих (Tпл/tпл=4,8:0,33=14, но поскольку очередной капитальный ремонт совпадает с текущим ремонтом заменяется на очередной капитальный).

 

3.5 Определение трудоемкости ремонтов

 

Определяем трудоемкость  капитального и текущего ремонтов. Асинхронный двигатель мощностью 3кВт, напряжением 380В, номинальной скоростью 950 об/мин.

Мз=Miбаз.Кn.Kt.Ku

Мз= 13.1,1.1,8.1,7=44 человек в час,

где Мз – трудоемоксть капитального ремонта

Кn – для скоростей

Кt – для других типов машин

Кu – для напряжения питания

mз=miбаз.кn.кt.лкu

mз= 3.1,1.1,8.1,7=10 человек в час,

где mз- трудоемкость текущего ремонта

 

 

 

 

4 ТЕХНИКА БЕЗОПАСТНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РЕМОНТА И ЭКСПЛУАТАЦИИ

 

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019-79 для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие основные технические меры:

1) ограждение токоведущих частей;

2) применение блокировок электрических  аппаратов;

3) установка в РУ заземляющих  разъединителей;.

4) устройство защитного отключения  электроустановок;

5) заземление или зануление электроустановок;

6) выравнивание электрических потенциалов  на поверхности пола (земли) в  зоне обслуживания электроустановок;