Электрооборудование,электропривод механизма подъема крана

 

 

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Российский  государственный 

профессионально-педагогический университет 

Екатеринбургский  электромеханический колледж

 

 

 

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОПРИВОД

МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА  КРАНА

 КП 140613.505.5.00.00.00.ПЗ

 

 

 

  Исполнитель:

         Студент группы 505 ЗТОР-п2                              Буденков В.А.

 

  Преподаватель:                                                     Полякова Т.В.

 

 

 

Екатеринбург

2012

Содержани е

 

Введение_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ __        2                           

 

Глава 1. Краткая характеристика механизма подъема крана_ _ _ _ _ _ _ _ _     4

 

Глава 2. Условия работы и общая техническая характеристика

электрооборудования механизма подъема крана _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _     7

2.1 Исходные  данные проектирования_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _      8

2.2 Расчет статистических нагрузок двигателя механизма подъема крана  _ _     9

2.2.1 Статическая  мощность и момент при подъеме пустого крана с

подвеской _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _   11

2.2.2 Спуск груза или крюка с подвеской_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _  12

2.2.3 Построение нагрузочной диаграммы механизма подъема _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13

2.2.4 Расчет эквивалентной мощности двигателя механизма подъема _ _ _ _ _  15

2.2.5 Выбор двигателя механизма подъема _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _  16

2.2.8 Проверка  выбранного электродвигателя по  перегрузочной способности_ 17

 

Глава 3. Расчет и выбор электродвигателей механизмов передвижения моста

и тележки  крана  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 22

3.1 Расчет и выбор электродвигателя _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _   27

3.2 Расчет эквивалентного момента и мощности механизма передвижения

моста _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _28

3.3 Выбор двигателя механизма передвижения моста и проверка его по всем

параметрам _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __  _ __ _ 29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение

 

         Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования. 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, располагаемым 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, конечных 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, занимающегося производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткая характеристика механизма подъема 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 разнообразное конструктивное исполнение и назначение.

кран (рис.1.1) 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.

 

 

 

  Рисунок 1.1 – Общий вид мостового крана.

 

        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).

По  заданию проекта необходимо спроектировать и  электрооборудование и электропривод  для механизма подъема.

Рисунок 1.2 - Кинематическая схема  механизма подъема главного крюка: 1 - двигатель; 2 - муфта; 3 - тормоз; 4 - редуктор; 5 - барабан; 6 - полиспаст; 7 - неподвижный  блок полис - пасты.

        Типичная кинематическая схема механизма подъема крана приведена на рисунке 1.2

 

        Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования по степени загрузки, времени работы, интенсивности ведения операций, степени ответственности грузоподъемных операций и климатических  факторов эксплуатации. Эти условия обеспечиваются основными параметрами  грузоподъемных машин. К основным параметрам механизма подъёма относятся: грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.

        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.

        Режим работы грузоподъемных машин цикличен. Цикл состоит из перемещения груза по заданной траектории и возврата в исходное положение для нового цикла.

        Все многообразие грузоподъемных кранов охвачено восемью режимными группами 1К-8К. Классификация механизмов по группам режимов работы осуществляется по параметрам суммарного времени работы механизмов за срок службы и степени усредненного нагружения крана.

Для данного мостового крана рекомендуемые  режимные группы:

5К-  группа режима работы крана;

4М-  группа режима работы механизма  подъема.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Условия работы и  общая техническая характеристика  электрооборудования механизма  подъема  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.

        При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций. Время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью.

         Кран установлен в литейном цеху металлургического производства, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53 - защита электрооборудования от попадания пыли, а также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и

вращающимися частями, а также защита электрооборудования от капель воды, падающих под углом 60⁰ к вертикали.

        Краны литейных цехов работают непрерывно при интенсивном использовании оборудования, наличии высокой температуры окружающей среды и излучения теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки. Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

2.1 Исходные данные проектирования.

 

        Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры механизма подъема крана, а также размеры помещения цеха, в котором расположен кран. Исходные данные представлены в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 - Исходные данные проектирования.

 

Наименование параметра	Значение параметра
Механизм подъема
Грузоподъемность	15 т
Вес  крюка с подвеской	0,85т
Высота подъема	12 м
Скорость подъема	0,125 м/с
КПД механизма подъем	0,72
Диаметр барабана лебедки	520 мм
Число блоков подвески	2
Время паузы	60с
Тележка
Вес тележки	3,2т
Пролет  моста	10м
Скорость передвижения тележки	0,5м/с
Диаметр колес тележки	300мм
Диаметр цапф колес	50мм
КПД механизма тележки	0,75
Мост
Вес моста	10m
Длина подкрановых путей	80 м
Скорость передвижения моста	1м/с
Диаметр катков моста	350мм
Диаметр цапф катков	50мм
КПД механизма моста	0,7