Призначення, характеристика, будова та робота агрегату

1 Призначення, характеристика, будова та робота

  агрегату

Мостовий кран служить для підйому вантажів та їх переміщення в горизонтальному напрямку на порівняно невеликі відстані - в межах цеху або складу.

За особливостями конструкцій, пов'язаними з призначенням і умовами роботи, крани поділяються на мостові, портальні, козлові, баштові та ін.

Мостовий кран характеризують за такими основними показниками:

- вантажопідйомність - 16т;

- висота підйому - 54м;

- шлях переміщення моста - 17м;

- швидкість підйому - 0,19 м / с;

- швидкість пересування моста - 1,12 м / с;

- діаметр канатного барабана - 0,5 м;

- число циклів на годину - 2;

- ККД механізму при повному навантаженні - 0,8;

- вага вантажозахоплювального пристосування - 0,64 т;

- власна вага моста - 33т;

- призначення крана - ремонтний;

- режим роботи - важкий;

- умови середовища - агресивна.

Ці показники становлять технічну характеристику крана.

Міст крана має двохбалочну конструкцію. Зварені між собою поздовжні (головні) і поперечні (кінцеві) балки пересуваються по рейковому шляху, які покладені на підкранові балки та закріплені на консолях колон будівлі.

Мостовий кран складається з несучих металевих конструкцій, вантажного візка, гакових підвісок, огорож, майданчиків, сходів, кабіни, приладів і пристроїв безпеки, рейкового шляху вантажного візка і надземної підкранової колії, тролеїв, струмоприймачів, електрообладнання. На мосту розташовуються механізми головного і допоміжного підйому, механізми пересування моста крана і вантажного візка. Вантажний візок переміщюється по рейках, які укладені на верхньому поясі мосту. До мосту, з боку протилежного розташування головних тролеїв, які призначені для живлення струмом крана, підвіщується кабіна машиніста. Для обслуговування тролеїв і головних струмоприймачів, які закріплені на мосту крана, до металоконструкції підвішується допоміжна кабіна-люлька.

Підйом і переміщення вантажу в поперечному напрямку здійснюють рухомим візком, встановленим на мосту крана. Рухомий візок являє собою зварену раму з розміщеними на ній головним і допоміжним механізмами підйому вантажу і механізмом пересування візка з піднятим вантажем.

 

 

 

 

 

 

2 Вимоги до електроприводу та електрообладнання

Для якісного виконання підйому, спуску і переміщення вантажів електропривод кранових механізмів повинен відповідати таким основним вимогам:

1. Регулювання кутової швидкості двигуна в порівняно широких межах у зв'язку з тим , що важкі вантажі доцільно переміщати з меншою швидкістю, а порожній гак або ненавантажений візок - з більшою швидкістю для збільшення продуктивності крана. Зниження швидкості необхідно також для здійснення точної зупинки вантажів, що транспортуються з метою обмеження ударів при їх посадці і полегшують роботу оператора.    

2. Забезпечення необхідної жорсткості механічних характеристик приводу, особливо регулювальних, з тим щоб низькі швидкості майже не залежали від вантажу .

3. Обмеження прискорень до допустимих меж при мінімальній тривалості перехідних процесів . Перша умова пов'язана з ослабленням ударів в механічних передачах при виборі зазору, із запобіганням пробуксовки ходових коліс візків і мостів, із зменшенням розгойдування підвішеного на канатах вантажу при інтенсивному розгоні і різкому гальмуванні механізмів пересування; друга умова необхідна для забезпечення високої продуктивності крана.

4. Реверсування електроприводу та забезпечення його роботи, як в руховому режимі, так і в гальмівному режимі.

Електропривод більшості вантажопідйомних машин характеризується повторно - короткочасним режимом роботи при більшій частоті включення, широкому діапазоні регулювання швидкості і постійно виникаючих значних перевантаженнях при розгоні і гальмуванні механізмів.

На кранових установках допускається застосовувати робочу напругу до 500 В, тому кранові механізми постачають електроустаткуванням на напруги 220, 380, 500 В змінного струму і 220, 440 В постійного струму. У схемі управління передбачають максимальний захист, що відключає двигун при перевантаженні і короткому замиканні. Нульовий захист виключає самозапуск двигунів при подачі напруги після перерви в електропостачанні. Для безпечного обслуговування електрообладнання, що знаходиться на фермі мосту, встановлюють, блокувальні контакти на люку і двері кабіни. При відкриванні люка або дверей напругу з електроустаткування знімається.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Вимоги до схеми управління

Електрична схема управління електродвигунами крана повинна включати: самозапуск електродвигунів після відновлення напруги в мережі, яка живить кран; пуск електродвигунів не за заданою схемою прискорення; пуск електродвигунів контактами запобіжних пристроїв (контактами кінцевих вимикачів і блокувальних пристроїв).

Самозапуск електродвигунів після відновлення напруги в мережі, яка живить кран , запобігається так званого нульового блокування контролерів. В електричній схемі блокування при контролерному управлінні електродвигунами повинно бути передбачено включення контактора захисної панелі тільки в тому випадку, коли всі контролери перебувають у нульовому (неробочому) положенні. При командоконтролерном управлінні кожен магнітний контролер забезпечений нульовим захистом . Включати контакти нульового блокування таких контролерів в ланцюг контактора захисної панелі необов'язково, але в кабіні управління повинна бути встановлена ​​світлова сигналізація, що оповіщає про включення або відключення магнітного контролера.

Апарати управління мостовим краном повинні бути виконані та встановлені таким чином, щоб керування було зручним і не обтяжувало спостереження за вантажозахоплювальним органом і вантажем, а напрямок руху рукояток, важелів і маховиків по можливості відповідало напряму рухів.

Вимикач головних тролеїв напругою до 660 В повинен бути закритого типу і розрахований на вимикання робочого струму всіх кранів, встановлених в одному прогоні. Вимикач повинен бути розміщений в доступному місці і відключати тролейні провода тільки одного прольоту. Якщо головні тролеї мають дві і більше секцій, кожна з яких отримує харчування за окремою лінією, то допускається відключати тролеї посекційно з прийняттям заходів, що запобігають можливість подачі напруги на відключену секцію від секцій, що знаходяться під напругою .

При розташуванні по фермах голих струмопроводів (шин) в прольотах будівлі, де встановлені мостові крани, відстань від настилу моста крана до цих шин має бути не менше 2,5 м. При меншій відстані потрібно передбачити заходи, що виключають випадковий дотик до шин з мосту крана. Головні тролейні проводи жорсткого типу мають бути пофарбовані, за винятком їх контактної поверхні, в колір, відмінний від фарбування конструкцій будівлі та підкранових балок; рекомендується фарбувати їх в червоний колір (ПУЕ -У- 4- 39).

У місці підведення живлення на ділянці довжиною 100 мм тролеї забарвлюють наступними кольорами : 1) при трифазному струмі: фазу А - жовтим, фазу В - зеленим і фазу С - червоним; 2) при постійному струмі: позитивну шину - червоним, негативну - синім і нейтральну - білим. Головні тролеї слід забезпечити світловою сигналізацією про подачу напруги, а при секціонуванні тролеїв і наявності ремонтних ділянок таку сигналізацію повинна мати кожна секція і кожена ремонтна ділянка.

При трифазному струмі кілкість ламп сигналізації приймається рівним числу фаз (по одній лампі на фазу), а при постійному струмі дві лампи включаються паралельно. На головних тролеях потрібно передбачити можливість установки перемички. Сигнальні лампи необхідно включати через відповідні резистори, що викликають падіння напруги на 10-15 %. Термін служби ламп при цьому збільшиться в 2-3 рази. Справа полягає не в економії ламп, а в надійності сигналізації та не частій заміні ламп.

Електропечі в кабінах кранів, що експлуатуються на відкритому повітрі, повинні бути приєднані до електричної мережі крана після ввідного пристрою, що подає напругу на кран, до контактора захисної панелі. При такому підключенні машиніст не зможе залишити електропіч включеної після закінчення роботи.

 

4 Розрахунок потужності та вибір електродвигуна

 

Для двигуна кранового  механізму необхідно визначити  потужність двигуна та обрати цей  двигун за каталогом.

Для розрахунку прийняті наступні дані:

Грузопід’ємність – 15т

Вага візка – 7т

Проліт мосту – 16м

Швидкість пересування візка  – 35м/хв

Діаметр катков – 500мм

Коефіцієнт тертя ковзання – 0,1

Діаметр цапф – 60мм

Коефіцієнт тертя качіння – 0,06

ККД механізму візка – 0,8

ТВ-20%

Передаточне число редуктора  – 25

Змінний струм на напругу 380В.

Приймаємо величину коефіцієнту  для врахування тертя катков по рейкам К=1,5, ККД механізму при повному навантаженні - 0,8.

Визначимо:

        (4.1)

де R=25 cм – радіус колеса;

     r=3 см – радіус цафи колеса;

     µ=0,1 – коефіцієнт  тертя ковзання осей валу;

     f=0,06 – коефіцієнт тертя качіння.

.

Опір руху механізму при переміщенні без вантажу.

            (4.2)

Момент статичного опіру на валу електродвигуна при русі з вантажем.

 

Коефіцієнт завантаження крану на холостому ході.

 

Момент статичного опору  на валу двигуна при русі без вантажа.

 

Середній статичний момент.

 

Середня еквівалентна потужність.

 

Перераховуємо середню еквівалентну потужність при заданому ТВ=20% на стандартну ТВ=25%.

            (4.8)

За каталогом електрообладнання  обираємо попередньо електродвигун.

МТКН – 111 – 6

n = 890 об/хв

= 99 Н*м

 

 

 

M = 70 кГ

об/хв

 

Cos = 0,75

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Розрахунок та побудова механічної  

  характеристики

 

Метою розрахунку є розрахунок та побудова дійсної механічної характеристики електродвигуна та механізму підйому  крана.

Розрахунок будемо вести за формулою Клоса:

                                                                               (5.1)

де –  Mk критичний момент двигуна

                                                                          (5.2)

        Sk – критичне ковзання двигуна

                                                                         (5.3)

        λ – перевантажна здібність двигуна (λ = 3,6);

       Sн – номінальне ковзання двигуна

                                                 (5.4)

      nн – швидкість обертання ротора;

      n1 – синхронна швидкість поля статора

                                              (5.5)

 де f – промислова частота струму (50 Гц);

      P – число пар полюсів (для двигуна МТКН – 111 – 6, P=3).

Критичне ковзання двигуна

 

Номінальний момент двигуна

                                                              (5.6)

                                           (5.7)

 

 

Визначаемо коефіцієнт перегрузочної здатності

                                                                          (5.8)

Для будування характеристики в координатах переходять від  ковзання до числа обертів згідно рівняння

                                                                                     (5.9)

Ковзання задається у  межах від 0 до 1.

Так для    S=0     n=1000 об/хв

  S=0,1  n=900 об/хв

S=0,2  n=800 об/хв

S=0,3  n=700 об/хв

S=0,4  n=600 об/хв

S=0,5  n=500 об/хв

S=0,6  n=400 об/хв

S=0,7  n=300 об/хв

S=0,8  n=200 об/хв

S=0,9  n=100 об/хв

S=1     n=0 об/хв

При тих самих значеннях  ковзання знаходимо за формулою Клоса значення моментів

                 S=0     M=0 Нм

  S=0,1  M=2,54 Нм

S=0,2  M=4,84 Нм

S=0,3  M=6,75 Нм

S=0,4  M=8,18 Нм

S=0,5  M=9,17 Нм

S=0,6  M=9,76 Нм

S=0,7  M=10 Нм

S=0,8  M=10,1 Нм

S=0,9  M=10,01 Нм

S=1     M=9,81 Нм

Таблиця 5.1

S	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
n,об/хв	1000	900	800	700	600	500	400	300	200	100	0
M,Нм	0	2,54	4,84	6,75	8,18	9,17	9,76	10	10,1	10,01	9,81