Механизм подъема мостового крана грузоподъемностью 15 т

Енергетика України за попередні роки розвитку створила могутні енергетичні бази. До кінця 2006 року встановлена потужність електростанції досягне 51 млн. кВт, а виробництво електроенергії 272 млрд. кВт·ч.

Подальший приріст виробництва електроенергії намічається одержати за рахунок нетрадиційних джерел енергії. Їх питома вага у виробництві електроенергії збільшується, та ведуться активні роботи за новими надійними джерелами.

Розвиток електроенергетики припускає складну сукупність заходів зміни виробництва господарських засобів, які можна назвати менш матеріальними, але надійнішими і довговічнішими виробами, повніше використовування вторинних сировинних ресурсів, підвищення КПД енергетичних установок, зменшення втрат енергії та матеріалів. У розвитку металургійної промисловості найважливішими задачами є широка механізація трудомістких робіт та автоматизація виробничого процесу. Їх значна роль належить підйомно -транспортному устаткуванню та в першу чергу кранам, як основному засобу внутрішньоцехового транспорту, незамінного при підйомі та переміщенні вантажів на складах, будівельних майданчиках, в цехах, в портах, а також при виконанні різних монтажних операцій.

Продуктивність основних цехів металургійних підприємств, наприклад сталеплавильних та прокатних, в значній мірі залежить від надійності роботи та продуктивності кранів. В той же час ефективність роботи кранів істотно залежить від якісних показників устаткування крана.

Вантажні крани, вантажопідйомністю 5 250 т. застосовуються при виготовленні, монтажі та ремонті устаткування на різних підприємствах. До мостових кранів відносяться велика група металургійних кранів: ливарні (обслуговуючі розливні цехи), кліщові (для обслуговування прокату). Значну роль в рішенні цієї задачі виконує привід механізмів кранів, який повинен забезпечити необхідний рух робочих органів крана. В більшості випадків устатковується електроприводом, володіючою великою перевагою перед іншими видами приводу. У електроприводі крана широке застосування одержують пристрої з напівпровідниковими елементами. З їх допомогою з'являється можливість створити нові системи електроприводу, які відрізняються вищими якісними показниками, ніж електропривод, виконаний на основі релейно-контактної апаратури. 1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА 1.1 Короткий опис технологічного процесу та основних вузлів крана.

Ливарним виробництвом називають процеси отримання фасонних виробів (відливок) шляхом заливки розплавленого металу в порожнисту форму, відтворюючу форму і розміри майбутньої деталі. Після затвердіння металу у формі виходить відливання — заготівка або деталь. Відливання широко застосовують в машинобудуванні, металургії і будівництві. Технологічний процес литва металу починається на аглофабриках з ошматковуваннія пильоватих руд і тонких концентратів перед доменною плавкою, що дозволяє істотно поліпшити техніко-економічні показники роботи доменних печей, збільшити їх продуктивність. Далі готова до застосування порода відправляється в доменний цех, де випускається три види чавуну, а також проводиться відведення шлаку.

Готовий чавун поступає в мартенівський цех, де проводиться завалення, розплавлення і поліровка. На цій стадії технологічного процесу віддаляється залишок шлаку. Далі розплавлений чавун поступає в конвертерний цех де сталь виплавляється в конвертерах з продуванням чистим киснем зверху при інтенсивності подачі кисню 600-800м3/мин або 1000-1300м3/мин., також проводиться продування і повалка - встановлення заданої концентрації С в сталі. Потім проводиться розливання стали, а після охолоджування поріже в транспортно-обробному відділенні. З транспортно-обробного відділення сталь поступає на прокатний стан де прокатуються листи і плити з різною межею міцності в холодному стані з вуглецевих, нізьколегованних , легованих і конструкційних марок стали. Після прокату листи і плити відправляються на склад готової продукції. Велике значення в технологічному процесі литва металу мають мостові крани, що виконують роль транспортних механізмів.

Мостовими кранами називаються вантажопідйомні пристрої, призначені для горизонтального і вертикального переміщення вантажів на невеликі відстані (в межах цеху, ділянки і т. д.). По вантажопідйомності мостові крани діляться на: а) малі 5-10 тонн. б) середні 10-50 тонн. в) крупні 50-1600 тонн Міст крана є несучою зварною конструкцією, перекинутою через проліт цеху в поперечному напрямі у верхній його частині. На кінцевих балках моста встановлені ходові колеса (4 шт.), які переміщаються по рейках підкранового шляху, закріплених на підкранових балках.

Уздовж моста прокладені рейки, по яких переміщається на чотирьох колесах візок з вантажопідйомною лебідкою. На барабан лебідки намотуються канати з підвішеним до них на блоках вантажозахватним пристроєм (крюком). Крани вантажопідйомністю більше 15 тонн окрім механізму головного підйому мають також механізм допоміжного підйому для підйому легких вантажів. Привід механізмів крана здійснюється від електродвигунів через редуктори.

Управління краном проводиться з кабіни за допомогою контролерів, за допомогою яких здійснюється перемикання режимів роботи електродвигунів механізмів крана (швидкість, реверс, гальмування), встановлена панель освітлення і сигналізації, панель вимірювальних приладів і захисна панель.

Апаратура управління краном (контактори, проміжні реле, реле часу) встановлена в шафах, розташованих на мосту крана, тут також розташовуються шафи з ящиками пускорегулюючих резисторів.

Електроенергія до механізмів кранів підводиться за допомогою ковзаючих токозн i мач ів від головних троллєєв , прокладених уподовж підкранового шляху.

Електроенергія до візка підводиться за допомогою гнучкого кабелю, підвішеного на тросі. Ввідним пристроєм електроенергії є захисна панель. Для експлуатації і ремонту електроустаткуванні передбачений вихід оператора на міст крана через люк кабіни або інвентарну люльку. Таким чином, в мостовому крані є три механізми: механізм підйому, механізм переміщення візка і механізм переміщення моста. Кожен механізм має електромеханічний гальмівний пристрій 3, який встановлюється на сполучній муфті 2 між двигуном 1 і редуктором 4 або на спеціальному гальмівному шківі, розташованому на вільному кінці валу електродвигуна. (див. мал. 1). Механізм підйому кранів транспортуючих рідкий метал повинен мати два незалежні електромеханічні гальма. На мал. 1 представлена кінематична схема механізму підйому мостового крана.

	1		3		4

	2		2
		5
			2

Мал. 1. Кінематична схема механізму підйому мостового крана: 1 — двигун; 2 — муфта; 3 — гальмо; 4 — редук тор; 5 — барабан ; 1.2 Технологічні вимоги, що пред'являються до електроприводу. Для якісного виконання своїх функцій електропривод крана повинен виконувати наступні вимоги. 1. Регулювання кутової швидкості двигуна в порівняно широких межах (до 4:1), для спеціальних (до 10:1), у зв'язку з тим, що важкі вантажі доцільно переміщати з меншою швидкістю, а порожній кран з більшою швидкістю для збільшення продуктивності. Пониження швидкості також необхідне для точної зупинки. 2.Забезпечення необхідної жорсткості механічних характеристик двигуна, особливо регулювальних, з тим щоб низькі швидкості не залежали від вантажу. 3. Обмеження прискорень до допустимих меж при мінімальній тривалості перехідних процесів. Перша умова про ослабленням ударів в механічних передачах при виборі зазору із запобіганням тому, що пробуксують ходові колеса візка, мостів, зменшення розгойдування. 4. Реверсування електроприводу і забезпечення його роботи як в руховому, так і в гальмівному режимах 1.3 Обгрунтування і вибір системи електроприводу. У цехах металургійних підприємств знаходять застосування електродвигуни кранів трифазного змінного струму (асинхронні) і постійного струму (послідовного або паралельного збудження). Керування двигунами кранів здійснюється за допомогою контроллерів, які призначені для пуску, зупинки, регулювання швидкості, гальмування і реверсування.

Застосовують силові кулачкові і магнітні контроллери.

Контроллери вибираються залежно від потужності електродвигуна і режиму роботи. Силові кулачкові контролери відносяться до числа апаратів ручного управління. Силові кулачкові контроллери є багатопозиційними перемикачами з нульовим положенням, які за допомогою своїх контактів включають і відключають елементи ланцюгів управління електродвигуном. Вони знаходять широке застосування для управління електродвигунами невеликої потужності, працюючих переважно в легкому (Л) або середньому (С) режимах. Їх основними достоїнствами є простота конструкції і надійність роботи при порівняно невеликих габаритних розмірах. У електроприводах кранів змінного струму застосовують контролери серії ККТ60А, постійного струму - контроллери серії КВ1. Контроллери типів ККТ-61А , ККТ-62А , ККТ-65А , ККТ-68А і ККТ-69А застосовують для управління асинхронними електродвигунами з фазним ротором серії MTF ( МТН ), а контроллер типа ККТ-63А — асинхронними електродвигунами з короткозамкнутим ротором серії MT К F ( МТКН ). Контроллери ККТ-61А , ККТ-68А – для механізмів пересування і підйому; ККТ-62А – для механізму пересування; ККТ-65А , ККТ-69А – для механізмів підйому.

Кулачкові контроллери постійного струму типа КВ1-01 застосовують для управління двигунами постійного струму серій П і ДП послідовного, паралельного і змішаного збудження механізмів пересування, а контроллери типа KB 1-02 — для управління електродвигунами послідовного збудження механізмів підйому. При застосуванні контроллерів серії КВ1 може бути одержаний діапазон регулювання 5:1. Магнітні контроллери застосовуються при великих потужностях двигунів і великому числі включення в годину.

Конструктивно є набором контакторів, котушки яких управляються за допомогою командоконтролера, по конструкції аналогічного кулачковим контроллерам. При отриманні живлення контактори своїми контактами вмикають чи вимикають ланцюги керування електродвигуном. Їх доцільно застосовувати в наступних випадках: для кранів середньої і великої продуктивності, працюючих в напруженому режимі (Т і ВТ ); при частоті ввімкнень більше 600 в 1 годину; при необхідності дистанційного автоматичного і неавтоматичного керування. Для управління електродвигунами змінного струму найбільше поширення набули магнітні контроллери серій ТА, ДТА , ТАЗ, ТСА , ТСАЗ , К, ДК , КС , ДКС Вони призначені для управління асинхронними електродвигунами з фазним ротором.

Регулювання швидкості електродвигунів здійснюється ними шляхом ступінчастої зміни опору в ланцюзі роторів електродвигунів.

Контроллери серій ТСА , ТСАЗ , КС , ДКС застосовують в електроприводах механізмів підйому і грейфера ; контроллери серій, ТА, ТАЗ, Д, ДК — для механізмів горизонтального пересування.

Ланцюг управління у контроллерів серій Д, ДК , КС , ДКС , КСДБ - на постійному струмі 220В, у решти магнітних контроллерів — на змінному струмі. У відносно нових магнітних контроллерах серії ТСД і КСДБ використаний принцип динамічного гальмування з самозбудженням. Магнітні контроллери серій П і ПС застосовують для управління електродвигунами постійного струму послідовного збудження. Швидкість регулюється шляхом ступінчастої зміни опору резисторів, включених в ланцюг якоря електродвигуна. Всі магнітні контроллери постійного струму забезпечують пуск, реверсування, гальмування, стійкий діапазон регулювання швидкості 4:1 5:1 і мають максимальну і нульову захисту.

Електродвигуни мостових кранів ливарних цехів працюють, як правило, повторно-короткочасному режимі при широкому регулюванні частоти обертання, причому робота їх супроводжується значними перевантаженнями, частими пусками, реверсами і гальмуваннями. Крани ливарного виробництва це крани середньої і великої продуктивності, працюючих в напруженому режимі (Т і ВТ ); при частоті включень більше 600 в 1 ч; Класифікація механізмів мостових кранів по режиму роботи приведена в таблиці 1. Таблиця 1. Класифікація механізмів мостових кранів по режиму роботи.

Група режимів	Режим роботи	Максимальне число ввімкнень в годину N в. мах	Тривалість ввімкнення , %	Число включень в годину , N в	Коефіцієнт використовування за вантажопідйомністю К гр
1М	Л	60	15	60	0,25-1
2М	90
3М	С	120	25	90	0,75
4М	150-180	40	120
5М	Т	240-300	40	240	0,75-1
6М	ВТ	більше 300	60	більше 300	1

Залежно від показників, перерахованих в таблиці 1, вироблятися вибір системи електроприводу. Також при виборі слід враховувати, що крани ливарних цехів, транспортуючі рідкий метал повинні мати плавне регулювання швидкості при розгоні і гальмуванні, і систему управління з динамічним гальмуванням, оскільки вона забезпечує вищу плавність регулювання в порівнянні з системами управління з гальмуванням противвімкненям; механізм повинен мати два незалежні електромеханічні гальма.

Стосовно завдання проекту режим роботи крана орієнтовно повинен бути важкий (Т) або вельми важкий ( ВТ ), тривалість включення ПВ 40 або 60%. Остаточні значення показників будуть відомі після вибору двигуна в п. 2.1. 2. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА 2.1 Розрахунок потужності і вибір двигуна по каталогу. 1 . Розрахунок статичної потужності. Визначаємо максимальну статичну потужність двигуна, необхідну для підйому номінального вантажу. Р ст = 10 3 · ( m г + m о ) · 9,81 · V n / 1000 · м , кВт Р ст = 10 3 · (15т + 0,25т) · 9,81 · 0,35 м/ c / 1000 · 0.81 = 64,6 кВт де m г – маса піднімає мого вантажу. m о – маса вантажозахватного пристрою. V n – швидкість підйому. м – коефіцієнт корисної дії механізму. 2. Визначаємо попередню потужність електродвигуна і вибираємо двигун по каталогу. 2.1 Визначаємо попередню потужність електродвигуна. Р' пред = К · Р ст , кВт , де К = 0,8 – коефіцієнт враховує циклічність роботи механізму, ([5] стор. 21 ). Р' пред = 0,8 · 64,6 кВт = 51,6 кВт 2.2 Визначаємо час однієї операції. t р = Н / V n , (с) t р = 12 м / 0,35 м/ c = 34,3 с 2.3 Визначаємо час одного циклу. t ц = 3600 / N ц , (с) t ц = 3600 / 14 = 257 с 2.4 Визначаємо орієнтовну тривалість ввімкнення. ПВ ор = Кі · t р / t ц · 100 %, де Кі = 4 – кількість операцій в перебігу одного циклу, ([5] стор. 21 ). ПВ ор = 4 · 34,3 с / 257 с · 100 % = 53,4 % 2.5 Остаточна попередня потужність двигуна при каталожній тривалості ввімкнення. Р пред = Р' пред · Р пред = 51,7 кВт · 2.6 По значеннях Р пред , по каталогу вибираємо двигун типа MTF , MTH , 4MT, дотримуючи умову що номінальна потужність повинна бути рівна або більше попередньої (до 20 %). Паспортні дані двигуна заносимо в табл. 2. Таблиця 2 Паспортні дані двигуна.

Тип	Рн, кВт	n н, об/мин	н, рад/с	I с, А	U с, В	I р.н, А	U р.н, В		Ммах, Н· м	GD дв 2 , кг· м 2	ПВ, %	д,, %
MTH611-6	58	960	100,5	127	380	140	270	4,5	2610	13,1	60	87

Визначаємо номінальний момент двигуна. М н = 10 3 · Р н / н , Н ·м М н = 10 3 · 58 кВт / 100,5 рад/с = 577,1 Н ·м н = 2 · n н / 60 н = 6,28 · 960 об/мин / 60 = 100,5 рад/с де n н – частота обертання вибраного по каталогу двигуна.

Визначаємо перевантажувальну здатність двигуна. = М мах / М н = 2610 Н ·м / 577,1 Н ·м = 4,5 3. Розрахунок діаграми навантаження приводу. 3.1 Розрахунок статичних моментів. 3.1.1 При підйомі номінального вантажу. М пг = 10 3 · ( m г + m о ) · 9,81 · D б / 2і · м , Н ·м М пг = 10 3 · ( 15 т + 0,25 т ) · 9,81 · 0,5 м / 2 ·71,8 · 0,81 = 643,2 Н ·м де i – передавальне число редуктора. D б - діаметр барабана. н – кутова швидкість. i = н · D б / 2 V n i = 100,5 рад/с · 0,5 м / 2 · 0,35 м/ c = 71,8 3.1.2 При гальмівному спуску номінального вантажу. М сг = 10 3 · ( m г + m о ) · 9,81 · D б · м / 2і, Н·м М сг = 10 3 · ( 15 т + 0,25 т ) · 9,81 · 0,5 м · 0,81 / 2 ·71,8 = 421,9 Н ·м 3.1.3 При підйомі порожнього вантажозахватного пристрою. М по = 10 3 · ( m г + m о ) · 9,81 · D б / 2і · о , Н ·м М по = 10 3 · ( 15 т + 0,25 т ) · 9,81 · 0,5 м / 2 ·71,8 · 0,19 = 44,9 Н ·м де о – коефіцієнт корисної дії доданому навантаженню.

Визначається по кривих приведених в ([5] мал. 2), о = 0,19 Коефіцієнт завантаження визначається по формулі. Кз = m о / m г + m о Кз = 0,25 т / 15 т + 0,25 т = 0,02 3.1.4 При спуску порожнього вантажозахватного пристрою. М со = 10 3 · m о · 9,81 · D б / 2і (2 о – 1), Н·м М со = 10 3 · 0,25 т · 9,81 · 0,5 м / 2 ·71,8 (2 · 0,19 – 1) = - 5,27 Н ·м 3 .2 Розрахунок динамічних моментів. 3. 2.1 При роботі з вантажем. J эг = К · ( J дв + J ш + J м ) + J п.д.г ., кг ·м 2 J эг = 1,15 · ( 3,27 кг ·м 2 + 0,98 кг ·м 2 + 0,49 кг ·м 2 ) + 0,18 кг ·м 2 = 5,63 кг ·м 2 де К = 1,15 коефіцієнт, що враховує приблизно момент інерції редуктора і барабана, ([5] стор. 25 ). J дв – момент інерції двигуна, кг · м 2 J ш - момент інерції гальмівного шківа, кг · м 2 J м - момент інерції муфти і швидкохідного валу редуктора, кг · м 2 J дв = GD 2 дв / 4 J дв = 13,1 кг ·м 2 / 4 = 3,27 кг ·м 2 J ш = 0,3 J дв J ш = 0,3· 3,27 кг ·м 2 = 0,98 кг ·м 2 J м = 0,15 J дв J м = 0,15 · 3,27 кг ·м 2 = 0,49 кг ·м 2 J п.д.г = 10 3 · ( m г + m о ) · V n 2 / н 2 J п.д.г = 10 3 · ( 15 т + 0,25 т ) · 0,35 2 м/ c / 100,5 2 рад/с = 0,18 кг ·м 2 3.2.2 При роботі без вантажу. J эо = К · ( J дв + J ш + J м ) + J п.д.о ., кг ·м 2 J эо = 1,15 · ( 3,27 кг ·м 2 + 0,98 кг ·м 2 + 0,49 кг ·м 2 ) + 0,003 кг ·м 2 = 5,453 кг ·м 2 J п.д.о = 10 3 · m о · V n 2 / н 2 , кг ·м 2 J п.д.о = 10 3 · 0,25 т · 0,35 2 м/ c / 100,5 2 рад/с = 0,003 кг ·м 2 3.2.3 Визначаємо граничне допустиме прискорення двигуна. доп = 2 i · а доп / D б де а доп – максимально допустиме прискорення вантажу , м/ c 2 Середнє значення а доп при розгоні і уповільненні визначаємо з ([5] табл. 5) а доп = а ср = 0,1 м/ c 2 доп = 2 ·71,8 · 0,1 м/ c 2 / 0,5 м = 28,7 рад/с 2 3.2.4 Визначаємо динамічний момент системи при підйомі вантажу. М дин = J эг (2 i · а ср / D б ) М дин = 5,63 кг ·м 2 (2 · 78,1 · 0,1 м/ c 2 / 0,5 м ) = 161,58 Н ·м 3.3 Розрахунок середнього пускового моменту двигуна. М ср.п = М пг + М дин М ср.п = 643,2 Н ·м + 161,58 Н ·м = 804,8 Н ·м 3.4 Визначаємо час розгону і уповільнення. 3.4.1 Визначаємо час розгону. а) При підйомі вантажу. t р.пг = J эг (( кон – нач) / (М ср.п – М пг )) t р.пг = 5,63 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (804,8 Н ·м – 643,2 Н ·м)) = 3,5 с де кон , нач - відповідно кінцеве і початкове значення кутової швидкості. При спуску від стану спокою до номінальної швидкості кон = н , нач = 0. б) При гальмівному спуску вантажу. t р.сг = J эг (( кон – нач) / М сг ) t р.сг = 5,63 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / 421,9 Н ·м) = 1,4 с в) При підйомі вантажозахватного пристрою. t р.по = J эо (( кон – нач) / (М' ср.п – М по )) t р.по = 5,453 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (663,6 Н ·м – 44,9 Н ·м)) = 0,9 с де М' ср.п = (1,15 1,25) М н - середній пусковий момент при підйомі і опусканні вантажозахватного пристрою. г) При спуску вантажозахватного пристрою. t р.со = J эо (( кон – нач) / (М' ср.п + М со )) t р.со = 5,453 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (663,6 Н ·м – 5,27 Н ·м)) = 0,83 с 3.4.2 Визначаємо час гальмування. Час гальмування для различніх режимів визначається з урахуванням моменту, що розвивається тільки механічним гальмом.

Момент гальма М т визначається максимальнім статичним моментом М с.мах ., приведеним до гальмівного валу і коєффициентом запасу К т . ([5] стор. 28) М т = К т · М с.мах , Н ·м М т = 2,5 · 421,9 Н ·м = 1054,75 Н ·м де М с.мах = М сг максимальний статичний крутячий момент на гальмівному валу. К т = 2,5 – коефіцієнт запасу для вельми важкого режиму роботи. Час гальмування. а) При підйомі вантажу. t т.пг = J эг (( нач – кон ) / (М т + М сг )) t т.пг = 5,63 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (1054,75 Н ·м + 421,9 Н ·м)) = 0,38 с б) При спуску вантажу. t т.сг = J эг (( нач – кон ) / (М т - М сг )) t т.сг = 5,63 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (1054,75 Н ·м - 421,9 Н ·м)) = 0,89 с в) При підйомі вантажозахватного пристрою. t т.по = J эо (( нач – кон ) / (М т + М со )) t т.по = 5,453 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (1054,75 Н ·м - 5,27 Н ·м)) = 0,52 с г) При спуску вантажозахватного пристрою. t т.со = J эо (( нач – кон ) / (М т - М со )) t т.со = 5,63 кг ·м 2 (( 100,5 рад/с – 0 рад/с ) / (1054,75 Н ·м + 5,27 Н ·м)) = 0,51 с де нач – швидкість, з якої починається режим гальмування ; кон - швидкість, при якій закінчується режим гальмування . 3.5 Визначаємо шляхи пройдені грумом і вантажозахватним пристроєм під час пусків і гальмувань. 3.5.1 При підйомі вантажу. S р.пг = V n / 2 · t р.пг S р.пг = 0,35 м/с / 2 · 3,5 с = 0,61 м S т .пг = V n / 2 · t т .пг S т.пг = 0,35 м/с / 2 · 0,38 с = 0,06 м де V n – швидкість підйому. t р.пг – час розгону при підйомі вантажу. t т .пг – час гальмування при підйомі вантажу. 3.5.2 При спуску вантажу. S р.сг = V n / 2 · t р.сг S р.сг = 0,35 м/с / 2 · 1,4 с = 0,25 м S т .сг = V n / 2 · t т .сг S т.сг = 0,35 м/с / 2 · 0,89 с = 0,16 м 3.5.3 При підйомі вантажозахватного пристрою. S р.по = V n / 2 · t р.по S р.по = 0,35 м/с / 2 · 0,9 с = 0,16 м S т .по = V n / 2 · t т .по S т.по = 0,35 м/с / 2 · 0,52 с = 0,09 м 3.5.4 При спуску вантажозахватного пристрою. S р.со = V n / 2 · t р.со S р.со = 0,35 м/с / 2 · 0,83 с = 0,15 м S т .со = V n / 2 · t т .со S т.со = 0,35 м/с / 2 · 0,51 с = 0,08 м 3.6 Шляхи пройдені вантажем або вантажозахватним пристроєм із сталою швидкістю. 3.6.1 При підйомі вантажу. S у.пг = Н - S р.пг - S т..пг S у.пг = 12 м - 0,61 м - 0,06 м = 11,33 м 3.6.2 При спуску вантажу. S у.сг = Н - S р.сг - S т.сг S у.сг = 12 м - 0,25 м - 0,16 м = 11,59 м 3.6.3 При підйомі вантажозахватного пристрою. S у.по = Н - S р.по - S т..по S у.по = 12 м - 0,16 м - 0,09 м = 11,75 м 3.6.4 При спуску вантажозахватного пристрою. S у.со = Н - S р.по - S т..по S у.со = 12 м - 0,15 м - 0,08м = 11,77 м 3.7 Час роботи із сталою швидкістю і час паузи. 3.7.1 При підйомі вантажу. t у.пг = S у.пг / V n t у.пг = 11,33 м / 0,35 м/с = 32,3 с 3.7.2 При спуску вантажу. t у.сг = S у.сг / V n t у.сг = 11,59 м / 0,35 м/с = 33,1 с 3.7.3 При підйомі вантажозахватного пристрою. t у.по = S у.по / V n t у.по = 11,75 м / 0,35 м/с = 33,5 с 3.7.4 При спуску вантажозахватного пристрою. t у.со = S у.со / V n t у.со = 11,77 м / 0,35 м/с = 33,6 с 3.7.5 Час паузи. t п = t ц - t р / 4 де t р – сумарний час роботи. t ц – час циклу. t р = t р.пг + t у.пг + t т..пг + t р.сг + t у.сг + t т.сг + t р.по + t у.по + t т.по + t р.со + + t у.со + t т.со . t р = 3,5 с + 32,3 с + 0,38 с + 1,4 с + 33,1 с + 0,89 с + 0,9 с + 33,5 с + 0,52 с + 0,83 с + 33,6 с + 0,51 с = 141,43 с t п = 257 с - 141,43 с / 4 = 28,89 с Будуємо і швидкісної діаграму навантаження приводу. 4. Перевірка заздалегідь вибраного двигуна за умов нагріву і перевантажувальної здатності. Фактична тривалість ввімкнення. ПВ% ф = ( t р.пг + t у.пг + t р.сг + t у.сг + t р.по + t у.по + t р.со + t у.со ) / t ц ·100% ПВ% ф = (3,5 с + 32,3 с + 1,4 с + 33,1 с + 0,9 с + 33,5 с + 0,83 с + 33,6 с ) / / 257 с ·100% = 54% Розрахунковий еквівалентний момент. М эр = М эр = = 403,1 Н·м. Еквівалентний момент, відповідний тривалості ввімкнення даного двигуна. М є = М єр · М є = 403,1 Н·м. · Н·м Вибраний двигун підходить по умові нагріву оскільки: М э М н 382,4 Н·м 577,1 Н·м Перевірку на перевантажувальну здатність проводимо по умові: 1,3 М макс.нагр (0,8 0,85) М макс.дв 1,3· 804,8 Н·м 0,85 ·2610 Н·м 1046,24 Н·м 2218,5 Н·м де М макс.нагр – максимальний момент з діаграми навантаження. М макс.дв – максимальний момент двигуна. 2.2 Вибір схеми керування і основного електроустаткування.

Виходячи з тривалості ввімкнення устаткування крана ПВ = 60%, параметрів вибраного двигуна, визначаємо з таблиці 1 (п. 1.3 стор.13) режим роботи і групу режимів механізму підйому залежно від тривалості включення. Група режимів – 6М Режим роботи – вісьма тяжкий (ВТ) Задаємося числом ввімкнення в годину N в = z , виходячи з вибраного режиму роботи. N в = z = 360 ввім / год. Для керування механізмами підйому мостового крана застосовують магнітні контроллери. Їх доцільно застосовувати в наступних випадках: для кранів середньої і великої вантажопідйомності , працюючих в напруженому режимі (Т і ВТ ); при частоті ввімкнень більше 600 в 1 годину; при необхідності дистанційного автоматичного і неавтоматичного керування; при великих потужностях двигунів. Згідно з цим для механізму підйому мостового крану по наступних параметрах вибираємо магнітний контролер з динамічним гальмуванням двигуна по ([2] табл. 5). Таблиця 3

Потужність двигуна Р, кВт	Струм двигуна номінальний I н , А	Вид механізму	Режим роботи	Рід струму
58	127	підйом	ВТ	змінний

Технічні дані контролера заносимо в таблицю 4 Таблиця 4 Технічні дані контролера.

Тип контролера	Режим роботи механізму	Струм номінальний режиму при ПВ = 100%	Найбільший струм ввімкнення	Найбільша розрахункова потужність двигуна
ТСД250	ВТ	250	1100	90

Для даного магнітного контролера вибираємо командоконтроллер з ([2] табл . 5). Командоконтроллер входить до складу магнітного контролера, по конструкції подібний кулачковому контроллеру, мають від 2 до 5 фіксованих положень в обидві сторони від нульового положення. У кранових механізмах використовуються командоконтроллери серії ККП . Для кожного типа магнітного контролера застосовується свій командоконтролер. Технічні дані командоконтролера заносимо в табл. 5. Таблиця 5 Технічні дані командоконтролера.

Тип командоконтроллера	Число рабочих положень	Тип магнітного контроллера	Рукоятка	Примітка
ККП1124	5 – 0 – 5	ТСД250	Нормальна фіксація в кожному положенні	підйом

Для даного типу командоконтроллера вибираємо захисну панель з ([8] табл . 3). Введення електроенергії і захист електроустаткування крана здійснюється захисною панеллю, встановленою в кабіні кранівника. До складу захисної панелі входять: головний рубильник, лінійний (головний) контактор, автоматичні вимикачі і запобіжники, реле напруги, реле максимального струму і ланцюги підключення кінцевих вимикачів і контроллерів.

Випускаються двох серій: для змінного струму – ПЗК , для постійного струму ППЗК . Захисні панелі забезпечують наступні види захисту: максимальну струмову – від струмів короткого замикання і тривалих перевантажень; від зниження напруги нижче номінального; нульову – при відключенні живлення неможливість мимовільного включення двигуна при повторній його подачі; кінцеву – від переходу робочого органу механізму за крайні положення. Технічні дані захисної панелі заносимо в таблицю 6. Таблиця 6 Технічні дані захисної панелі.

Тип панелі	Номіналь-ний струм вводу ПВ 100%	Номінальний струм контактора ПВ = 100%	Струм контактора при ПВ = 60%	Макси-мальний комутаційний струм	Струм терміч-ної стійкості	Число максимальних реле РЭО-401
ПЗКБ250	250	160	200	1600	3000	8

Вибираємо кінцеві вимикачі з ([8] табл. 7). Кінцеві вимикачі призначені для обмеження крайніх положень ходу кранових механізмів пересування і підйому в цілях безпечної експлуатації. У кранових механізмах використовуються наступні типи кінцевих вимикачів: КУ – важелі з самовозвратом , пересування; ВК – важіль без самовозврату для блокування люків і дверей. Технічні дані кінцевих вимикачів заносимо в таблицю 7. Таблиця 7 Технічні дані кінцевих вимикачів

Тип кінцевого вимикача	Привід	Швидкість руху механізму	Число ввімкнення в годину	Струм ввімкнення , А	Струм відключення , А
КУ-703	Самовозврат під дією вантажу	1 80 м/хв.	600	10	10

Вибираємо гальмівні пристрої. Крім електричного гальмування в механізмах кранів для фіксації положення їх при відключеному двигуні застосовуються електромеханічні гальма. При включенні двигуна одночасно подається живлення на гальмівний пристрій, який розгальмовує вал двигуна, а при відключенні двигуна здійснює його гальмування. У кранових механізмах використовуються наступні типи електромеханічних гальм: ТКП – гальмо колодки з електромагнітом постійного струму; ТКТ - гальмо колодки з електромагнітом змінного струму; ТКТГ – гальмо колодки з приводом від г і дро ш то в кател я змінного струму; ГМТ - дискове гальмо з електромагнітом змінного струму. Вибір гальмівного пристрою. 1. Визначаємо розрахунковий момент гальма. М т.р . = 94 Q ном V n / n н де V n – швидкість підйому Q ном – маса піднімаємого вантажу. – КПД механізму. n н – частота обертання двигуна. М т.р . = 94 1500 кг 0,35 м/с 0,81 / 960 об/мин = 416,4 Н·м 2. Визначаємо гальмівний момент гальма. М т = Кз М т.р . де Кз – коефіцієнт запасу, Кз = 1,25 М т = 1,25 416,4 Н·м = 520,5 Н·м З ([8] табл .10) вибираємо електромеханічне гальмо з приводом від г і дро ш то в кател я за умовою М т.н М т .. Технічні дані електромеханічного гальма з аносимо в табл.8 Таблиця 8 Технічні дані електромеханічного гальма

Гальмо

Електрогідравлічний штовхатель

Тип

Діаметр шківа , мм

Відхід колодок , мм

Гальмівний момент , Н·м

Тип

Зусилля підйому

Хід штока , мм

Час підйому штока , с

Час відпуску штока , с

Потужність електродвигуна

Частота обертання , о б/хв.

Струм двигуна при 380 В, А

Об'єм робочої рідини , л

КТГ300

300

1,5

800

ТЭ-50

500

50

0,5

0,37

0,2

2850

0,7

5

2.3 Розрахунок, вибір і розбиття пуско-регулюючих резисторів.

Проводимо розрахунок і вибір ступенів пуско-регулюючих резисторів в ланцюзі ротора електродвигуна электроприводу механізму підйому мостового крана. 1. Визначаємо час розгону механізму. t = V n / а, (с) де V n – швидкість підйому. а – прискорення, а = 0,5 м /с 2 , ([7] стор. 15) t = 0,35 м /с / 0,5 м /с 2 = 0,7 с 2. Знаходимо базисний момент. М 100% = М с , Н·м де М с = М пг М пг = 643,2 Н·м М 100% = 643,2 Н·м 3. Знаходимо базисний струм. I 100% = I р.н. М 100% n н / 9550 Р н де I р.н – номінальний струм ротора, А n н – номінальна частота обертання вибраного по каталогу двигуна, о б/хв. Р н - потужність двигуна, кВт, з (табл. 2, п 2.1 стор 14). I 100% = 127 А 643,2 Н·м 960 об/мин / 9550 58 кВт = 156,1 А. 4. Визначаємо номінальний опір. R н = Е р.н. / I 100% де Е р.н. – номінальна напруга ротора, В з (табл. 2, п 2.1 стор 14). R н = 270 В / 156,1 А = 0,999 Ом 5. Вибираємо значення опорів і струмів ступенів пуско-регулюючих резисторів (у відсотках) для вибраного контроллера і заносимо їх в таблиці 9 та 10. Таблиця 9 Значення опорів ступенів пуско-регулюючих резисторів.

Позначення ступеня	R ступ,%	R ступ, Ом
Р1 – Р4	5	0,049
Р4 – Р7	10	0,099
Р7 – Р10	20	0,199
Р10 – Р13	27	0,269
Р13 – Р16	76	0,759

6. Розраховуємо опір кожного ступеня. R ступ = R н R ступ % / 100%, Ом R ступ Р1 - Р4 = 0,999 Ом 5 % / 100% = 0,049 Ом R ступ Р4 - Р7 = 0,999 Ом 10 % / 100% = 0,099 Ом R ступ Р7 - Р10 = 0,999 Ом 20 % / 100% = 0,199 Ом R ступ Р10 - Р13 = 0,999 Ом 27 % / 100% = 0,269 Ом R ступ Р13 - Р16 = 0,999 Ом 76 % / 100% = 0,759 Ом 7. Визначаємо відношення. GD 2 / 1,2 GD 2 дв 17,11 кг м 2 / 1,2 13,1 кг м 2 = 1,08 де GD 2 дв - маховий момент двигуна, кг м 2 GD 2 = k вр GD 2 дв + 101 (( m г + m о )( V n 60 ) 2 / n н 2 ) де k вр = 1,1 1,25 – коефіц і ент махового моменту частин, що обертаються. GD 2 =1,25 13,1 кг м 2 + 101 ((15 т+ 0,25 т)( 0,35 м /с 60 ) 2 / 960 об/мин 2 ) = = 17,11 кг м 2 8. Визначаємо по ([7] табл . 2 та 3) значення коефіцієнтів К т , єкв.б та 0 залежно від системи електроприводу, співвідношення GD 2 / 1,2 GD 2 дв і режиму роботи. К т = 0,9 – коефіцієнт кінематичної схеми. 0 = 0,6 - відносна тривалість ввімкнення. єкв.б = 0,81 – базисний КПД електроприводу. 9. По графіках ([7] мал. 1 ) визначаємо значення коефіцієнта єкв залежно від системи електроприводу і значення: z' = z GD 2 / 1,2 GD 2 дв де z - число ввімкнень в годину (п. 2.2 стор.23) z' = 360 ввім / год. 1,08 = 389 ввім / год. єкв = 0,74 – еквівалентний КПД електроприводу. 10. Визначаємо розрахункову потужність резисторів в трьох фазах. Р р 3 = де = 1,3 – коефіцієнт використовування для металургічних кранів. Ка = 1 - коефіцієнт використовування електроприводу змінного струму. Р р 3 = 11. Визначаємо потужність резисторів в одній фазі. Р р 1 = Р р 3 / 3 Р р 1 = 17,96 кВт / 3= 5,98 кВт 12. Визначаємо розрахунковий струм пуско-регулюючих резисторів в одній фазі. I р = де R % = R % 1 + R % 2 + . . . . + R % n, % R % = 5% + 10% + 20% + 27% + 76% = 138% ( I 2 % R % ) = ( I 2 % 1 R % 1 )+. . . . + ( I 2 % n R % n ) , % ( I 2 % R % ) = 83 2 % 5 % + 59 2 % 10 % + 59 2 % 2 0 % + 50 2 % 27 % + + 42 2 % 76 % = 340439% I р = 13. Визначаємо розрахункові струми ступенів резисторів і заносимо в табл.10 I ступ = I р I ступ% / 100%, А I ступ Р1 - Р4 = 118,38 А 83 % / 100% = 98,3 А I ступ Р4 - Р7 = 118,38 А 59 % / 100% = 69,8 А I ступ Р7 - Р10 = 118,38 А 59 % / 100% = 69,8 А I ступ Р10 - Р13 = 118,38 А 50 % / 100% = 59,2 А I ступ Р13 - Р16 = 118,38 А 42 % / 100% = 49,7 А Таблиця 10 Значення струмів ступенів пуско-регулюючих резисторів.

Позначення ступеня	I ступ,%	I ступ, А
Р1 – Р4	83	98,3
Р4 – Р7	59	69,8
Р7 – Р10	59	69,8
Р10 – Р13	50	59,2
Р13 – Р16	42	49,7

14. У відповідність з таблицями 9 і 10 вибираємо з ([7] табл. 4) ящики резисторів, сполучаючи їх секції послідовно, параллельно і змішано, (мал.2) так щоб фактичний опір ступеня не перевищував розрахункове на R ступ = ± 15%. При цьому тривалий те вибраного ящика резисторів повинен бути більше розрахункового струму ступеня. R ступ = R Ф - R ступ / R ступ 100% I ступ = I Ф - I ступ / I ступ 100% Одержані дані для кожного ступеня заносимо в підсумкову таблицю 11. R ступ Р1 - Р4 = 0,048Ом – 0,049 Ом / 0,049 Ом 100% = -2% R ступ Р4 - Р7 = 0,096 Ом – 0,099 Ом / 0,099 Ом 100% = -3% R ступ Р7 - Р10 = 0,192Ом – 0,199 Ом / 0,199 Ом 100% = -3,5% R ступ Р10 - Р13 = 0,24 Ом – 0,269 Ом / 0,269 Ом 100% = -10,7% R ступ Р13 - Р16 = 0,736 Ом – 0,759 Ом / 0,759 Ом 100% = -3% I ступ Р1 - Р4 = 102 А - 98,3 А / 98,3 А 100% = 3,7% I ступ Р4 - Р7 = 102 А - 69,8 А / 69,8 А 100% = 46% I ступ Р7 - Р10 = 102 А - 69,8 А / 69,8 А 100% = 46% I ступ Р10 - Р13 = 102 А - 59,2 А / 59,2 А 100% = 72,3% I ступ Р13 - Р16 = 57 А - 49,7 А / 49,7 А 100% = 14,7% Таблиця 11 Підсумкова таблиця

Ступень	R ступ, %	R ступ, Ом	R ф, Ом	R , %	I ступ, %	I ступ, А	I ф, %	I , %	Каталожний номер ППР
Р1 - Р4	5	0,049	0,048	-2	83	98,3	102	3,7	2ТД 754.054.06
Р4 - Р7	10	0,099	0,096	-3	59	69,8	102	46	2ТД 754.054.06
Р7 - Р10	20	0,199	0,192	-3,5	59	69,8	102	46	2ТД 754.054.06
Р10 - Р13	27	0,269	0,24	-10,7	50	59,2	102	72,3	2ТД 754.054.06
Р13 - Р16	76	0,759	0,736	-3	42	49,7	57	14,7	2ТД 754.054.06; 2ТД 754.054.09

Будуємо схему з'єднання секцій ящиків резисторів (мал. 2)

0,096

0,096

0,096

0,096

0,096

0,096

0,096

0,096

0,096

0,096

0,32

0,32

0,32

0,32

0,32

Р1

Р10

Р7

Р4

Р13

Р16

Мал. 2 Схема з'єднання секцій ящиків резисторів. 2.4 Опис схеми управління у всіх режимах. При підйомі вантажу регулювання швидкості електродвигуна виробляється зміною опору резисторів в ланцюзі обмотки ротора за допомогою контакторів прискорення КМ5 –КМ8. При спуску вантажу регулювання швидкості здійснюється за допомогою тих же резисторів , що і при підйомі, але в режимі динамічного гальмування. При підйомі і спуску передбачається автоматичний розгін під контролем реле часу (прискорення) КТ1, КТ2 і КТ3. (характеристики 4'п і 2'с). Контроль розгону при підйомі здійснюється реле КТ2 і КТ3, починаючи з положення 3п. Реле КТ3 при цьому не працює, оскільки в ланцюг його котушки включені замикаючі контакти КМ4. Режим динамічного гальмування здійснюється на всіх положеннях спуску, окрім останнього, на якому електродвигун харчується від мережі з не вимкненими ступенями резисторів в роторному ланцюзі. На першому положенні спуску всі ступені резисторів, окрім того, що не вимикається , виведені з ланцюга ротора включеними контакторами прискорення КМ6, КМ7, КМ8. На положеннях спуску 2с і 3с для збільшення швидкості в ланцюг ротора вводяться ступень резисторів (відключаються контактори КМ7 і КМ8 — на другому положенні і КМ6 — на третьому положенні). При переході з третього на четверте положення спуску включається контактор КМ5 і під контролем реле прискорення КТ1 - КТ3 — контактори КМ6 – КМ8. Такий порядок включення забезпечує розгін легких вантажів, не здатних подолати сили тертя в механізмі. Реверс в схемі виконується контакторами КМ1 і КМ2, динамічне гальмування - контактором КМ3, що електрично блокується з контакторами КМ1, КМ2 і КМ4 . Підживлення електродвигуна в режимі динамічного гальмування при положеннях спуску вантажу здійснюється від мережі через контакт контактора КМ3 (включеного паралель КМ4), дві фази електродвигуна, контакт контактора КМ3 (ланцюги включення випрямляча UZ ), котушка реле контролю K А2 , діод VD 10 , резистор R1. У схемі передбачено і гальмування за допомогою механічного гальма з гальмівним електромагнітом УА. Для підвищення надійності в ланцюзі котушки УА передбачений подвійний розрив, здійснюваний контактами контактора КМ9 і реле KV 1. На панелі управління передбачений захист: нульова (мінімальної напруги) - реле KV 1 , максимального струму - реле КА1, кінцева - вимикачі SQ 1 і SQ 2 , від пробою вентилів – реле KV 2. 2.5 Заходи що до техніки безпеки при ремонті та експлуатації кранів. При обслуговуванні та ремонті устаткування крана керуються «Правилами техніки безпеки», «Правилами будови та безпечної експлуатації вантажопідйомних машин» і інструкціями по техніці безпеки. Для захисту людей від ураження електрострумом у відповідність з ПУЕ повинен бути застосована будь-яка з наступних захисних заходів: заземлення, занулення, захисне відключення, вживання малих напруг і розділяючих трансформаторів і т.д. У кабіні керування, що є робочим місцем для кранівника, не повинно бути електричних апаратів або провідників, що не мають надійних ізоляційних або металевих огорож, що повністю виключають всяку можливість дотику до токоведущих частин. Для забезпечення безпечного обслуговування електричних машин, встановлених на крані, ПУЕ регламентує відстань між корпусами машини та іншими частинами електроустаткування. Прохід для обслуговування електричних машин повинен бути не менше 1 м , в протилежній стороні від проходу відстань від корпусу електричної машини до іншого електроустаткування повинна бути не менше 0,3 м Робоча напруга електродвигунів кранів повинна бути не більше 440 В при постійному струмі, і не більше 500 В на змінному струмі. Дроти підвішують на тросах або розташовують в коробах (каналах). Висота підвісу троллейних дротів повинна виключати можливість випадкового дотику і від рівня підлоги або землі повинно бути не менше 3,5 та при 500 В, а при напрузі більше 500 В – 7 м . Повинна бути передбачена сигналізація дистанційного відключення з кабіни, причому вимикач повинен мати пристосування для замку на замок у відключеному стані. Кришка люка, ведуча з кабіни кранівника на міст крана повинна бути обладнана пристроєм блокування, який автоматично відключає напругу на троллеях моста при відкритті люка для виходу на міст. Пуск крана після зупинки, викликаної перервою в подачі електроенергії чи закриттям люка кабіни повинен бути можливий тільки з місця управління краном в кабіні, при цьому виконана умова: всі рукоятки керування або маховики контроллерів повинні бути встановлені в нульове положення.

Контакти приладів і апаратів, які встановлені для забезпечення безпеки, повинні працювати тільки на розрив ланцюгів.

Пускові апарати ручного управління, які використовуються на вантажопідйомних пристроях, повинні мати пристрій для самовозврат у в нульове положення. Кабіни управління кранів, апаратні кабіни, кабіни де встановлені механізми повинні мати електричне освітлення, яке виконується так, щоб при відключенні електроустаткування крана освітлення залишалося ввімкненим.

Робоче освітлення на кранах повинне здійснюватися напругою не вище 220 В. Щоб уникнути небезпеки переходу напруги на конструктивні частини електроустаткуванні кранів всі конструктивні частини повинні бути заземлені. Заземляючі з'єднання металевих частин електроустаткування з конструкціями механізму виконують за допомогою спеціальних заземляющих пристроїв. До внутрішніх частин, що підлягають заземленню відносяться: металеві конструкції, рейки та інші вузли, пов'язані з кріпленням апаратури, вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів. При управлінні вантажопідйомними пристроями з підлоги корпуси кнопкового управління повинні бути виконані з ізоляційного матеріалу. Якщо кнопка управління має металевий корпус, то вона повинна бути заземлена двома провідниками (трос на який кріпиться корпус та жила кабелю). ЛІТЕРАТУРА 1. Яуре А. Г. Крановый электропривод.

оценка авторских прав в Смоленске
оценка дома для наследства в Курске
оценка имущества для нотариуса в Твери