Монтаж, расчет, ремонт и эксплуатация электрооборудования мостового крана для учебных мастерских

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общая характеристика проектируемого цеха

2. Расчет вентиляционной установки цеха

3. Расчет и выбор электродвигателя

4. Расчет грузоподъемного механизма

5. Расчет и построение естественной механической характеристики

6. Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

7. Разработка электрической принципиальной схемы

8. Выбор аппаратуры управления и защиты электропривода механизма подъема мостового крана

9. Ремонт электрооборудования мостового крана

10. Монтаж электрооборудования мостового крана

11. Эксплуатация мостового крана

12. Охрана труда и защита окружающей среды

Заключение

Список литературы

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Приложение Е

ВВЕДЕНИЕ

Основными задачами эксплуатации современных систем электроснабжения промышленных предприятий являются правильное определение энергии, обеспечение необходимой степени надежности электроснабжения, обеспечение необходимого качества электроэнергии на зажимах электроприемников, обеспечение электромагнитной совместимости приемников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

Интенсификация производственных процессов, повышение производительности труда связаны с совершенствованием существующей и внедрением новой, передовой технологии.

Электроснабжение современного промышленного предприятия представляет собой сложный комплекс, состоящий из линий электропередач высокого напряжения, стационарных и передвижных подстанций, распределительных пунктов, средств защиты линий электропередач и трансформаторов при нарушении нормальных режимов работы электроприемников.

На современных заводах значительно возросло количество электротехнических установок, увеличилась их номенклатура, в связи с возросшей энерговооруженностью труда повысились требования к бесперебойности питания, качеству обслуживания электроустановок промышленного назначения. Важную роль в обеспечении надежной работы и увеличении эффективности использования электрического и электромеханического оборудования играет его правильная эксплуатация, составными частями которой является, в частности, хранение, монтаж, техническое обслуживание и ремонт. Важным резервом является также правильный выбор оборудования по мощности и уровню использования. По оценкам специалистов это позволяет сэкономить до 20-25 % потребляемой электроэнергии.

Специалисты, занимающиеся эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом электрического и электромеханического оборудования, должны быть хорошо знакомы с механическим оборудованием, технологией, понимать электрическую схему работы того или иного механизма.

Электроснабжение является неотъемлемой частью снабжения электричеством потребителя. Потребителями являются цеха, заводы, учебные заведения, больницы, жилые помещения и т.д.

Передача электроэнергии от источников к потребителям производится по энергетическим системам, объединяющих несколько электростанций. Приемники электрической энергии промышленных предприятий получают питание электроэнергии от систем электроснабжения, которые являются основной составной частью электрической системы.

1. Общая характеристика проектируемого цеха

Учебные мастерские (УМ) предназначены для практической подготовки обучаемых. Они являются неотъемлемой частью учебно-материальной баз предприятия.

Кроме того, УМ можно использовать для выполнения несложных заказов силами учащихся нуждающимся организациям.

В учебных мастерских предусматривается наличие производственных, учебных, служебных и бытовых помещений.

ЭСН мастерских осуществляется от ТП, расположенных на расстоянии 50 м от здания.

ТП подключена к подстанции глубокого ввода (ПГВ), установленной в 4 км от нее, напряжение 10 кВ. потребители ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН. Учебно-подготовительный процесс - односменный. Основные потребители ЭЭ - станки различного назначения.

Грунт в районе цеха - супесь с температурой +20 оС. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длинной 8 и 6 м каждый.

Размеры цеха A x B x H =40х 30 х 9 м, все помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень ЭО учебных мастерских дана в таблице 1.

Мощность электропотребления (Рэп) указанна для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО УМ показано на плане (рис. 1).

Таблица 1 - Перечень оборудования

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Примечание
1…3	Деревообрабатывающие станки	6
4…7	Заточные станки	2,3	1-фазные
8…11	Сверлильные станки	7,5
12	Вентилятор вытяжной	4,5
13	вентилятор приточный	4,5
14…17	Сварочные агрегаты	14кВ-А	1-фазные ПВ=60%
18…21	Токарные станки	3,8
22…25	Круглошлифовальные станки	5,2
26…28	Фрезерные станки	8
29…33	Болтонарезные станки	3,2
34…38	Резьбонарезные станки	8,1

Таблица 2 - Исходные данные проектирования

Наименование параметра	Значение параметра
1	2
Грузоподъемность главного крюка	86т
Скорость подъема главного крюка	6,8 м/мин
Скорость передвижения крана	48 м/мин
Скорость передвижения тележки	50 м/мин
Высота подъема главного крюка	7,5 м
Вес главного крюка	0,45т
Диаметр барабана лебедки главного крюка	550м
Вес тележки	14 т
Длина перемещения моста	38
Диаметр перемещения тележки
КПД главного подъема под нагрузкой	0,80
КПД главного подъема при холостом ходе	0,46
КПД моста	0,68
КПД тележки	0,76
Длинна помещения цеха	40 м
Ширина помещения цеха	30 м
Высота помещения цеха	9 м
Режим работы крана средний	С
Продолжительность включения крана	30%

2 Расчет вентиляционной установки цеха

Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.

Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух. В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла. Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.

Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в цехе.

1. Рассчитываем объем помещения

где, А - длина помещения, м;

B - ширина помещения, м,

Н - высота помещения, м.

2. Определяем температуру уходящего воздуха:

где t = 2°С - превышение t на 1 м высоты помещения;

tр.м. = 18°С - температура на рабочем месте;

Н = 9 м - высота помещения;

t=2°С

3. Определяем избыток тепла от электрооборудования:

где - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод (принимаем E=0,55);

- мощность, Вт;

4. Определяем теплопоступление от солнечной энергии:

где - число окон, принимаем m = 18;

- площадь окна, м2, S = 18 · 3,6 =64,8 м2;

- коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления k =0,6;

= 127 Вт/м - теплопоступление от окон;

5. Определяем тепловыделение людей:

где - число людей в смене, например, n = 40;

= 15 Вт/чел - тепловыделение одного человека;

6. Определяем избыток тепла:

7. Необходимый для обмена объем воздуха:

где tприход.=17°С

С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха, Дж/кгК;

Y = 1,2 - плотность воздуха, мг/см.

8. Определяем объем помещения:

,

где = 40 - число людей в помещении;

- площадь производственного помещения, приходящаяся на 1 человека (по нормам для работы в цехе = 6 м);

= 9 м - высота помещения.

9. Определяем необходимую кратность воздухообмена:



10. Определяем расчетную проводимость вентилятора:

,

11. Определяем напор обеспечиваемый вентилятором:

По исходным данным выбираем вентилятор низкого давления АЗ-2А. По номограммам определяем его характеристики:

- число оборотов - 2840 об/мин;

- КПД вентилятора - 0,8.

3. Расчет и выбор электродвигателя

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

1. Определяем статическую мощность подъема лебедки:

где - вес поднимаемого груза;

- номинальная грузоподъемность, кг;

- ускорение свободного падения, м/с2;

- вес пустого захватывающего приспособления;

- масса пустого захватывающего приспособления, кг;

- скорость подъема груза;

- КПД под нагрузкой;

2. Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления:

где - вес поднимаемого груза.

3. Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения:

4. Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза:

где - скорость спуска.

Так как выполняется условие , следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

5. Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске:

6. Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего устройства:

7. Определяем время подъема груза на высоту Н:

где - высота подъема груза, м.

8. Время перемещения груза на расстояние L:



где - скорость передвижения крана.

9. Время для спуска груза

10. Время на зацепление груза и его отцепления:

11. Время подъема порожнего крюка:

12. Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза:

13. Время спуска порожнего крюка:



14. Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Таблица 3 - Рабочий цикл механизма подъема

Участки	Подъем груза	Пауза	Спуск груза	Пауза	Подъем крюка	Пауза	Спуск крюка	Пауза
Рс,(кВт)	116,5	0	93,19	0	23,3	0	0,8	0
t, (cек)	68,18	47,5	68,18	200	68,18	47,5	68,18	200

Рис. 1 - Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла

15. Суммарное время работы электродвигателя:

16. Суммарное время пауз:



17. Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя:

18. Эквивалентную мощность пересчитываем на стандартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана:

19.Определяем расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса:

где, - коэффициент запаса;

- КПД редуктора.

20. Угловая скорость лебедки и частота вращения лебедки определяется следующим способом:

где D - диаметр барабана лебедки, м.

Полученные значение мощности электродвигателя и значение стандартной продолжительности включения ПВст =25%, будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

Выберем электродвигатель (см. приложение А) из следующих условий

Таблица 4 - Технические данные асинхронного электродвигателя с фазным ротором типа МТН 712-10

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	125 кВт
Частота вращения, n	580 об/мин
Ток статора, I1	355 А
Коэффициент мощности, cоs	0,75
КПД, н	88,5 %
Ток ротора, I2	295 А
Напряжение ротора, U2	327 В
Максимальный момент, Мm	5690 Н·м
Маховый момент, GD2	51 кг•м2
Напряжение, U	380 В
Частота, f	50 Гц
Продолжительность включения, ПВст	25

4. Расчет грузоподъемного механизма

Целью данного расчета является выбор магнитного контроллера переменного тока, в соответствии с его выбором определяются сопротивления и токи ступеней для электропривода механизма передвижения тележки мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики выбранного электродвигателя в таблице 3.

1. Определяем базисный момент:

2. Определяем расчетный ток резистора:

где Iн - номинальный ток ротора, А;

Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

nн - номинальная частота вращения, об/мин.

3. Определяем номинальное сопротивление резистора:



где Ерн - напряжение между кольцами ротора, В.

Согласно Ю.В. Алексееву и А.П. Богословскому для магнитного контроллера ТСАЗ160 с защитой на переменном токе находим разбивку ступеней сопротивлений и определяем сопротивление каждого резистора (в одной фазе)

Таблица 5 - Сопротивления ступеней

Обозначение ступеней	Rст, %	R, Ом
Р1 - Р4	5	0,037
Р4 - Р7	10	0,073
Р7 - Р10	20	0,146
Р10 - Р13	27	0,197
Р13 - Р16	72	0,548
Р16 - Р19	76	0,555
Общее	210	1,533

4. Находим расчетную мощность резистора (в трех фазах):

где kт = 1,2 - коэффициент нагрузки;

а = 1,2 - коэффициент использования;

экв.б = 0,76 - базисный КПД электропривода;

экв = 0,73 - КПД электропривода для z = 133,66;

дв = 0,895 - КПД электродвигателя;

0 = 0,4 - относительная продолжительность включения.

Определяем параметры для условий режима С:

Частота включений фактическая 120 в час, приведенная

На одну фазу приходится:

5. Определяем расчетный ток резистора. Токовые нагрузки I100% по ступеням берём из:

Определим значения расчетных токов по ступеням и занесем данные в таблицу 5

Таблица 6 - Токи ступеней

Обозначение ступеней	Iст, %	I, А
Р1 - Р4	83	111,27
Р4 - Р7	59	79,1
Р7 - Р10	59	79,1
Р10 - Р13	50	67,03
Р13 - Р16	42	56,31
Р16 - Р19	30	40,22

Рассчитаем отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем в таблицу 6

Таблица 7 - Отклонения сопротивлений от расчета

Ступени	Rрасч , Ом	Rфакт , Ом	R%, %
Р1 - Р4	0,063	0,06	4,76
Р4 - Р7	0,126	0,13	- 3,17
Р7 - Р10	0,252	0,25	0,79
Р10 - Р13	0,34	0,33	2,94
Р13 - Р16	0,958	0,96	- 0,21
Р16 - Р19	0,907	0,9	0,77

Учитывая что, длительные токи выбранных ящиков сопротивлений соответствуют расчетным значениям токов ступеней и отклонение сопротивлений отдельных ступеней от расчетных значений не превышает 15% , а отклонение общего сопротивления резистора не превышает 5% его расчетного значения, резистор выбран правильно.

5. Расчет и построение естественной механической характеристики

Целью расчета является расчет и построение естественной механической характеристик электродвигателя и механизма подъёма мостового крана.

Исходными данными являются технические данные выбранного электродвигателя МТН 613-10, и механизма подъёма, а также данные обмоток ротора и статора:

R1 = 0,097 Ом - активное сопротивление обмотки статора;

X1 = 0,159 Ом - реактивное сопротивление обмотки статора;

R 2 = 0,072 Ом - активное сопротивление обмотки ротора;

X2 = 0,139 Ом - реактивное сопротивление обмотки ротора;

k = 1,28 - коэффициент приведения сопротивления.

1. Определим номинальное скольжение:

где

2. Определим номинальный момент:

3. Определим коэффициент перегрузочной способности:

4. Определим критическое скольжение:

5. Определим номинальное активное сопротивление ротора:

где U2 - напряжение ротора, В;

I2 - ток ротора, А.

6. Активное сопротивление обмотки ротора

7. Найдём суммарное активное сопротивление роторной цепи для каждой ступени:

где - сопротивление реостата в цепи ротора.

8. Для построения механических характеристик зададимся значениями скольжения от 0 до 1 и подставим их в выражение :

где

Рассчитаем механическую характеристику механизма подъёма мостового крана.

9. Механические характеристики производственных механизмов рассчитываются по формуле Бланка:

где - момент сопротивления трения в движущихся частях, Н·м;

- момент сопротивления при номинальной скорости, Н·м;

щн - номинальная угловая скорость вращения ротора, рад/с;

щ - изменяемая угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

х - показатель степени, который характеризует статический момент при изменении скорости вращения. Для механизмов перемещения и подъёма кранов х=0.

Следовательно:

,

где = 116,5 кВт - статическая эквивалентная мощность, пересчитанная на стандартную продолжительность включения;

щн - номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

Таблица 8 - Сводная таблица по результатам расчётов

S		М1	М2	М3	М4	М5	М6	М7
0	157	0	0	0	0	0	0	0
0,01	155,43	136,59	105,83	91,65	76,06	70,18	56,79	55,89
0,02	153,86	268,84	209,41	181,82	74,46	77,93	113,38	111,56
0,03	152,29	394,92	310,8	270,51	225,72	208,25	169,65	167,03
0,1	141,3	1191,11	964,06	852,77	724,46	674,79	556,97	549,13
0,17	130,31	1839	1530,46	1373,45	1186,01	1094,23	874,31	919,67
0,2	125,6	2080,88	1750,2	1579,04	1372,46	1289,4	1010,3	1074,24
0,3	109,9	2764,92	2397,76	2200,13	1950,86	1847,02	1429,65	1572,74
0,4	94,2	3302,47	2935,57	2730,66	2463,7	2348,74	1798,36	2095,42
0,5	78,5	3732,15	3382,2	3186,4	2918,84	2799,84	2495,61	2477,42
0,6	62,8	4080,21	3763,09	3774,74	3527,38	3411,8	3112,69	3096,77
0,7	47,1	4365,13	4082,01	3915,49	3676,62	3563,43	3270,12	3255,2
0,8	31,4	4600,27	4352	4200,26	3983	3876,7	3601,27	3589,02
0,9	15,7	4795,53	4581,02	4451,14	4258	4150,35	3907,69	3899
1	0	4958,43	4775,54	4666,95	4498,45	4409,75	4183,82	4178,33



Рис. 2 - Естественные механические характеристики электродвигателя и механизма подъема мостового крана

6. Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

Целью расчета является построение характеристик зависимости момента и угловой скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также определение времени переходного процесса.

По реостатным характеристикам (рисунок 2), видно, что электродвигатель можно запустить только по характеристикам 4, 5, 6, поэтому переходной процесс рассчитаем при введенных в цепь ротора сопротивлений rд4, rд5 и rд6.

На рисунке 2 находим установившиеся и начальные значения скоростей на каждой пусковой характеристике и заносим в таблицу 8

вентиляционный мостовой кран грузоподъемный

Таблица 9 - Установившиеся и начальные значения скоростей пусковых характеристик

Характеристика	Установившиеся скорости, рад/с	Начальные скорости, рад/с
4	щуст.1 = 58	щнач.1 = 0
5	щуст.2 = 76	щ нач.2 = 30
6	щуст.3 = 88	щ нач.3 = 38

Определяем электромеханическую постоянную времени для каждой ступени

где = 1,37 кг/м2 - момент инерции электропривода;

= 104,6 рад/с - угловая скорость идеального холостого хода;

- начальная скорость, рад/с;

= 3150 Н·м - момент пуска, Н·м.

Для каждого интервала скорости рассчитаем соответствующий интервал времени

где = 2070 Н·м - момент переключения;

= 1367,58 Н·м - момент статической нагрузки.

Определим время переходного процесса

Зависимость для каждой ступени можно рассчитать по уравнению изменения угловой скорости во времени

где - установившаяся угловая скорость, рад/с.

Зависимость для каждой ступени можно рассчитать по уравнению изменения момента во времени

Результаты расчета занесем в таблицу 9 (для Rд4), таблицу 10 (для Rд5) и таблицу 11 (для Rд6).

Таблица 10 - Расчетные данные, необходимые для построения графиков зависимостей и

Величины	Характеристики при введённых добавочных сопротивлениях
	Rд4
t, сек.	0	0,012	0,025	0,052
, рад/с	0	1,43	23,54	38,4
М, Н·м	3200	2956,7	2753,4	2475,9

Таблица 11 - Расчетные данные, необходимые для построения графиков зависимостей и

Величины	Характеристики при введённых добавочных сопротивлениях
	Rд5
t, сек.	0	0,0115	0,023	0,03
, рад/с	0	45,5	55,8	80
М, Н·м	3200	2830	2584	2477

Таблица 12 - Расчетные данные, необходимые для построения графиков зависимостей и

Величины	Характеристики при введённых добавочных сопротивлениях
	Rд6
t, сек.	0	0,013	0,02	0,026
, рад/с	0	52,7	66,3	71
М, Н·м	3200	2740	2578	2472

По данным таблицы 9 строим графики переходного процесса и , изображенных на рисунке 3 и 4

Рис. 3 - График зависимости

Рис. 4 - График зависимости

7. Разработка электрической принципиальной схемы

В данном пункте требуется описать принцип действия своей схемы, которая также должна быть изображена на чертеже формата A1, входящего в курсовой проект.

8. Выбор аппаратуры управления, защиты электропривода механизма подъема мостового крана

Целью расчета является выбор магнитного контроллера, контакторов, магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных выключателей электропривода, и защитной панели.

Исходными данными являются технические данные электродвигателя из таблицы 3, режим работы крана.

Выбор магнитного контроллера

Магнитные контроллеры представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом.

Выбор магнитных контроллеров для крановых механизмов определяется режимом работы механизма и зависит от параметров износостойкости контакторов. Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток их Iн должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма:

где = 0,8 - коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Выберем магнитный контроллер серии ТСАЗ160, так как он удовлетворяет условию выбора:

Таблица 12 - Технические данные магнитного контроллера ТСАЗ160.

Тип контроллера	Режим работы механизма	Назначение	Номинальный ток, А	Наибольший допустимый ток включения, А	Количество управляемых двигателей
ТСАЗ160	С (для кранов металлургического производства)	Механизм подъема со встроенной защитой	160	700	1

Выбор контакторов

Контакторы используются в системах управления крановыми электроприводами для осуществления коммутации тока в главных цепях при дистанционном управлении.

Контакторы серий КТ и КТП предназначены для коммутации главных цепей электроприводов переменного тока с номинальным напряжением 380 В.

Контакторы серии КТП выполняются с втягивающими катушками постоянного тока на номинальное напряжение: 24, 48, 110 и 220 В. Серии контакторов КТП применяемые в крановых ЭП, охватывают четыре величины на номинальные токи: 100, 160, 250 и 400 А.

Выбор контактора произведем по пусковому току двигателя Iп, который должен быть меньше или равен номинальному току включения выбираемого контактора Iн.в.

Выберем контактор (см. приложение Д) серии КТП-6033 , так как он удовлетворяет условию выбора

Таблица13 - Технические данные контактора серии КТП-6033.

Тип контактора	Номинальный ток, А	Число включений в час	Износостойкость, 106 циклов В-О	Число главных контактов	Мощность катушки, Вт
			Механическая	Электрическая
				Для категорий ДС-3	Для категорий ДС-4
КТП-6033	250	1200	10	0,2	1	4	140

Выбор защитной панели

Защитная панель крана является комплектным устройством, в котором расположен общий рубильник питания крана, линейный контактор для обеспечения нулевой защиты и размыкания цепи при срабатывании нулевой защиты, предохранители цепи управления, комплект максимальных реле, а также кнопка и пакетный выключатель, используемый в цепях управления.

Основным назначением защитной панели является обеспечение максимальной и нулевой защиты электроприводов управляемых при помощи кулачковых контроллеров или магнитных контроллеров.

Конструктивно защитная панель представляет собой металлический шкаф с установленными в нем на задней стенке аппаратами и существующим монтажом. В защитной панели установлены только основные и вспомогательные контакты максимальных реле с приводными скобами.

Укомплектуем данный кран защитной панелью (см. приложение Б) типа ПЗКБ-250.

Таблица 14 - Технические данные защитной панели типа ПЗКБ-250.

Тип	Напряжение, В	Номинальный ток продолжительного режима, А	Суммарный номинальный ток двигателей, А	Число максимальных реле РЭО 401	Назначение	Максимальный коммутационный ток, А
ПЗКБ-250	380	250	250-400	8	Магнитные и кулачковые контроллеры	1600

Выбор реле защиты от перегрузок

Обеспечение максимальной и нулевой защиты крановых электроприводов управляемых при помощи магнитных контроллеров возлагается на защитные панели.

Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО401, которые могут использоваться как в цепях переменного тока, так и постоянного тока. Эти реле входят в комплект защитных панелей. Чтобы защитить двигатель от перегрузки, достаточно иметь электромагнитное реле РЭО401 в одной фазе каждого двигателя. В остальные фазы реле ставится только для защиты проводов.

Реле для отдельных электродвигателей выбирается согласно их мощности и напряжению, и настраиваются на ток срабатывания, равный 2,5-кратному расчетному току номинальной нагрузки для ПВ=40%:

Выберем реле (см. приложение В) серии РЭО 401, так как оно удовлетворяет условию выбора

Таблица 15 - Технические данные реле РЭО 401

Каталожный номер	Ток катушки, А	Пределы регулирования, А	Выводы катушки
Реле РЭО 401	Электромагнит РЭО 401	При ПВ=40%	При ПВ=100%
2ТД.304.096-2	6ТД.237.004-1	520	680	400-1300	М12

Выбор конечных выключателей

Защита от перехода механизмом предельных положений осуществляется конечными и путевыми выключателями. Эта защита обязательна к применению для всех механизмов крана.

Контакты конечных выключателей включены в цепь катушки линейного контактора защитной панели и в цепь нулевой защиты магнитных контроллеров.

Для механизма подъема выберем конечный выключатель (см. приложение Е) типа КУ703.

Таблица 16 - Технические данные кранового конечного выключателя

Тип	Назначение	Привод	Включаемый ток, А	Скорость передвижения механизма, м/мин	Число включений в час	Степень защиты от внешней среды	Отключаемый переменный ток, А до 500 В	Электрическая износостойкость циклов В-О	Механическая износостойкость, циклов В-О	Число цепей
КУ 703	Механизм подъема	Самовозврат под действием груза	10	1-80	600	IP44	10	0,3·106	1·106	2

9. Ремонт электрооборудования мостового крана

Техническое обслуживание кранов является одним из основных профилактических мероприятий, обеспечивающих исправную и безопасную их работу. Планово-предупредительный ремонт машины устраняет элементы случайности и позволяет вести ремонт согласно плану. Характерным для системы ППР является то, что машина через определенный срок выводится в ремонт, при котором нормируются не сроки службы отдельных деталей, а величина допустимого их износа. Система технического обслуживания состоит из ежедневного обслуживания, которое проводит крановщик, плановых осмотров, малого и капитального ремонтов, выполняемых специальными бригадами. При уходе за электрооборудованием крановая бригада с участием электромонтера проводит контрольный осмотр электрооборудования и выполняет мелкий крепежный ремонт оборудования, устраняет неисправности, меняет изношенные контакты, пружины, щетки и проверяет их раствор и нажатие. Кроме того, при осмотрах регулируют токоприемные устройства и проверяют предохранители, заземляющие устройства, смазку в подшипниках, силовую цепь и ее сопротивление, защиту троллей, магнитные пускатели, тормозные электромагниты, контакторы, прочность пайки и т. д. Сроки осмотров и ремонтов устанавливаются по графику.

К неисправностям двигателей относятся шум и местный нагрев подшипников, биение или смещение вращающихся частей, чрезмерное искрение щеток и т. д. При нагреве подшипников необходимо проверить состояние смазки и, если надо, заменить ее. Для осмотра подшипников и замены смазки разбирают двигатель. При этом выполняют следующие работы:

· очищают корпус двигателя от грязи и пыли;

· снимают крышку с вводной коробки обмотки статора;

· отсоединяют подводящие концы статорной обмотки;

· снимают муфту, соединяющую двигатель с редуктором, кожух вентилятора и вентилятор;

· в двигателях с фазным ротором поднимают щеткодержатели и закрепляют их;

· отвинчивают болты подшипниковых щитов;

· ввинчивают эти болты в отверстия во фланцах подшипниковых щитов и отжимают ими щиты до выхода посадочной поверхности из станины. Эту операцию производят осторожно, так как при извлечении щита сердечник ротора ляжет на обмотки статора;

· снимают подшипниковые щиты вместе с ротором с наружными подшипниковыми крышками;

· снимают подшипниковые крышки со щитов;

· вынимают ротор из статора.

После разборки двигателя из снятых крышек и подшипниковых щитов удаляют старую смазку, полости крышек и лабиринтовые канавки промывают бензином или керосином. Ротор при этом следует держать в наклонном положении, чтобы бензин или керосин не попали на изоляцию обмоток. Если подшипники имеют трещины или выбоины на кольцах, валиках пли шариках или чрезмерный износ, то их заменяют. Износ подшипников двигателя определяется щупом, пропускаемым между шариками и обоймой. При замене негодной изоляции лабиринтовое кольцо, подшипник и упорную втулку снимают струбциной. Шейку вала зачищают наждачной бумагой и протирают чистой тряпкой.

Сушку двигателя можно производить, нагревая его током. Этот способ заключается в следующем. Ротор двигателя затормаживают и закорачивают обмотку ротора на кольцах специальной перемычкой. Статор включают в сеть трехфазного тока с пониженным напряжением. В этом случае необходимо следить за температурой бандажей ротора. При наличии соответствующего напряжения ток может быть подведен к заторможенному ротору, а статор закорочен через амперметр. Если имеются два двигателя одинаковой мощности, то один из них может являться источником тока. Корпус двигателя при этом должен быть надежно заземлен. Температуру обмоток ротора и статора поддерживают на уровне 70°С.

Выход из строя обмоток двигателей и электрических аппаратов чаще всего происходит из-за повреждения их изоляции. Замыкание обмотки на корпус определяют мегомметром. В фазном роторе мегомметр подключают к каждому из колец и валу.

В практике встречаются случаи обрыва или плохого соединения обмоток. При обрыве обмотки двигатель или трехфазный электромагнит работает ненормально, гудит, перегревается. Установлено, что 50% двигателей выходит из строя вследствие работы на двух фазах. Основной мерой предохранения от работы на двух фазах является исправная работа автоматической защиты. Прежде чем приступить к отысканию обрыва в катушках двигателя или аппарата, необходимо проверить питающую сеть. Обрыв фазы обмотки двигателя обнаруживают мегомметром или контрольной лампой. Место обрыва устраняют пайкой твердым припоем и изолируют. При обрыве обмотки в пазу необходимо заменить секцию или катушку.

Тормозные электромагниты. При осмотре тормозные электромагниты очищают от пыли и грязи. Проверяют крепление корпуса, катушек и ярма, регулируют ход якоря, который должен втягиваться быстро, без ударов, и во включенном состоянии плотно прилегать к ярму катушки. Неплотное прилегание якоря может происходить как при недостаточном его ходе, так и при перекосах в тормозных рычагах. Регулирование хода электромагнита производят за счет перестановки скалки якоря на новую позицию. Перекосы электромагнита устраняют регулировкой болтов, крепящих ярмо. В ряде случаев электромагниты бездействуют вследствие падения напряжения в электрической сети. Нормальная работа электромагнитов обеспечивается при напряжении не менее 85% номинального. Наиболее частым дефектом в электромагнитах является выход из строя катушек вследствие чрезмерного перегрева или повреждения изоляции.

Нормально работающий контактор издает легкий ровный гул. Если гул повышается или сопровождается дребезжанием, значит контактор неисправен. Для устранения неисправностей контактора проверяют состояние катушки и работу механической части (при замыкании витков катушку заменяют новой). Проверяют, нет ли перекоса магнитной системы контактора. Перекос может произойти вследствие износа или сдвига листов ярма и якоря, а также от изменения положения якоря и ярма. Чтобы обнаружить перекос между якорем и ярмом, прокладывают лист копировальной бумаги и несколько раз замыкают контактор. По отпечаткам на отшлифованной поверхности якоря определяют, есть перекос или нет. Необходимо следить за состоянием короткозамкнутого витка. Вышедший из строя виток должен быть заменен новым. Проверяя механическую часть, необходимо обследовать надежность крепления аппарата к щиту, - вал контактора должен легко проворачиваться на подшипниках.

Постоянный уход за сопротивлениями предохраняет их от быстрого износа и выхода из строя. Признаком неисправности пускового сопротивления является возрастание пускового тока якоря, а следовательно, увеличение искрения контактов контроллера и сильный нагрев элементов. Неисправное сопротивление разбирают, обдувают сжатым воздухом, ослабшие элементы подтягивают. Замкнутые накоротко элементы должны быть выправлены путем установки между ними слюды или асбестовых прокладок. В ряде случаев при больших перекосах пластин устанавливают стальные оцинкованные компенсирующие шайбы. Если константановая проволока имеет местный обрыв при удовлетворительном состоянии в других частях сопротивления, неисправность устраняют пайкой проводника в месте разрыва. Сопротивление не должно нагреваться ни в одной точке до температуры более 300° С для фехраля и константана. Низкая температура нагрева сопротивлений указывает на излишнее количество элементов. Необходимо привести сопротивление в соответствие с типом двигателя.

Регулировка максимально-токовой защиты. Двигатели с фазным ротором защищаются максимальным реле типа РЭО-401, а двигатели с короткозамкнутым - предохранителями и тепловыми реле. Надежная и безопасная работа крана обеспечивается правильно отрегулированной и исправной максимальной защитой. При осмотрах и ремонтах крана следует тщательно проверять исправность максимально-токового реле. Реле срабатывания при токе не выше 225% номинального нагрузочного тока и примерно на 25% выше максимального пускового тока двигателя. Неисправные катушки и иные детали реле заменяются новыми.

Характерными дефектами конечных выключателей являются нарушения регулировки кулачковых шайб, загрязнение и окисление контактных соединений токопроводов, обгорание и износ подвижных и неподвижных контактных напаек, искривление мостика и реже износ роликов, осей, рычагов, поломки пружин. Загрязненные контакты очищают от грязи и окислов. Червячную передачу и подшипники смазывают техническим вазелином. Загрязненные или обгорелые подвижные и неподвижные контакты цепи управления осторожно зачищают бархатным напильником. Изношенные напайки удаляют и к мостику и неподвижным стойкам припаивают серебряным припоем новые контакты. Изношенные ролики, оси, защелки, рычаги и дефектные пружины в зависимости от их состояния ремонтируют или заменяют.

Заземление металлоконструкций кранов как подвижных сооружений осуществляется через ходовые колеса и подкрановые рельсы. Если рельсы проложены на железобетонной подкрановой балке заземление их выполняют в середине подкранового пути, причем каждая нитка пути заземляется отдельно. Все соединения выполняются электросваркой. Основным связующим звеном металлоконструкций крана с очагом заземления являются рельсы, поэтому на стыках они должны быть соединены гибкими перемычками. Если рельсы проложены на металлической подкрановой балке, необходимо тщательно проверить, нет ли разрывов между металлоконструкциями, препятствующих созданию цепи заземления. При обнаружении таких разрывов или элементов конструкций, изолированных от общей системы, установить в этих местах перемычки из полосовой стали размером 40Ч4 мм с креплением их электросваркой. На самом кране должны быть заземлены стальные трубы, металлорукава, короба, в которых проложены провода. Для возможной замены в процессе эксплуатации аппаратуры применяют заземляющие перемычки из полосовой стали размером 25Ч2 мм или гибкого медного привода сечением не менее 10 мм2. Необходимо также проверять, чтобы сопротивление растеканию электрического тока было не больше 4 Ом.

10. Монтаж электрооборудования мостового крана

Перед установкой крана его части на земле собирают в крупные монтажные блоки, что значительно ускоряет монтаж и снижает его стоимость. Так, производительность труда рабочих при сборке блоков на 25-30% выше, чем при подетальной сборке крана непосредственно на подкрановых путях. Предпочтительным, если позволяют условия, является монтаж полностью собранных мостов, так как при этом достигается значительное сокращение времени монтажа.

По окончании сборки моста - на земле или на подкрановых путях - производится проверка геометрической правильности формы его металлоконструкции и установки механизма передвижения.

Наиболее прогрессивным является монтаж мостовых кранов при помощи монтажных (гусеничных, пневмоколесных) или строительных кранов. Однако возможности их использования ограничиваются грузоподъемностью, высотой подъема, а также целесообразностью доставки монтажного крана только для установки мостового крана. Поэтому распространение имеет способ монтажа с помощью монтажных мачт и электрических лебедок, который более трудоемок, так как за счет установки и демонтажа мачт трудозатраты увеличиваются на 30-40%.

Схема монтажа крана при помощи мачт зависит от характеристик крана: массы моста и тележки и их габаритных размеров, а также от строительных характеристик здания.

Подъем моста вместе с тележкой при помощи одной мачты применяют В ТОМ случае, когда размеры здания в плане допускают горизонтальный разворот моста над крановыми путями. Перед подъемом мост устанавливают так, чтобы при подъеме он мог пройти между крановыми балками. Мачту смещают от середины пролета в сторону тележки до совпадения ее оси с центром тяжести крана. После подъема выше крановых путей мост разворачивают поперек пролета и опускают на рельсы. Таким же образом с использованием одной мачты устанавливают и полумосты крана, когда из-за большой массы крана трудно подобрать мачту для его подъема вместе с тележкой. При использовании двух мачт (рис. 6, б) кран с тележкой или полумост поднимают в наклонном положении выше уровня крановых рельсов, а затем выравнивают и устанавливают на них. В ряде случаев кран при подъеме оттягивается в сторону соседнего пролета вспомогательными полиспастами. Необходимые условия для применения этой схемы: ширина моста должна быть меньше расстояния между колоннами; высота здания над крановыми путями должна быть достаточной для свободного прохода концевой части моста.

Схема подъема крана или полумоста с использованием строительных конструкций здания дает возможность значительно сократить трудозатраты на монтаж за счет исключения установки и уборки мачты. Схема может быть использована при достаточной прочности строительных конструкций здания.

При монтаже крана по частям полумосты после установки на рельсы отодвигают от мачты ручными лебедками, а мачту используют для подъема тележки. Тележку поднимают выше тележечных рельсов, после чего полумосты сдвигают по направлению к мачте и соединяют друг с другом. Затем тележку устанавливают на рельсы моста. Таким же образом осуществляется монтаж тележки при использовании строительных конструкций здания.

Важной операцией при выполнении монтажных работ является строповка частей крана. Вид строповки зависит от массы части крана и от принятой схемы монтажа. При ее выполнении следует иметь в виду, что во время подъема на узлы и элементы крана действуют усилия, которые по своей величине и направлению отличаются от возникающих в процессе эксплуатации крана. Так, нижний пояс моста при подъеме оказывается сжатым, а верхний - растянутым, причем величины действующих усилий зависят от расстояния между стропами, соединяющими мост с канатами монтажной лебедки, и от угла их наклона к вертикали. Для предохранения от деформации между элементами части крана устанавливают распорки.

Установка мостовых кранов должна производиться с соблюдением необходимых расстояний между их частями и строительными конструкциями, оборудованием и т. д., обеспечивающих безопасную эксплуатацию кранов.

Расстояния от выступающих частей торцов кранов до колонн и стен здания, перил проходных галерей должны быть не менее 60 мм. При этом средние плоскости подкрановых рельсов и колес должны совпадать. При установке кранов в два яруса расстояние от верхней точки нижнего крана до нижней точки верхнего должно быть не менее 100 мм, а расстояние от последней до настила пролетной части моста нижнего крана - не менее 1800 мм.

После окончания монтажа крана все указанные размеры должны быть проверены в натуре, и в установочный чертеж внесены соответствующие исправления. Чертеж установки мостовых кранов, управляемых из кабины, с указанием основных размеров, а также расположения главных троллейных проводов и посадочной площадки для входа на кран предъявляют совместно с другой документацией органам надзора при регистрации крана.

Часто вдоль путей кранов, установленных в помещении, устраивают галереи для прохода крановщиков, слесарей и т. д. Ходовые площадки вдоль подкрановых путей (сбоку или внутри колонн) следует предусматривать при установке в одном пролете трех и более мостовых кранов, работа которых отличается большой загрузкой по времени (более 50%) или тяжелым режимом работы. С таких галерей производят осмотр и ремонт подкрановых путей. В пролетах напряженно работающих мостовых кранов периодические осмотры и ремонты путей при отсутствии галерей и площадок связаны с опасностью для ремонтного и обслуживающего персонала, а сооружение временных лесов требует не только больших затрат, но и зачастую прекращения работы в этих пролетах на длительное время.

Проходные галереи должны быть безопасны. Их ширина на всем протяжении должна быть не менее 400 мм, а со стороны пролета их следует ограждать перилами.

Вновь установленные краны, а также краны, находящиеся в эксплуатации, должны подвергаться техническому освидетельствованию (редко работающие - через 36 мес., остальные - через 12 мес.), которое включает их осмотр, статические и динамические испытания. Внеочередное техническое освидетельствование, кроме того, должно производиться после капитального ремонта металлоконструкции или механизма подъема, а также после замены крюка или каната.

Статические испытания проводят для проверки прочности крана в целом и отдельных его частей, а динамические испытания - для проверки действия механизмов крана и их тормозов. При статических испытаниях тележку устанавливают посередине пролета моста, груз захватывают крюком и поднимают на высоту 200-300 мм с последующей выдержкой в таком положении в течение 10 мин. После этого груз опускают и проверяют отсутствие остаточных деформаций моста. Во время динамических испытаний производят повторный подъем и опускание груза, а также проверку действия всех других механизмов крана. Испытания проводят в соответствии с Правилами Госгортехнадзора [137], нагрузка при динамических испытаниях составляет 110% грузоподъемности крана, при статических испытаниях - 125% грузоподъемности.

11. Эксплуатация мостового крана

Грузоподъемные машины могут устанавливаться как непосредственно в рабочих помещениях, так и на открытом воздухе. При работе в помещении многие краны располагаются непосредственно над линиями технологических механизмов в среде с высокой концентрацией пыли, газон, паров поды, кислот и т. п. Ряд кранов в процессе эк...