Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Мостовой электрический кран является высокопроизводительным подъемно-транспортным средством, обладающим хорошими маневренными качествами, постоянной готовностью к работе и надежностью. Но надежность и производительность крана во многом обусловлены качеством и надежностью электрооборудования. Краны имеют самое различное конструктивное исполнение в зависимости от того, для каких работ они предназначены, но их электрооборудование комплектуется в основном из стандартных типовых аппаратов и машин.

Стандартизация и унификация кранового электрооборудования позволяют значительно снизить его стоимость, облегчить ремонт и замену отдельных частей, упростить уход и обслуживание кранов, обеспечить высокую надежность отдельных машин и аппаратов, а также всего оборудования.

Производительность крана зависит не только от квалификации крановщика или совершенства системы управления электроприводом, но и от целого ряда других факторов, среди которых важнейшими являются надежность электрооборудования и высокие качества приводных электродвигателей.

К надежности кранового электрооборудования должны предъявляться очень жесткие требования. Выход из строя любого элемента электрооборудования или частые его поломки неизбежно приводят к остановке крана в самый неподходящий момент, что вызывает простой и другого оборудования, и обслуживающих его рабочих. Крановое электрооборудование должно обеспечивать надежную, безаварийную работу механизмов крана при любых температурных и метеорологических условиях, при наличии влаги и пыли, сильной вибрации, в широком диапазоне нагрузок.

В данной курсовой работе мной представлен расчет подъемного механизма мостового крана, выбрана наиболее оптимальная схема управления данным механизмом, и выполнена схема электрическая принципиальная.

1. Описание устройства и работы мостовых кранов

Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное. Мостовой кран (рисунок 1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).

Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования: по степени загрузки, времени работы, интенсивности ведения операций, степени ответственности грузоподъемных операций и климатических факторов эксплуатации.

К основным параметрам механизма подъёма относятся: грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.

Рисунок 1 - Общий вид мостового крана

Номинальная грузоподъемность - масса номинального груза на крюке или захватном устройстве, поднимаемого грузоподъемной машиной.

Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, характера работы, типа машины и ее производительности.

Повышенная опасность работ при транспортировке поднятых грузов требует при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных выключателей, предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа, действующими при снятии напряжения.

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ = 40%.

2. Кинематические схемы основных механизмов

Работу основных механизмов крана рассматривают по кинематическим схемам. Так как двигатели обычно имеют угловую скорость, значительно большую, чем скорость подъемного барабана или ходовых колес моста или тележки, то движение к рабочим органам механизмов крана передается через редукторы (на рисунках обозначены буквой Р).

Для механизмов подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом П (рисунок 2), при помощи которого движение от барабана Б передается крюку К.

Рисунок 2. Кинематическая схема подъемного механизма

На рисунке 3 представлена схема механизма тележки, которая обычно имеет четыре ходовых колеса, два из которых, соединены валом, приводятся в движение через редуктор Р от двигателя Д.

Рисунок 3. Кинематическая схема тележки

Передача движения к ходовым колесам концевых балок от двигателя, установленного на мосту, может осуществляться через редуктор Р, расположенного в средней части моста (рисунок 4).

Рисунок 4. Кинематическая схема моста

Каждый механизм крана имеет механический тормоз Т, который устанавливается на соединительной муфте между двигателем и редуктором или на тормозном шкиве на противоположном конце вала двигателя.

3. Выбор двигателя подъемного механизма.

Исходные данные:

1. Грузоподъемность 25 тонн,

2. Массой крюка 1,8 тонн,

3. Скоростью подъема 0,2 м/с,

4. КПД подъемного механизма 0,7,

5. Диаметр барабана 700 мм,

6. Передаточное число полиспаста 4,

7. Передаточное число редуктора 59,

8. Режим работы СРЕДНИЙ,

9. Число включений в час 250,

10. Ориентировочная частота вращения вала двигателя 900 об/мин,

11. Допустимое ускорение 0,3 м/с2,

12. Длина главных пролетов 55 м.

4. Расчет двигателя

Необходимая частота вращения вала двигателя.

При заданном режиме работы ВТС и числе включений в час 300 двигатель будет работать с продолжительностью включений ПВ=60%.

Выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором марки МТН613-10.

Табл. 1

Проверка двигателя по условиям нагрева:

k- коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей k=1,2

Приведенное число включений двигателя в час:

эквивалентное КПД кранового электропривода 0,68:

Требования теплового режима удовлетворяют выбранный двигатель.

Суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции:

5. Обоснование принятых решений

Повышенных требований для регулирования скорости данного механизма не предъявлялось, поэтому выбираем двигатель на переменном токе, что упростит схему управления двигателем. Для подъемного механизма мостового крана я выбрал асинхронный двигатель с фазным ротором марки МТН 613-10 с номинальной мощностью 60 кВт. Выбранный двигатель удовлетворяет по номинальной мощности, условию теплового режима, суммарному приведенному к двигателю моменту инерции и пусковому моменту.

6. Описание схемы работы подъемного механизма мостового крана

Оператор воздействует при управлении двигателем на командоконтроллер SA, имеющий семь контактов и девять фиксированных положений рукоятки.

Обмотка статора двигателя подключается к сети через реверсирующие двухполюсные контакторы КМ1 и КМ2. Резисторы в цепях ротора двигателя выводят посредством двухполюсных контакторов КМ3…КМ6. Схема позволяет получить: автоматический пуск на естественную характеристику в функции независимых выдержек времени, создаваемых электромагнитными реле КТ1…КТ3, питание катушек которых производится через выпрямитель VD, работу на трех промежуточных скоростях; торможение противовключением при переводе рукоятки SA в первое положение обратного направления.

В нулевом положении рукоятки SA через замкнутый контакт, включается реле напряжения KV1 и своим контактом подготавливает к работе основные цепи управления. В первом положении рукоятки SA, например Вперед, замыкается контакт и включается контактор КМ1, который своими главными контактами присоединяет статор двигателя к сети, а вспомогательными контактами включает реле KL. Через замыкающий контакт KL включается контактор КМ, который подает питание в обмотку тормозного электромагнита YB, механизм растормаживается и двигатель пускается в ход с полностью включенными резисторами в цепи ротора.

В положениях 2…4 командоконтроллера соответственно включаются контактор КМ3 и с выдержкой времени - контакторы КМ4…КМ6.После срабатывания контактора КМ6 в цепи ротора остается включенным небольшое сопротивление, смягчающее естественную характеристику двигателя для уменьшения пика момента при ускорении.

Для быстрой остановки двигателя следует перевести рукоятку SA в положение 1 Назад. При этом отключается контакторы КМ1…КМ6 и реле KL (на небольшой отрезок времени), форсировано срабатывает реле KV2 (резистор R3 шунтирован контактом KL) и происходит торможение противовключением при введении всех резисторов в цепь ротора. При скорости w?0 реле KV2 теряет питание, и оператор должен перевести рукоятку SA в нулевое положение. Для реверса двигателя рукоятку SA необходимо установить в одно из положений 2…4 Назад.

В цепи катушки реле KV1 находятся контакты конечных выключателей SQ1 и SQ2, а также контакт аварийной кнопки SB2. После срабатывания какой-либо защиты или перерыва в электроснабжении пуск двигателя возможен только после установки рукоятки командоконтроллера в нулевое положение, когда контакт SA замкнут и включить реле напряжения KV1.

7. Техника безопасности

Персонал, обслуживающий электрооборудование грузоподъемных устройств, должен соблюдать осторожность и строго выполнять все требования техники безопасности (пользоваться проверенными зашитыми диэлектрическими перчатками и галошами, изолирующими подставками и ковриками, инструментом, снабженным изолирующими ручками).

Пред тем как приступить к измерению величин сопротивления изоляции, проверяемую часть электроустановки отключают. Отсутствие напряжения на отключенных частях электроустановки проверяют индикатором напряжения.

Выполнение работ на частях грузоподъемных устройств, находящихся на ходу, представляет собой большую опасность. К числу операций, которые при работе грузоподъемных устройств категорически запрещены, относятся закрепление оборудования и аппаратов, регулировочные работы, зачистка коллекторов и контактных колец.

Ремонт электрооборудования грузоподъемных устройств по условиям безопасности выполняют два человека, один из них -- руководитель, имеющий необходимый опыт и квалификацию и отвечающий за безопасную организацию работ. Без разрешения ответственного лица запрещается подача питания к грузоподъемному устройству для проверки и регулировки механизмов после окончания ремонтных работ. Разрешение ответственного лица требуется также для ввода в эксплуатацию отремонтированного крана.

Ремонтируют электрические краны в специально предусмотренных для этой цели «ремонтных загонах». Для обеспечения безопасности производства работ крановые троллеи, находящиеся в пределах «ремонтных загонов», на время ремонта разъединяют с остальной частью троллеев и заземляют. Перед началом ремонтных работ проверяют положение разъединяющего рубильника и надежность заземления крановых троллеев и в «ремонтных загонах».

Техника безопасности при монтаже электрооборудования подъемно-транспортных устройств. Особенности монтажа крановых установок (работа на высоте при наличии больших масс металла и связанные с этим неудобства ее выполнения) требуют соблюдения соответствующих мер безопасности. Все места, откуда возможно падение людей, должны быть ограждены. Вход на кран допускается только по специально устроенной для этого лестнице с перилами. Инструменты, материалы и оборудование поднимать на кран следует только при помощи пеньковой веревки.

Зону под монтируемым краном ограждают и вывешивают плакат: "Проход запрещен! Вверху работают». Работа с электроинструментом допускается лишь в резиновых перчатках и галошах, при этом инструмент должен быть заземлен. Электроэнергию к электроинструменту подводят по шланговому проводу с исправной изоляцией. В местах, где можно упасть, работают в предохранительном поясе. Электросварочные провода должны иметь надежную изоляцию, а сварщик -- работать в резиновых галошах или сапогах.

Заключение

мостовой крановый кинематический двигатель

В ходе выполнения курсового проекта электрооборудования подъемного механизма мостового крана был рассчитан и выбран двигатель переменного тока с фазным ротором на напряжение 380 В МТН613-10. Выбрана принципиальная электрическая схема пуска двигателя. Схема предусматривает ступенчатый плавный разгон двигателя. Сделана спецификация к схеме и подробное описание схемы.

Список литературы

1. Е.Н. Зимин, В.И. Преображенский, И.И. Чувашов, Электрооборудование промышленных предприятий и установок. - М.: Энергоиздат, 1999.

2. Алиев В.П. Справочник по электротехнике и электрооборудованию (5-е изд., исправленное) / Серия «Справочники».- Ростов на Дону: Феникс, 1988.

3. А.Г. Яуре, Е.М. Певзнер. Крановый электропривод: Справочник - М.: Энергоатомиздат, 1988.

4. В.М. Васин Электрический привод Учеб. Пособие для техникумов. - М.: Высшая школа, 1984.

5. А.Ф. Зюзин, Н.З. Поконов, А.М. Вишток. Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. 2-е изд., доп. и переработанное - М.: Высшая школа, 1980.

6. Под редакцией А.А. Рабиновича «Крановое электрооборудование».

7. Правила устройства электроустановок. Издание 7., 2009 г.