Курсовая работа: Электрооборудование мостового крана. Проект электрооборудования мостового крана Найдем радиус приведения поступательно движущихся масс

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАМЕНСК – УРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140613

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ГРУППА Э-2004-42

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ»

ТЕМА: «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МОСТОВОГО КРАНА»

Выполнил: Е.А. Стрелов

Проверил: Свиридова

Введение

Основными направлениями экономического и социального развития являются дальнейшее повышение эффективности металлургии и повышения качества выпускаемой продукции.

Важнейшими задачами в развитии металлургической промышленности является механизация трудовых работ и автоматизация производственных процессов. В решении этих задач значительная роль выпала на подъемно-транспортные механизмы, в первую очередь краны, применяющиеся на металлургических предприятиях.

Следует заметить, что производительность цехов предприятия в значительной мере зависит от надежности работы и производительности кранов.

Работа крана в условиях того или иного цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса.

Конструкция крана в основном определяется из его назначения и специфики технологического процесса. Ряд узлов, например, механизм подъема и передвижения выполняются однотипными для кранов различных видов. Поэтому имеется много общего в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования крана. Оборудование крана стандартизовано, поэтому краны, различные по назначению и конструкции, комплектуются серийно-выпускаемым типовым электрооборудованием. Схемы управления отдельными кранами отличаются, это связано со спецификой цехов и назначением крана.

Назначение крана

Проектируемый кран, грузоподъемностью 10 т.с., предназначен для подъема и перемещения грузов в металлургическом производстве крытых помещениях при температуре окружающего воздуха от +400С до -400С.

Кран предназначен для разгрузки железнодорожных составов с анодными блоками и погрузки на внутрицеховой транспорт.

Технические характеристики механизмов крана, режимы их работы

Проектируемый кран, грузоподъемностью Q=10 т.с. снабжен тремя основными механизмами:

1. Механизм передвижения моста.

2. Механизм передвижения тележки.

3. Механизм подъема.

Механизм передвижения моста

Привод ходовых колес осуществляется от двух асинхронных двигателей с фазным ротором.

1. Скорость передвижения моста υ (м/мин)………………………...75

2. Пролет моста L (мм)……………………………………………..17000

3. Масса крана G (т.с.)………………………………………………..22,5

4. База крана (мм)……………………………………………………4500

5. Число ходовых колес…………………………………………………4

6. Диаметр ходовых колес (мм)……………………………………...500

7. Тип рельса………………………………………………………..КР-70

8. Тип редуктора………………………………...1Ц2У 200-10-12(21)У1

9. Передаточное число…………………………………………………10

10. Группа режимов работы…………………..М7(5М ГОСТ 25835-83)

Механизм передвижения тележки

Движение тележки осуществляется асинхронным двигателем с фазным ротором через редуктор.

Наименование данных механизма передвижения моста:

1. Скорость передвижения тележки υ (м/мин)…………………...37,8

2. Число ходовых колес…………………………………………………4

3. Тип рельса………………………………………………………….Р-50

4. Тип редуктора……………………………………….Ц3ВК-160-20-16У1

5. Полное передаточное число…………………………………………...20

6. Диаметр колес (мм)…………………………………………………...320

7. Группа режимов работы………………………М6(4М ГОСТ 25835-83)

Механизм подъема

Привод механизма подъема осуществляется асинхронным двигателем с фазным ротором через шестереночный редуктор.

Наименование данных механизма подъема:

1. Грузоподъемность Q(т.с.)……………………………………………...10

2. Высота подъема L (м)…………………………………………………...8

3. Число ветвей полиспаст…………………………………………………3

4. КПД полиспаста……………………………………………………...0,95

5. Длина каната (м)………………………………………………………..93

6. Диаметр каната(мм)………………………………………………….13,5

7. Диаметр блока полиспаст(мм)……………………………………….406

8. Диаметр уравнительного блока (мм)………………………………...406

9. Тип редуктора……………………………………..1Ц2У-400-25-11МУ1

10. Полное передаточное число………………………………………….25

11. Диаметр барабана (мм)……………………………………………...504

12. Группа режимов работы…………………….М7 (5М ГОСТ 25835-83)

13. Скорость подъема υ (м/мин)………………………………………….12

Режим работы крана

Режим работы крановых механизмов – важный фактор при выборе мощности приводных электродвигателей, аппаратуры и системы управления. От него зависит и конструктивное исполнение механизмов.

Режимы работы кранов металлургических цехов разнообразны и в основном определяются особенностями технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах. Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового оборудования. Выбор же более легкого режима означает повышенный износ электрооборудования, частые поломки и простой. Поэтому важно выбрать оптимальный режим работы кранового механизма.

Режим работы кранового механизма характеризуется следующими показателями:

1. Относительная продолжительность включения (ПВ)

2. Среднесуточное время работы

3. Число включений за 1 час электродвигателя

4. Коэффициент нагрузки

5. Коэффициент временности нагрузки

6. Коэффициент использования механизма

По правилам Госгортехнадзора для крановых механизмов установлено четыре номинальных режима работы:

Легкий (Л), Средний (С), Тяжелый (Т) и Весьма тяжелый (ВТ).

Для каждого механизма крана режим работы определяется отдельно, режим работы крана в целом устанавливается по механизму подъема. В соответствии со стандартом СЭВ 2077-80 все краны разделяются на 7 классов (А0-А6) ( стр. 7 табл. 1). Все механизмы крана работают в весьма тяжелом режиме (ВТ) ПВ=40%.

Требования, предъявляемые к электроприводам крана

Крановый электропривод работает в специфичных условиях, определяемых условиями работы крановых механизмов, к которым относятся: работа в повторно-кратковременном режиме при большом числе включений в час, различные внешние воздействия на оборудование крана.

Выбранная схема электропривода должна удовлетворять следующим требованиям:

Обеспечить надежность работы всех элементов и узлов механизма электропривода;

Осуществить пуск, реверс, торможение привода, создание необходимых диапазонов регулирования скорости;

Обеспечить надежность защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузок, т.е. схема должна иметь все виды защиты, предусмотренные в ПУЭ.

Управление работой крана осуществляется из кабины, в которой устанавливается защитная панель. Кроме защитной панели и установленного в ней электрооборудования в кабине крана размещены командоконтроллеры для управления механизмами крана, автомат для запитки освещения крана, кнопка включения сирены и другое.

На мосту крана устанавливаются двигатели с тормозами. Кроме того, на мост вынесены ящики сопротивлений.

На тележку устанавливаются двигатели подъема и передвижения тележки с тормозными механизмами. Электрооборудование тележки запитывается гибким кабелем.

Обоснование выбора системы электропривода

Все многообразие различных схем управления может быть разделено по следующим группам:

1. По способу управления, непосредственно кулачковыми контроллерами. Весь процесс управления осуществляется непосредственно оператором (крановщиком).

2. Управление кнопочными постами. Возможности управления ограничены особенностями пульта.

3. Управление сложным комплексным устройством (магнитным контроллером с использованием преобразователя энергии или без него). Оператор выбирает только необходимые скорости, а процессы разгона, торможения и необходимые промежуточные операции осуществляются автоматически.

Выбор системы управления для крановых механизмов осуществляется на основе анализа сравнительных технических данных, а именно: диапазона регулирования, способа управления, ресурса (уровень износостойкости), диапазона возможных скоростей, мощностей электроприводов, показателей динамики и энергии, а также дополнительных данных, определяющих условия эксплуатации электроприводов. Экономическая оценка систем управления должна базироваться на основании минимальных расходов, связанных с первоначальными затратами, эксплуатационными затратами на ремонт, а также затратами энергии, потребляемой из сети за период эксплуатации до капитального ремонта.

Выбирается система с наилучшими экономическими показателями.

Если к электроприводу крановых механизмов предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, обеспечения низких устойчивых условий скорости в различных режимах, то применяются двигатели постоянного тока, которые допускают большие перегрузки по моменту, позволяющие опускать и поднимать тяжелые грузы с пониженной скоростью. Однако использование двигателей постоянного тока внесет необходимость преобразования переменного тока в постоянный, что связано с увеличением капитальных затрат, дополнительных затрат энергии и эксплуатационных расходов.

Наиболее распространенный на кранах электропривод асинхронный с фазным ротором, со ступенчатым регулированием угловой скорости, путем изменения величины сопротивления в цепи ротора. Такой привод достаточно прост, надежен, допускает большое число включений в час и применяется при средних и больших мощностях. С помощью резисторов в цепи ротора можно в широких пределах изменять токи и потери энергии в двигателе при переходных процессах, а также получить понижение угловой скорости.

Выбираем тип электропривода для механизмов крана – электропривод переменного тока, асинхронный двигатель с фазным ротором, управляемый командоконтроллером с пускорегулирующим сопротивлением в цепи ротора. Выбор типа электропривода сделали на основании приведенных выше технических и экономических условий, а также требований, предъявляемых к электроприводу крана.

Однако этот привод неэкономичен из-за значительных потерь энергии в пускорегулирующих сопротивлениях, кроме того, имеет повышенный износ двигателя и контактной аппаратуры управления.

Несмотря на это этот электропривод остается более выгодным по сравнению с приводом на постоянном токе.

Для проектируемого электропривода предназначается напряжение 220V 50Hz.

Расчет мощности и выбор электродвигателей привода механизмов крана

Для большинства крановых механизмов условия работы не могут быть заранее заданы. Условия, определяющие выбор электрооборудования, в том числе и двигателей, сводятся к понятию режима работы. В это понятие входят: полная продолжительность включений, продолжительность включения при регулированием число пусков, коэффициент усредненной статистической нагрузки, годовое и суточное использование крана, степень его ответственности, температурные условия эксплуатации и другие параметры.

Отнесение электрооборудования крана к тому или иному режиму работы является исходным при расчете всех элементов кранового оборудования, а соответствие указанного режима фактическому является непременным условием надежности работы крана.

При выборе двигателей для кранового оборудования наиболее сложным считается расчет мощности по условиям теплового режима работы. Специфические способности крановых машин характеризуются повышенными, постоянными потерями и изменяющимися условиями вентиляции при регулировании, что приводит к большим погрешностям при расчете теплового режима работы двигателя по общепринятым методам эквивалентного тока или момента. Эти методы являются достоверными только тогда, когда фактическая продолжительность включения равна номинальной, а число включений и энергия постоянных потерь в цикле соответствует номинальным расчетным параметрам.

Наиболее рациональным в настоящее время является метод выбора двигателя и расчет их мощности, разработанный заводом «ДИНАМО». В основе этого метода лежит использование эквивалентного КПД, являющегося показателем энергетических свойств системы регулирования и определяющего потери энергии в электроприводе.

Выбор электродвигателя можно разделить на три этапа:

На первом этапе: производят предварительный выбор электродвигателя по нагреву для принятой системы электропривода и известного режима работы на основании формулы:

Рп ≥( стр. 39 формула 1.56)

где Рс.н. – максимальная статистическая мощность при подъеме груза или при передвижении с ним, кВт.

k. – коэффициент, определяющий выбор электродвигателя по нагреву для различных систем электропривода ( стр. 37 таб. 12).

На втором этапе предварительно выбранный электродвигатель с номинальной мощностью Рн проверяют по условию:

Рн ≥ ( стр. 39 формула 1.57)

где kэкв., kз., Е0., Ер – расчетные коэффициенты, зависящие от режима работы и маховых масс ( стр. 39 таб. 13)

Ен – номинальная относительная продолжительность включения.

k0 – коэффициент, зависящий от относительной продолжительности включения кранового механизма Е0 ( стр. 40 рис. 6).

kp – коэффициент, учитывающий увеличение потерь на регулировочных характеристиках для систем с параметрическим управлением. Его определяют по формуле:

kp = 1 – 1,2 · (Ер – Ер.б.)( стр. 40 формула 1.58)

где ( стр. 39 таб. 13).

Ер.б. – базовая относительная продолжительность включения при регулировании.

kд.п. – коэффициент, учитывающий степень влияния динамических потерь на нагрев электродвигателя ( стр. 37 формула 1.55).

ηэкв. – эквивалентный КПД

ηэкв.= ( стр. 38 формула 1.55).

где ηэкв. – значение эквивалентного КПД, соответствующее заданному числу включений в час Zэкв. ( стр. 38 рис. 5).

ηэкв.б. – базовое значение эквивалентного КПД при Z=0 ( стр. 37 таб. 12)

GD2 – суммарный маховый момент системы, приведенный к валу двигателя, определяется по формуле:

GD2 = 1,15 GpDp2 + 4 · ( стр. 26 формула 1.29).

где Q – грузоподъемность, т.с.

n – обороты двигателя, об/мин

V – скорость вращения механизма, м/мин

GpDp2 = J · 9,81 · 4

J – момент инерции двигателя

На третьем этапе производят проверку выбранного электродвигателя по пусковому режиму, используя зависимость:

Мmax>kз.м. (Мс.max + Мдин)( стр. 40 формула 1.59)

где Мmax – максимальный момент электродвигателя.

Мс.max – максимально возможный для данного кранового механизма момент статистической нагрузки, приведенный к валу электродвигателя, Н · м.

Мс.max = 9550 ·

Мдин – динамический момент, Н · м

Мдин = · а

а – ускорение механизма ( стр. 41 таб. 14)

kз.м. – коэффициент запаса по моменту kз.м. = 1,1 ÷ 1,2

В тех случаях, когда предварительно выбранный электродвигатель не удовлетворяет условиям, выбирают из каталога ближайший больший по мощности и вновь проверяют правильность его выбора.

Расчет мощности двигателя подъема

Определим статистическую мощность на валу двигателя:

Рс.н. = 9,81 ∙ ∙ V ∙ 10

G – вес поднимаемого груза (кг)…………………………..….10000 кг

G- вес захватного механизма (кг)………………………………..50 кг

V – скорость вращения барабана (м/с)……………..…………...0,2 м/с

η – КПД механизма………………………………………………...0,8

Рс.н. = 9,81 ∙ ∙ 0,2 ∙ 10 = 24,6 (кВт)

В соответствии с исходными данными по режиму работы и принятой системой электропривода находим значение коэффициента kт = 0,95 ( стр. 37 таб. 12).

kт – коэффициент, определяющий выбор двигателя по тепловому режиму.

Находим номинальную мощность двигателя по тепловому режиму предварительно.

Рп ≥( стр. 39 формула 1.56)

Рп = = 25,9 (кВт)

По литературе ( стр. 13 таб. 4) выбираем электродвигатель МЕF 412-6У1; Рн = 30 кВт; ПВ = 40%; Мmax = 932 Н∙м; cosφ = 0,71; Iн.с. = 75 А;

Iн.р. = 73 А; Uр = 255 В; J = 0,675 кг ∙ м; η = 85,5%.

Определим полный приведенный к валу двигателя маховый момент всех вращающихся и поступательно-движущихся масс привода и груза:

∑GD = (GD)пр = k GpDp + 4 ( стр. 26 формула 1.28)

где k – поправочный коэффициент, в среднем 1,15

GpDp - маховый момент ротора электродвигателя и всех других частей, вращающихся со скоростью ротора, Н ∙ м

GpDp = 4 ∙ 9,81 ∙ J

J – момент инерции двигателя, кг ∙ м……………………………….0,675

GpDp = 4 ∙ 9,81 ∙ 0,675 = 26,487 Н ∙ м

Q – грузоподъемность, кг ……………………………………….10000

V – скорость подъема м/мин……………………………………………..12

n – номинальные обороты двигателя, об/мин………………………….970

∑GD = 1,15 ∙ 26,487 + 4 ∙ = 36,6 Н м

Рн ≥ ( стр. 39 формула 1.57)

kн – коэффициент, равный единице для электроприводов переменного тока.

Ер – относительная продолжительность включения при регулировании

Ер = 0,5 ( стр. 39 таб. 13)

ηэкв.= ( стр. 38 формула 1.55).

при Z = 240ηэкв.z. = 0,75

ηэкв.= = 0,75

Рн.т. = = 25,2 (кВт)

Рн ≥ Рн.т.

30 кВт > 25,2 кВт

Мmax >

Мс.max = 9550 Рс.н./ n( стр. 43)

n – обороты двигателя………………………………………970 об/мин

Рс.н. – мощность статистическая……………………………..34,6 кВт

Мс.max = 9550 ∙ = 242 Н∙ м

Мдин = ∙ а

= = 102 рад/с

Мдин = ∙ 0,3 = 140 Н ∙ м

Мmax > 1,2 ∙ (242 + 140) = 459

932 Н ∙ м > 459 Н ∙ м

Расчет мощности двигателя передвижения тележки

Рс.т. = ( стр. 23 формула 1.18)

G – грузоподъемность (кг)…………………….............10000 кг

G - вес тележки и подвески (кг)……………………….............2000 кг

V – скорость передвижения (м/мин)……………………...37,8 м/мин

k – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения ребер ходовых колес о рельсы ( стр. 23 таб. 11)………….2,0

М – коэффициент трения скольжения в подшипниках опор вала ходового колеса ( стр. 23)……………………………………………..0,015

r – радиус шейки оси ходового колеса…………………………0,018 м

f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам

( стр. 24)……………………………………………..............0,0003

Rк – радиус колес………………………………………………...0,16 м

η – КПД механизма передвижения ( стр. 20 таб. 10)………..0,85

Рс.т. = = 3,8

Рп = ( стр. 37 формула 1.56)

Рп = = 4 кВт

Из таб. ( стр. 13) выбираем электродвигатель:

Тип МТН 211-6У; Рн = 7кВт; cosφ = 0,64; Iн.с. = 22,5 А; Iн.с. =19,5 А;

Uр = 236 В; J = 0,115 кг ∙ м; Мmax = 196 Н ∙ м; n = 920 об/мин; η = 73%

GpDp = 4 ∙ 9,81 ∙ J

J – момент инерции двигателя, кг ∙ м………………………..….0,115

GpDp = 4 ∙ 9,81 ∙ 0,115 = 4,5 Н ∙ м

Q – грузоподъемность, кг ∙ м……………………………………10000

V – скорость передвижения м/мин………………………..............37,8

n – номинальные обороты двигателя, об/мин……………………...920

GDпр = 1,15 ∙ 4,5 + 4 = 72,6 Н ∙ м

Проверим двигатель на обеспечение теплового режима

Рн ≥ ( стр. 39 формула 1.57)

где kэкв, kз, Е, Ер – расчетные коэффициенты, зависящие от режима работы и маховых масс ( стр. 39 таб. 13)

kн – коэффициент, равный единице для электроприводов переменного тока.

kд.п. – коэффициент, учитывающий степень включений динамических потерь на нагрев машины: 1,25 ( стр. 37 таб. 12)

ηэкв.б. – эквивалентный базисный КПД: 0,76 ( стр. 37 таб. 12)

kр – коэффициент, учитывающий увеличение потерь на регулировочных характеристиках.

kр = 1 – 1,2 (Ер – Ер.б.) ( стр. 40 формула 1.58)

Ер – относительная продолжительность включения при регулировании

Ер = 0,5 ( стр. 39 таб. 13)

kр = 1 – 1,2 (0,5 – 0,4) = 0,88

ηэкв. – эквивалентный КПД, является показателем энергетических свойств системы регулирования и определяющий потери энергии в электроприводе.

ηэкв.= ( стр. 38 формула 1.55).

где ηэкв. – значение эквивалентного КПД, соответствующее заданному числу включений в час Zэкв. ( стр. 38 рис. 5 гр. 4).

при Z = 240ηэкв.z. = 0,75

ηэкв.= = 0,49

Рн.т. = = 6,3 (кВт)

Рн ≥ Рн.т.

7 кВт > 6,3 кВт

Выбранный электродвигатель по нагреву подходит.

Проверим выбранный двигатель по обеспечению пускового режима

Мmax > kзм (Мс.max + Мдин)( стр. 40 формула 1.59)

kзм – коэффициент запаса по моменту ( стр. 41) - 1,2

Мс.max – максимально возможный для данного кранового механизма момент статистической нагрузки приведенной к валу электродвигателя.

nн – обороты двигателя………………………………………..920 об/мин

Рс.н. – мощность статистическая……………………………….3,8 кВт

Мс.max = 9550 ∙ = 39,4 Н∙ м

Мдин – динамический момент, определяемый из условия необходимого ускорения

Мдин = ∙ а ( стр. 44)

= = 96,3 рад/с

а – ускорение механизма 0,3( стр. 41 таб. 14)

Мдин = ∙ 0,3 = 83,2 Н ∙ м

Мmax > 1,2 ∙ (39,4 + 83,2) = 148 Н ∙ м

196 Н ∙ м > 148 Н ∙ м

Выбранный электродвигатель по пусковому режиму подходит.

Выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям.

Расчет мощности двигателя передвижения моста

Определим статическую мощность на валу двигателя:

Рс.т. = ( стр. 23 формула 1.18)

G – грузоподъемность (кг)……………………………….......10000 кг

G - вес тележки и подвески (кг)……………………………...22500 кг

V – скорость передвижения (м/мин)………………..............73 м/мин

k – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения ребер ходовых колес о рельсы ( стр. 23 таб. 11)………….1,2

М – коэффициент трения скольжения в подшипниках опор вала ходового колеса ( стр. 23)…………………………………………..0,015

r – радиус шейки оси ходового колеса……………………………0,035 м

f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам ( стр. 24)……………………………………………..............0,0003

Rк – радиус колес………………………………………………....0,25 м

η – КПД механизма передвижения ( стр. 20 таб. 10)……………………..0,98

Рс.т. = = 9,6

В соответствии с исходными данными по режиму работы и принятой системой электропривода определяем значение коэффициента ( стр. 37 таб. 12) kт = 0, 95

kт – коэффициент, определяющий выбор двигателя по тепловому режиму. Находим предварительную мощность для выбора электродвигателя.

Рп = ( стр. 37 формула 1.56)

Рп = = 10,1 кВт

Из таб. ( стр. 13) выбираем 2 электродвигатель:

Тип МТF 211-6; Рн = 7,5 кВт; cosφ = 0,7; Iн.с. = 21 А; Iн.с. =19,8 А;

Uр = 256 В; J = 0,115 кг ∙ м; Мmax = 191 Н ∙ м; n = 930 об/мин;

Определим приведенный маховый момент к валу двигателя:

GDпр = 1,15 ∙ GpDp+ 4 ( стр. 26 формула 1.28)

где GpDp - маховый момент электродвигателя

GpDp = 4 ∙ 9,81 ∙ J

J – момент инерции двигателя, кг ∙ м…………………………...0,115

GpDp = 4 ∙ 9,81 ∙ 0,23 = 9 Н ∙ м

Q – грузоподъемность, кг ∙ м……………………………...….10000

V – скорость передвижения м/мин………………………...............73

n – номинальные обороты двигателя, об/мин…………………...930

GDпр = 1,15 ∙ 9 + 4 = 257 Н ∙ м

Проверим двигатель на обеспечение теплового режима

Рн ≥ ( стр. 39 формула 1.57)

где kэкв, kз, Е, Ер – расчетные коэффициенты, зависящие от режима работы и маховых масс ( стр. 39 таб. 13)

kн – коэффициент, равный единице для электроприводов переменного тока.

kд.п. – коэффициент, учитывающий степень включений динамических потерь на нагрев машины: 1,25 ( стр. 37 таб. 12)

ηэкв.б. – эквивалентный базисный КПД: 0,76 ( стр. 37 таб. 12)

kр – коэффициент, учитывающий увеличение потерь на регулировочных характеристиках.

kр = 1 – 1,2 (Ер – Ер.б.) ( стр. 40 формула 1.58)

Ер – относительная продолжительность включения при регулировании

Ер = 0,5 ( стр. 39 таб. 40)

kр = 1 – 1,2 (0,5 – 0,4) = 0,88

Ер.б. – базовая относительная продолжительность включения при регулировании Ер.б. = 0,4 ( стр. 39 таб. 13)

ηэкв. – эквивалентный КПД, является показателем энергетических свойств системы регулирования и определяющий потери энергии в электроприводе.

ηэкв.= ( стр. 38 формула 1.55).

где ηэкв. – значение эквивалентного КПД, соответствующее заданному числу включений в час Zэкв. ( стр. 38 рис. 5 гр. 4).

при Z = 240ηэкв.z. = 0,85

ηэкв.= = 0,62

Рн.т. = = 11,8 (кВт)

Рн ≥ Рн.т.

15 кВт > 11,8 кВт

Выбранный электродвигатель по нагреву подходит.

Проверим выбранный двигатель по обеспечению пускового режима

Мmax > kзм (Мс.max + Мдин)( стр. 40 формула 1.59)

kзм – коэффициент запаса по моменту ( стр. 41) - 1,2

Мс.max – максимально возможный для данного кранового механизма момент статистической нагрузки приведенной к валу электродвигателя.

Мс.max = 9550 Рс.н./ nн( стр. 43)

nн – обороты двигателя……………………………………..930 об/мин

Рс.н. – мощность статистическая……………………………….9,6 кВт

Мс.max = 9550 ∙ = 98,5 Н∙ м

Мдин – динамический момент, определяемый из условия необходимого ускорения

Мдин = ∙ а ( стр. 44)

= = 98 рад/с

а – ускорение механизма 0,3( стр. 41 таб. 14)

Мдин = ∙ 0,3 = 155 Н ∙ м

Мmax > 1,2 ∙ (96 + 155) = 302 Н ∙ м

382 Н ∙ м > 302 Н ∙ м

Выбранный электродвигатель по пусковому режиму подходит.

Выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям.

Расчет и выбор тормозов и их приводов для крановых механизмов

Основным параметром тормозов является гарантированно развиваемый или тормозной момент. Тормозной момент с усилием действует на измерительный рычаг, при котором начинается проскальзывание шкива или дисков тормоза.

Согласно правилам Госгортехнадзора каждый из установленных на механизме механических тормозов должен удерживать груз, составляющий 125% номинального, при его остановке с помощью только того тормоза.

С учетом того, что коэффициент трения асбестовых материалов может измениться в зависимости от температуры поверхности до 30% тормоз в номинального, т.е. коэффициент запаса тормозного момента должен быть не менее 1,5 для тормозов, установленных на механизм подъема.

Сначала определяем тормозной момент:

для механизма подъема, формула имеет вид

Мтр =( стр. 134 таб. 4.1)

где Qном – грузоподъемность, кг

Vном - скорость подъема, м/с

nдв – обороты двигателя, об/мин

η – КПД для номинальной нагрузки механизма

для механизма горизонтального перемещения формула имеет вид

Мтр = ( стр. 135 таб. 4.2)

где F – коэффициент трения, в помещении F = 0,2

α – отношение числа тормозящихся колес к общему числу колес

η – КПД механизма

G – грузоподъемность, кг

Скорость передвижения механизма, м/сек

nн – обороты двигателя, об/мин

Число механизмов с тормозом

Расчетная частота вращения электродвигателя, об/мин

Для механизма подъема тормозной момент умножают на коэффициент запаса kз ( стр. 135)

Мтз = kз ∙ Мтр ( стр. 135)

Исходя из полученных значений Мтр, Мтз, по таб. 4.13 ( стр. 149) выбирают тормоз.

Расчет и выбор тормоза механизма подъема

Определяем тормозной момент для механизма подъема:

Мтр =( стр. 134 таб. 4.1)

где Qном – грузоподъемность, кг ∙ с………………………….10000

Vном - скорость подъема, м/мин……………………………………12

nдв – обороты двигателя, об/мин…………………………………...970

η – КПД для номинальной нагрузки механизма……………………0,8

Мтр = = 155 Н ∙ м

Определяем тормозной момент с учетом коэффициента запаса kз

( стр. 135 таб. 4.1) kз = 2

Мтз = Мтр ∙ kз ( стр. 135)

Мтз = 155 ∙ 3 = 310 Н ∙ м

Выбираем тормоз ТКГ-300 ( стр. 149 таб. 4.13), тормозной момент 800 Н ∙ м, диаметр шкива 300 мм, отход колодок 1,5 мм, тип гидротолкателя ТЭ 50, усиление подъема 500 Н, ход штока 50 мм, время подъема штока 0,5 с, время опускания штока 0,37 с, мощность двигателя 0,2 кВт, частота вращения 2850 об/мин, ток двигателя 0,7 А, объем рабочей жидкости 3,5 л.

Расчет и выбор тормоза механизма тележки

Определяем тормозной момент для механизма передвижения тележки:

Мтр = ( стр. 135 таб. 4.2)

G – грузоподъемность, кг……………………………………...10000

Скорость горизонтального передвижения, м/с……………….0,63

Число механизмов с тормозами……………………………….....1

η – КПД механизма…………………………………………………0,85

Расчетная частота вращения электродвигателя, об/мин…….920

Мтр = = 110 Н ∙ м

Мтз = kз ∙ Мтр = 1,5 ∙ 110 = 165 Н ∙ м

Выбираем тормоз ТКГ – 200 ( стр. 149 таб. 4.13), тормозной момент 300 Н ∙ м, диаметр шкива 200 мм, отход колодок 1,2 мм, тип гидротолкателя ТЭ 25, усилие подъема 250 Н, ход штока 32 мм.

Расчет и выбор тормоза механизма передвижения моста

Определяем тормозной момент для механизма передвижения моста:

Мтр = ( стр. 135 таб. 4.2)

где G – вес крана……………………………………….(10000 + 22500)

η – КПД механизма………………………………………………….0,98

Vп – скорость передвижения механизма, м/мин……………………73

nн – обороты двигателя, об/мин…………………………………….930

Мтр = = 644 Н ∙ м

Мтз = Мтр ∙ kз

Мтз = 644 ∙ 1,5 = 966 Н ∙ м

Выбираем тормоз ТКГ-400 ( стр. 149 таб. 4.13).

Тормозной момент 1500 Н ∙ м, диаметр шкива 400 мм, отход колодок 1,8 мм, тип гидротолкателя ТГМ 80, усиление подъема 800 Н ∙ м, ход штока 50 мм, время подъема штока 0,55 с, время опускания штока 0,38 с, мощность двигателя 0,2 кВт. Объем рабочей жидкости 5 л., ток двигателя 0,8 А.

Расчет и выбор аппаратов управления и защиты

По своему назначению и конструктивным особенностям грузоподъемные механизмы относятся к категории оборудования имеющей повышенную опасность, что объясняется процессом работы этих механизмов на площадках и в помещениях, где одновременно находятся люди и оборудование.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок и безопасности грузоподъемных кранов» на проектируемом кране предполагается выполнение следующих защит.

Защита механизмов и двигателей от перегрузок, защита электрооборудования от токов к.з., нулевая защита, защита от перехода механизмами предельно допускаемых положений.

Для осуществления различных видов защит, в кабине крана в панель предполагается установить автоматический выключатель общий для всех двигателей QF1.

Он выбирается:

1. По номинальному положению: Uн ≥ Uр

2. По номинальному току: Iн ≥ Iкр

3. По току срабатывания теплового расцепителя: Iт.р. ≥ 1,15 ∙ Iдл

4. По току срабатывания электрорасцепителя: Iэ.р. ≥ 1,25 ∙ Iкр

Uр – рабочее напряжение 220 В

2. Iн ≥ Iкр

Iкр – максимальный ток, потребляемый электроприемниками

Iкр = ∑Iр+ 2,5 ∙ I пуск д.б.

∑Iр - сумма максимальных рабочих токов цепи, обусловленная всеми приемниками, присоединенными к ней за исключением приемника дающего наибольшее приращение пускового тока.

2,5 ∙ I пуск – пусковой ток двигателя наибольшей мощности

∑Iр = Iр.тел + 2 Iр.моста

∑Iр = 22,5 + 2 ∙ 21 = 64,5 А

2,5 Iпуск = 2,5 ∙ Iд.подъема = 2,5 ∙ 75 = 187,5

Iкр = 64,5 + 187,5 = 252 А

Исходя из полученного значения выбираем автоматический выключатель типа ВА 5139, Iн = 400 А, Iт.р. = 200 А, Iэ.р. = 2400 А

Iн = 400 А > Iкр = 252 А

3. Iт.р. ≥ 1,15 ∙ Iдл

Iт.р. – ток теплового расцепителя

Iдл – рабочий ток работающих приемников

Iдл = Iд.подъема + Iтел + 2 ∙ Iмоста = 75 + 22,5 + 2 ∙ 21 = 140 А

Iт.р. ≥ 1,15 ∙ 140

200 А ≥ 161 А

4.Iэ.р. ≥ 1,25 ∙ Iкр

Iэ.р. ≥ 1,25 ∙ 252

2400 А ≥ 351 А

1, 15 – кратность установки срабатывания теплового расцепителя.

1, 25 – кратность установки срабатывания электромагнитного расцепителя.

Так как автоматический выключатель А3720Ф удовлетворяет всем условиям, принимаем его к установке.

В защитной панели устанавливаем линейный контактор КМ тип КТП6042 220 В. Кнопки SВ1 и SB2 – «пуск» и «стоп» контактора КМ, а также для защиты от токов к.з. оперативных цепей передвижения крана тележки.

Для индивидуальной защиты двигателей в защитной панели предусмотрены реле максимального тока.

При выборе реле максимального тока должно соблюдаться условие

Iуст ≥ Iобщ, где Iобщ – 2,5 ∙ Iн

Iн – номинальный ток двигателя.

Рассчитаем реле максимального тока в цепи двигателя механизма подъема. По схеме в количестве трех штук.

Iуст ≥ Iобщ

Iобщ = 2,5 ∙ 75 = 187,5 А

Выбираем реле РЭО – 401 6ТД 237.004-3.

Предел регулирования 210-640А. Допустимый ток катушки при ПВ 40% = 240 А.

240 А > 187,5 А

Рассчитаем реле максимального тока в цепи двигателя механизма передвижения тележки, в количестве трех штук.

Iуст ≥ Iобщ

Iобщ = 2,5 ∙ Iн = 2,5 ∙ 22,5 = 56,3 А.

Выбираем реле РЭО – 401 6ТД 237.004.6

Предел регулирования 50-160А. Допустимый ток катушки при ПВ

60 А > 56,3 А

Рассчитаем реле максимального тока в цепи двух двигателей перемещения моста, в количестве трех штук.

Iуст ≥ Iобщ

Iобщ = 2 ∙ Iн ∙ 2,5 = 2 ∙ 21∙ 2,5 = 105 А.

Выбираем реле РЭО – 401 6ТД 237.004-4

Предел регулирования 130-400А. Допустимый ток катушки 150 А.

150 А > 105 А

Конечные выключатели SQа и SQд блокировки люка и калитки, а также SQм и SQт – конечные выключатели типа КУ 701 АУ 1 блокировки хода моста и тележки. Все они включены в цепь линейного контактора КМ. Для блокировки предельно-допустимого значения хода подъема используется конечный выключатель SQп типа ВУ – 703 ТУ 1.

Выбор контроллера для пуска и управления двигателем механизма подъема

Контроллеры выбираются в зависимости от мощности двигателя, по допустимому числу включений, по коммутации при наиболее допустимых значениях тока включения, а номинальный ток должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации.

Iн > Iр ∙ k

Сравним паспортные ККТ 68А

( стр. 59 табл. 20) и двигателя МТF412 - 6У1

Кулачковый контроллер ККТ 68А ( стр. 140 табл. 3.7)

Iд – допустимый ток 150 А. Контроллер рассчитан на управление двигателем до 45 кВт.

Двигатель МТF 412 - 6У1

Iст = 75 А, Iр = 73 А

Iн > 73 ∙ 0,9 = 65,7

150 А > 65,7 А

Исходя из расчетов контроллер подходит.

Для подключения двигателя к сети выбираем линейный контактор КТ6033Б, с диапазоном номинального тока от 100 – 250 А.

Выбор контроллера для пуска и управления двигателем механизма тележки

Сравним паспортные данные двигателя МТF111-6У и кулачкового контроллера ККТ 62А ( стр. 104 табл. 3.7)

Данные кулачкового контроллера

Iд – допустимый ток 75 А

Данные двигателя

Iн > Iр ∙ k

k – коэффициент, учитывающий режим работы механизма (число включений, продолжительность включения).

Для ВТ режима работы и 240 включений в час k = 0,9

Iн > 19,5 ∙ 0,9 = 17,55

75 А > 17,55 А

Исходя из расчетов, выбранный кулачковый контроллер подходит.

Выбор контроллера для пуска и управления двигателями перемещения моста

Сравним паспортные данные двигателя МТF312-6 и кулачкового контроллера ККТ 63А ( стр. 104 табл. 3.7)

Данные кулачкового контроллера

Iд – допустимый ток 100 А

Данные двигателя

Т.к. двигателя два, то берем двукратное значение тока

Iн > 2 ∙ 19,8 ∙ 0,9 = 36 А

100 А > 36 А

Исходя из расчетов, кулачковый контроллер подходит.

Для подключения двигателя к сети выбираем линейный контактор КТ6023Б, с диапазоном номинального тока от 100 – 250 А.

Расчет пускорегулирующих сопротивлений и их выбор

В крановых электроприводах применяются элементы сопротивления трех конструктивных особенностей для улучшения пускорегулирующих свойств двигателя.

1. С рассеиваемой мощностью 25 – 150 Вт и сопротивлением от 1 до 30000 (Ом) тип ПЭВ

2. С рассеиваемой мощностью 250 – 400 Вт и сопротивлением от 0,7 до 96 (Ом)

3. С рассеиваемой мощностью 850 – 1000 Вт и сопротивлением от 0,078 до 0,154 (Ом)

Элементы резисторов, собранные в блоки, рассчитаны на эксплуатацию при потенциале по отношению к заземленным частям 800 В. Нормализованные блоки могут, скомпонованы в любом сочетании и позволяют получить требуемые параметры в разных системах электроприводов. Блоки резисторов комплектуются из ленточных и проволочных элементов.

Типы блоков имеют названия БФ – 6 и БФ – 12. В блоках БФ – 6 установлено 6 ленточных элементов, а в блоках БФ – 12 12 фехралевых и константановых проволочных элементов.

Ранее выпускались блоки ИР – 1А, ИФ – 11А, НК – 11А. Мощность новых блоков на 10 – 20% превышает мощность ранее выпускаемых блоков.

Расчет сопротивлений ведем в относительных единицах. Для этого устанавливаем базисные значения М – 100% и I – 100%.

Расчет пускорегулирующих сопротивлений и их выбор для двигателя механизма подъема

М = 9550 = 242 Н ∙ м

2. Находим ток (базисный)

I – 100% = М – 100% ∙ ( стр. 172)

Iн.р. – номинальный ток ротора 73 А

nн – число оборотов двигателя 970 об/мин

Рн – номинальная мощность двигателя 30 кВт

I – 100% = 282 ∙ = 69,7 А

3. Определяем сопротивление ступеней

Rступ = ( стр. 172)

R% - сопротивление ступеней (в процентах)

Rн – номинальное сопротивление

Rн = ( стр. 174)

Ер.н. – ЭДС ротора – 250 В

Rн = = 2,1 (Ом)

Обозначение положений R(Ом)

Общее - 2,9

Исходя из общего сопротивления, выбираем блок резисторов ИРАК 434.332.004-10; тип БФ-6 ( стр. 234 таб. 7.9)

Расчет пускорегулирующих сопротивлений и их выбор для двигателя передвижения тележки

Рассчитаем сопротивления для двигателя МTF 412 – 6У1

1. Находим статический момент двигателя (базисный)

М = 9550 ( стр. 40 формула 1.59)

Рст. – мощность 3,8 кВт

nн – обороты 920 об/мин

М = 9550 = 39,4 Н ∙ м

2. Определим время разгона

t = ( стр. 172)

а – ускорение 0,3 м/сек

t = = 2,1 сек

М-100% = ( стр. 172)

GD = 4,5 (кг ∙ м)

М-100% = = 50,4 Н ∙ м

I – 100% = М – 100% ∙

I – 100% = 50,4 ∙ = 13,5 А

5. Номинальное сопротивление:

Rн = = = 10,9 (Ом)

В зависимости от типа магнитного контроллера находим разбивку сопротивлений по ступеням и определяем сопротивление каждого резистора в одной фазе ( стр. 227 таб. 7.9)

Обозначение положений R(Ом)

Общее - 10,375

Исходя из общего сопротивления, выбираем блок резисторов ИРАК 434.331.003-03; тип БК-12 ( стр. 227 таб. 7.4)

Расчет пускорегулирующих сопротивлений и их выбор для двигателя передвижения моста

Рассчитаем сопротивления для двигателя МTН 211 – 6У1

1. Находим статический момент двигателя (базисный)

М = 9550 ( стр. 40 формула 1.59)

Рст. – мощность 9,6 кВт

nн – обороты 930 об/мин

М = 9550 = 98,6 Н ∙ м

2. Определим время разгона

t = ( стр. 172)

V – скорость передвижения тележки 37,8 м/мин

а – ускорение 0,3 м/сек

3. Для механизмов горизонтального передвижения за базисный момент принимаем момент, необходимый для обеспечения требуемого ускорения.

М-100% = ( стр. 172)

GD - суммарный маховый момент на валу двигателя

GD = 4,5 (кг ∙ м)

М-100% = = 85,2 Н ∙ м

4. Находим ток резистора, соответствующий базисному режиму, принятому за 100%

I – 100% = М – 100% ∙

I – 100% = 85,2 ∙ = 23,1 А

5. Номинальное сопротивление:

Rн = = = 5,9 (Ом)

В зависимости от типа магнитного контроллера находим разбивку сопротивлений по ступеням и определяем сопротивление каждого резистора в одной фазе ( стр. 227 таб. 7.9)

Обозначение положений - R(Ом)

Общее - 8,4

Исходя из общего сопротивления, выбираем блок резисторов ИРАК 434.331.003-02; тип БК-12 ( стр. 227 таб. 7.4)

Расчет механической характеристики двигателя механизма подъема

Построим естественную и искусственную характеристики двигателя: МТF 412-6У1

МТ – серия

F – класс изоляции

6 – число пар полюсов

Паспортные данные:

Рн – номинальная мощность……………………………………30 кВт

nн – номинальные обороты………………………………...970 об/мин

Ер – ЭДС ротора………………………………………………..250 В

Mmax – момент максимальный………………………………932 Н ∙ м

Iр – ток ротора……………………………………………………73 А

Iст – ток статора………………………………………………….75 А

f – частота сети…………………………………………………..50Гц

Порядок расчета:

n = = 1000 об/мин

n= 970 об/мин

М = 9550= 295 Н ∙ м

S = 0,03 ∙ (3,15 + ) = 0,18

n= 1000 (1 – 0,18) = 820 об/мин

Строим естественную характеристику двигателя.

I положение

r = S∙ R= 0,03 ∙ 2,9 = 0,087 Ом

R = S+ = 0,03 + = 1,03 Ом

= 11,83

S= = 0,407

n= n (1 - S) = 1000 (1 – 0,407) = 593 об/мин

S = S(k + ) = 0,407 ∙ (3,15 + ) = 2,49

n= 1000 (1 – 2,49) = 149 об/мин

II положение

R= S+ = 0,03 + = 0,58 Ом

= 6,6

S= = 0,2

n= n (1 - S) = 1000 (1 – 0,2) = 800 об/мин

S= 0,2 ∙ (3,15 + ) = 3,22

n= 1000 (1 – 1,22) = 220 об/мин

III положение

R= S+ = 0,03 + = 0,22 Ом

= 2,52

S= = 0,07

n= n (1 - S) = 1000 (1 – 0,7) = 930 об/мин

S= 0,07 ∙ (3,15 + ) = 0,42

n= 1000 (1 – 0,42) = 580 об/мин

IV положение

R= S+ = 0,03 + = 0,17 Ом

= 2

S= = 0,05

n= n (1 - S) = 1000 (1 – 0,05) = 950 об/мин

S= 0,05 ∙ (3,15 + ) = 0,3

n= 1000 (1 – 0,3) = 700 об/мин

V положение

R = 0 Двигатель работает по естественной характеристике.

Выбор троллей крана

Для питания электроустановок, расположенных на перемещающихся крановых механизмах, применяют различные специальные токопроводы: троллейный, бестроллейный, гибкий, кабельный, кольцевой.

Гибкий троллейный и кабельный токопроводы для кранов, большого применения не получили из-за недостаточно высокой надежности. Кольцевой токопровод применяют для электрооборудования полнопроводных механизмов вращения.

Жесткий троллейный токопровод применяют в виде: системы главных троллей, расположенных вдоль подкранового пути, служащих для питания электрооборудования одного или нескольких кранов; системы вспомогательных троллей, расположенных вдоль моста и служащих для питания электрооборудования тележек. На проектируемом кране питания электрооборудования тележки осуществляется гибким кабельным токопроводом.

Преимущество стальных троллей: относительно высокая надежность, малый износ при значительных ПВ, экономия цветного металла. Снятие напряжения осуществляется подвижными токосъемниками, изготовленными из чугуна.

Сечение троллей, проводов и кабелей крановой сети рассчитывается по допустимому току нагрузки с последующей проверкой на потерю напряжения.

Рр = kн ∙ Р∑ + с ∙ Рз ( стр. 108 формула 1.89)

Рр – расчетная мощность

Р∑ - суммарная устанавливаемая мощность всех двигателей при ПВ 100% (кВт)

Рз – суммарная установленная мощность трех наибольших по мощности двигателей при ПВ 100%

k, с – коэффициенты использования и расчетный коэффициент

( стр. 109 таб. 35)

kн = 0,18с = 0,6

Наименование Тип двигателя Мощность Iн.ст.

механизма

Механизм МТF 412-6У130 кВт75 А

Механизм МТН 211-67 кВт 22,5 А

передвижения

МеханизмМТН 211-62 ∙ 7,5 кВт21 А

передвижения

Переведем мощность двигателей при ПВ = 40% в ПВ = 100%

Р = Р=19 кВт

Р = Р=4,42 кВт

Р = Р=4,75 кВт

Р∑ = 19 + (2 ∙ 4,75) + 4,42 = 33 кВт

Рз = 19 + (2 ∙ 4,75) = 28,5 кВт

Рр = kн ∙ Р∑ + с ∙ Рз

Рр = 0,18 ∙ 33 + 0,6 ∙ 28,5 = 23 кВт

Расчетное значение длительного тока определяют:

Iр = ( стр. 108 формула 1.87)

Рр – расчетная мощность группы всех электродвигателей

Uн – номинальное, линейное напряжение сети

η и cosφ – усредненное значение КПД и cosφ

cosφ=

cosφ = =0,69

η=

η= = 78%

Iр = = 112 А

Предварительно выбираем допустимый по условию механической прочности стальной уголок 75х75х10 S = 480 мм ( стр. 108 таб. 36) Iдл.доп = 315 А

Максимальное значение тока для проверки троллей по потере напряжения определяют по формуле ( стр. 109 формула 1.90)

Imax = Ip + (kпус – 1) ∙ Iн

Iр – расчетный суммарный ток всех электродвигателей по потере напряжения.

Iн - номинальный ток при ПВ 40% электродвигателя с наибольшим пусковым током.

kпус – кратность пускового тока электродвигателя с наибольшим пусковым током, выбираемый для АД с фазным ротором 2,5 ( стр. 110)

Imax = 112 + (2,5 – 1) ∙ 75 = 225 А

По номограмме, приведенной на рис. 26 ( стр. 110) потеря на 1м длины уголка 75х75х10, составляет ∆U = 0,24

Длина троллей крана составляет 162 м, питание подведено к середине, т.е. длина пролета составляет 81 м.

Потеря напряжения в троллеях при питании в средней точке

∆U = ∆U = 0,24 ∙ 81 = 19,4 В

Допускается падение напряжения 10% от номинального Uн = 220 ∆U = 22 В

19,4 В < 22 В

Следовательно, выбранный уголок при этом способе питания подходит.

Расчет и выбор кабелей к электроприемникам крана

Согласно ПУЭ все кабели прокладываются по ферме крана. Прокладка проводов и кабелей, на кранах металлургических предприятий, осуществляется в стальных трубах и металлорукавах согласно ПУЭ стр. 481 пункт 5.4.45.

Провода и кабели должны иметь четкую маркировку соединений и ответвлений. Оконцевание медных и алюминиевых жил проводов и кабелей должны производиться при помощи прессовки, сварки, пайки или специальных зажимов (винтовых, болтовых, клиновых). В местах соединений жил провода и кабеля, должны иметь изоляцию равноценную с изоляцией жил кабелей и проводов согласно ПУЭ стр. 486 пункт 5.4.26.

Выбор кабеля от автомата до ввода крановых троллей

Выбор сечения кабеля производится по допустимой силе тока нагрузки с последующей проверкой на потерю напряжения.

Длина кабеля 30 м прокладывается в лотке от источника питания до троллей. Сечение выбирают по расчетному току, при этом должно соблюдаться условие:

Iдоп – ток длительно допустимый для выбранного проводника.

Iр – ток расчетный

Токовую нагрузку линии определяем как сумму токов всех электродвигателей за исключением тока одного из наименьших двигателей.

Iр = Iст.дв.п. + 2 ∙ Iст.дв.м.

Iр = 75 + 2 ∙ 21 = 117 А

Согласно ПУЭ табл. 1.3.6 выбираем кабель ВВГ сечением 50мм.

Допустимый ток 225 А.

Проверим выбранный кабель на потерю напряжения

∆U = ( стр. 110 формула 1.91)

L – длина кабеля 30 м

S – сечение жил 50 мм

Uу – номинальное напряжение сети

∆U = = 0,7%

Допустимая потеря напряжения 5% от номинального

Выбранный кабель подходит. Кабелем этой же марки снимается напряжение с токосъемников и подается на вводной автомат QF1.

Выбор кабелей к двигателям

1. Рассчитаем кабель для двигателя подъема

MTF 412 - 6У1Iст = 75 А Iр = 73 А

Выбираем кабель: тип КГ сечением 35 мм; допустимый ток 160 А.

Проверим выбранный кабель на потерю напряжения по формуле:

∆U =

Удельная проводимость материала (медь) 57 м/(Ом мм)

∆U = = 0,23%

Выбранный кабель пригоден как для запитывания двигателя, так и для соединения коллектора ротора с пускорегулирующими резисторами.

2. Рассчитаем кабель для двигателя передвижения тележки MTF 211-6E

Iст = 22,5 АIз = 19,5 А

Выбираем кабель: тип КГ сечением 2,5 мм; допустимый ток 18 А. Длина кабеля 11,3 м. Проверим выбранный кабель на потерю напряжения по формуле:

∆U =

Удельная проводимость материала (медь) 57 м/(Ом мм)

∆U = = 0,9%

Допустимая потеря напряжения 3%

Выбранный кабель пригоден как для запитывания двигателя, так и для соединения коллектора ротора с ящиком сопротивлений.

3. Рассчитаем кабель для двигателя передвижения моста MTF 211-6

Iст = 21 АIз = 19,8 А

Выбираем кабель: тип КГ сечением 10 мм; допустимый ток 60 А. Длина кабеля 11,3 м. Проверим выбранный кабель на потерю напряжения по формуле:

∆U =

Удельная проводимость материала (медь) 57 м/(Ом мм)

∆U = = 0,45%

Допустимая потеря напряжения 3%

Выбранный кабель подходит.

Мероприятия по технике безопасности при ремонте электрооборудования крана

Требования к устройству грузоподъемных механизмов, их эксплуатации и ремонту регламентированы «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Госгортехнадзора», ПУЭ, «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

На основании этих правил разрабатывают и вручают крановщику местные инструкции, чтобы обеспечить исправное состояние кранов, грузозахватных механизмов и безопасные условия их работы, руководство обязало:

Назначить ответственных за их безопасной эксплуатацией.

Создать ремонтную службу для профилактических осмотров и ремонтов.

Лица, ответственные за справное состояние кранов, обязаны обеспечить их регулярные осмотры и ремонты.

Систематический контроль за правилами ведения журнала периодических осмотров и своевременное устранение неисправностей.

Проводить обслуживание и ремонт кранов обученным и аттестованным персоналом. Срок проверки знаний и проведения систематического инструктажа не менее чем через 12 месяцев.

Своевременную остановку и подготовку к технологическому освидетельствованию кранов вывод их в ремонт, в соответствии с графиком.

Крановщик имеет право приступить к работе на кране только при получении ключа-бирки на право управления краном.

Слесари электромонтеры и другие лица при осмотре кранов должны брать ключ-бирку на время пребывания их на кране. Крановщик перед началом работы осматривает все механизмы крана и, убедившись в их полной исправности, приступает к работе.

На неисправном кране запрещено работать.

Перед включением главного рубильника или автомата следует осмотреть крановые пути. Настил крана и пол должны быть чистыми.

Чистить, смазывать и реконструировать кран на ходу категорически запрещается.

Во время работы запрещается находиться около движущихся механизмов на мосту крана, за исключением слесарей и электриков-ремонтников, если нужно определить качество работы при испытании механизма.

При нахождении на мосту крана ремонтного рабочего, главный рубильник должен быть отключен

Нельзя использовать конечные выключатели для остановки механизмов крана.

Электробезопасность

Техника безопасности в электроустановках направлена, прежде всего, на предотвращение несчастных случаев поражения электрическим током. Для обеспечения электробезопасности требуется принимать следующие технические способы и средства:

Защитное заземление

Защитное отключение

Изоляция токов едущих частей

Оградительные устройства

Предупредительные сигнализации

Средства защиты и предохранительные приспособления

Блокировки защиты и знаки безопасности

К работе с электроустановками допускаются лица, прошедшие инструктаж, не имеющие медицинских противопоказаний, и обучены безопасным методам труда.

Для обеспечения электробезопасности работ предусмотрены следующие организационные мероприятия:

Назначение лиц, ответственных за организацию проведения работ.

Оформление наряда допуска для проведения работ.

Допуск к ведению работ.

Оформление перерывов и окончания работы.

В целях безопасности работ с действующими электроустановками необходимо выполнять следующие мероприятия: при проведении работ со снятием напряжения.

Отключение установки

Отключение коммутационных аппаратов

Снятие предохранителей

Отсоединение концов питания

Наличие предупреждающих знаков и ограждений, частей остающихся под напряжением

Заземление и ограждение рабочего места.

Крановщики мостовых кранов должны иметь квалификационную группу II по технике безопасности, а ремонтники III группу.

Во время ремонтных работ на кранах допускается использование переносных ламп на напряжение 12 В.

Выполнение этих мер обеспечивает безопасность проводимых работ.

Заземление крана и его использование

Заземление это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением в связи с пробоем изоляции на корпус. В качестве заземлителей в первую очередь используют естественные заземлители в виде проложенных под землей металлических коммуникаций. Когда естественные заземлители отсутствуют или их использование не дает нужных результатов, то применяют искусственные заземлители – заземляющий контур. Не допускается использование в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей, газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в блоках, туннелях, каналах. В качестве искусственного заземлителя используют: угловая сталь 50x50; 60x60; 75х75, с толщиной стенки не менее 4 мм и длиной до 5 метров. Заземлители забивают в ряд или по контуру, на такую глубину, при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остается 0,5 – 0,8 м.

Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть в пределах 2,5 – 3 м. Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм.

Магистрали заземления внутри зданий напряжением до 1000 В выполняют стальной полосой сечением не менее 100 мм. Ответвления от магистрали к электроустановкам выполняют стальной полосой сечением не менее 24 мм .

Согласно ПУЭ для обеспечения электробезопасности все металлические части электрооборудования, по которым не должен проходить ток должны быть заземлены.

При монтаже электрооборудования мостовых кранов заземлению подлежат корпуса электродвигателей; кожухи всех аппаратов; стальные трубы, в которых проложены провода; корпуса пускорегулирующих резисторов; кожуха контроллеров и т.д. Заземление металлоконструкций мостовых кранов выполняется через подкрановые пути и обеспечивается контактом между рельсами и ходовыми колесами. Стенки рельсов должны быть надежно соединены перемычками, сваркой или приварены к подкрановым балкам, образуя при этом непрерывную электрическую цепь. Присоединение заземляющего провода к рельсам должно выполняться при помощи сварки, а присоединение к корпусам двигателей, аппаратов – при помощи болтовых соединений, обеспечивающих надежный контакт. Заземляющие провода присоединяются к магистралям заземления, которые соединяются с металлоконструкциями крана. Заземление проверяют 1 раз в год не менее чем в двух точках.

В электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью должно быть выполнено зануление. В таких установках не разрешается применять заземления корпусов без их связи с глухозаземленной нейтралью источника, т.к. это может привести к появлению опасного для человека напряжения на корпусе поврежденного оборудования.

Зануление – это преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.

Задачей зануления является пути наименьшего сопротивления для человека однофазного короткого замыкания, обеспечивающего надежное отключение автоматических выключателей, сгорание плавких всавок. В качестве нулевых защитных проводников используют: изолированные и неизолированные проводники, нулевые жилы кабелей и проводов, металлические конструкции зданий, подкрановые пути и т.д.

Изменение полного сопротивления петли «фаза-ноль» для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников производится раз в пять лет.

Библиография:

1. Алексеев Ю.В. Певзнер Е.М. Яуре А.Г. «Крановое оборудование» справочник Москва «Энергоатомиздат» 1981 г.

2. «Правила устройства электроустановок» Москва «Энергоатомиздат» 1985 г.

3. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. «Крановый электропривод» справочник Москва «Энергоатомиздат» 1983 г.

4. Рапутов Б.М. «Электрооборудование кранов металлургических предприятий» Москва «Металлургия» 1990 г.

5. Тембель П.В., Геращенко Г.В. «Справочник по обмоточным данным электрических машин и аппаратов» Москва «Энергоатомиздат» 1975 г.

6. Кюринг Г.М. « Расчет электрического освещения» Москва «Энергоатомиздат» 1978 г.

7. Куликов А.А. « Оборудование предприятий цветной металлургии» Москва «Металлургия» 1987 г.

Приложение

Описание работы схемы управления электроприводами механизмов крана

Схема управления краном, грузоподъемностью 10 т.с. работает следующим образом:

Напряжение к крану подведено посредством троллей, с троллей напряжение снимается подвижными токосъемниками. Напряжение на защитную панель крана подается после включения автомата QF1 и рубильника Q в кабине крана. В схему защитной панели входят контакты различных аппаратов, обеспечивающих надежность работы крана и безопасность его обслуживания, например: контакты конечных выключателей, контакты калитки, кабины, люка кабины, аварийного выключателя, реле напряжения и т.д.

На блоки управления подъема, передвижения крана и тележки напряжение подается через защитную панель крана после включения линейного контактора КМ, находящегося в защитной панели.

Для того, чтобы включить контактор КМ1 должна быть замкнута цепь: автоматы QF1 и QF2 (включены), кнопка SB1 (нажата), кнопка «стоп» SB2 (замкнута), ключ-марка SKM (вставлена), размыкающие контакты реле максимального тока КА1 – КА9 (замкнуты).

Следует заметить, что включение линейного контактора КМ1 не требуется, чтобы подать напряжение на автоматы SF1, SF2, SF4, SF5. С автомата SF3 запитан нагреватель ЕК, а с автомата SF1 запитан понижающий трансформатор Т 220/12.

С обмотки трансформатора Т 220/12 запитано 2 разъема XS1, XS2, предназначенных для подключения приборов, работающих от 12 В, например, переносные лампы, применяющиеся во время ремонта крана.

С автомата SF4 запитаны 3 лампы EL1, EL2, EL3, подкранового освещения. С автомата SF2 запитана лампа EL4, установленная в кабине крана. С автомата SF5 запитана розетка XS3 (220 B) и звонок НА через кнопку SB3. Непосредственно с токосъемников запитано роле контроля напряжения KV.

Описание работы схемы элетропривода механизма подъема для асинхронного двигателя с фазным ротором

Для переключения аппаратов панели в определенной последовательности предназначен командоконтроллер SA3. При постановке рукоятки командоконтроллера в сторону подъема на первой позиции двигатель работает в режиме введения сопротивлений в роторной цепи, с помощью контактов ускорения. Защита двигателя обеспечивается, путем включения в статорную цепь реле максимального тока.

Спуск

1-я позиция

Замыкается контакт К3 командоконтроллера SA3, тем самым запитывается контактор КМ3. Через реле максимального тока питания, через силовые контакты, подается на статорную обмотку двигателя, где получает питание электрогидротолкатель YB4, который разаводит тормозные колодки. Двигатель начинает вращаться, причем на первой позиции в цепь ротора включено все сопротивление.

2-я позиция

3-я позиция

4-я позиция

5-я позиция

Подъем

1-я позиция

Замыкается контакт К5 командоконтроллера SA3, тем самым запитывается контактор КМ3. Через реле максимального тока питания, через силовые контакты, подается на статорную обмотку двигателя, где получает питание электрогидротолкатель YB4, который разаводит тормозные колодки. Двигатель начинает вращаться, причем на первой позиции в цепь ротора включено все сопротивление.

2-я позиция

Замыкается контакт К10 командоконтроллера и часть сопротивления в цепи ротора выбрасывается, тем самым скорость двигателя становится больше.

3-я позиция

Замыкается контакт К12, выбрасывается следующая часть сопротивления, скорость двигателя возрастает.

4-я позиция

Замыкается контакт К11, выбрасывая следующую часть сопротивления, тем самым способствует увеличению скорости двигателя.

5-я позиция

Замыкаются оба контакта К9 и К7, тем самым выбрасывается все сопротивление и обмотка ротора замыкается накоротко.

Описание работы схемы элетропривода механизма передвижения тележки для асинхронного двигателя с фазным ротором

Для переключения аппаратов панели в определенной последовательности предназначен командоконтроллер SA2. При постановке рукоятки командоконтроллера в сторону подъема на первой позиции двигатель работает в режиме введения сопротивлений в роторной цепи, с помощью контактов ускорения. Защита двигателя обеспечивается, путем включения в статорную цепь реле максимального тока.

Работа схемы по позиции командоконтроллера

На нулевой позиции контроллера обеспечивается запитка линейного контактора КМ1.

Влево

1-я позиция

Замыкается контакт К3 командоконтроллера SA2. Через реле максимального тока питания, через силовые контакты, подается на статорную обмотку двигателя, где получает питание электрогидротолкатель YB3, который разаводит тормозные колодки. Двигатель начинает вращаться, причем на первой позиции в цепь ротора включено все сопротивление.

2-я позиция

Замыкается контакт К10 командоконтроллера и часть сопротивления в цепи ротора выбрасывается, тем самым скорость двигателя становится больше.

3-я позиция

Замыкается контакт К12, выбрасывается следующая часть сопротивления, скорость двигателя возрастает.

4-я позиция

Замыкается контакт К11, выбрасывая следующую часть сопротивления, тем самым способствует увеличению скорости двигателя.

5-я позиция

Замыкаются оба контакта К9 и К7, тем самым выбрасывается все сопротивление и обмотка ротора замыкается накоротко.

Вправо

1-я позиция

Замыкается контакт К5 командоконтроллера SA2. Через реле максимального тока питания, через силовые контакты, подается на статорную обмотку двигателя, где получает питание электрогидротолкатель YB3, который разаводит тормозные колодки. Двигатель начинает вращаться, причем на первой позиции в цепь ротора включено все сопротивление.

2-я позиция

Замыкается контакт К10 командоконтроллера и часть сопротивления в цепи ротора выбрасывается, тем самым скорость двигателя становится больше.

3-я позиция

Замыкается контакт К12, выбрасывается следующая часть сопротивления, скорость двигателя возрастает.

4-я позиция

Замыкается контакт К11, выбрасывая следующую часть сопротивления, тем самым способствует увеличению скорости двигателя.

5-я позиция

Замыкаются оба контакта К9 и К7, тем самым выбрасывается все сопротивление и обмотка ротора замыкается накоротко.

Описание работы схемы элетропривода механизма передвижения моста для асинхронного двигателя с фазным ротором

Для переключения аппаратов панели в определенной последовательности предназначен командоконтроллер SA1. При постановке рукоятки командоконтроллера в сторону подъема на первой позиции двигатель работает в режиме введения сопротивлений в роторной цепи, с помощью контактов ускорения. Защита двигателя обеспечивается, путем включения в статорную цепь реле максимального тока.

Работа схемы по позиции командоконтроллера

На нулевой позиции контроллера обеспечивается запитка линейного контактора КМ1.

Вперед

1-я позиция

Замыкается контакт К7 командоконтроллера SA1, тем самым запитывается контактор КМ2. Через реле максимального тока питания, через силовые контакты, подается на статорную обмотку двигателя, где получает питание электрогидротолкатель YB1 и YB2, которые разаводят тормозные колодки. Двигатели начинают вращаться, причем на первой позиции в цепь ротора включено все сопротивление.

2-я позиция

3-я позиция

4-я позиция

5-я позиция

Назад

1-я позиция

Замыкается контакт К5 командоконтроллера SA1, тем самым запитывается контактор КМ2. Через реле максимального тока питания, через силовые контакты, подается на статорную обмотку двигателя, где получает питание электрогидротолкатель YB1 и YB2, которые разаводят тормозные колодки. Двигатели начинают вращаться, причем на первой позиции в цепь ротора включено все сопротивление.

2-я позиция

Замыкаются контакты К2 и К8 командоконтроллера и часть сопротивления в цепи ротора выбрасывается, тем самым скорость двигателя становится больше.

3-я позиция

Замыкаются контакты К4 и К10, выбрасывается следующая часть сопротивления, скорость двигателя возрастает.

4-я позиция

Замыкаются контакты К6 и К12, выбрасывая следующую часть сопротивления, тем самым способствует увеличению скорости двигателя.

5-я позиция

Замыкаются контакты К9 и К3, тем самым выбрасывается все сопротивление и обмотка ротора замыкается накоротко.

Краном мостового типа называется подъемный кран с грузозахватным устройством, подвешенным к грузовой тележке или тали, которые перемещаются по подвижной стальной конструкции (мосту). Благодаря своей конструкции мостовой кран может перемещать груз в любую точку рабочей площади ограниченной длинами подкрановой и пролетной балок.

Мостовой кран условно можно разделить на две основные группы элементов: механические узлы и электрооборудование , позволяющее управлять работой крана.

Механические узлы мостового крана

Мост крана , который также имеет другое название – пролётная балка – это несущая конструкция крана, предназначенная для движения по ней грузовой тележки. Мост крана состоит из одной или двух пролетных балок, соединенных с концевыми балками, которые в свою очередь могут передвигать всю конструкцию мостового крана по подкрановым балкам. На мосту крана могут располагаться одна или две грузовые тележки, на одном или двух независимых путях.

Или просто крановая тележка предназначена для перемещения и подъема груза вдоль пролета (пролетной балки мостового крана). Конструкция тележки представляет собой раму, сваренную из поперечных и продольных балок, которая опирается на ходовые колеса и имеет очень жесткую конструкцию. На раме тележки располагается подъемный механизм (вспомогательного и основного подъемов), механизм для передвижения самой тележки вдоль моста крана, токоприемник, а также устройства безопасности. На однобалочных мостовых кранах устанавливают таль или тельфер, двухбалочный кран оснащают грузовой тележкой.

Таль или тельфер – подвесное грузоподъёмное устройство с ручным или механическим приводом (обычно электрическим). Тали широко применяются как в качестве самостоятельного грузоподъемного механизма, так и в тележках однобалочных мостовых кранов.

Таль с электрическим приводом (тельфер) представляет собой лебедку с редуктором, электродвигателем, барабаном или звёздочкой, тормозом и крюковой подвеской. Различают тали стационарные и передвижные (механизированные), подвешенные к специальным тележкам, перемещающимся по подвесным монорельсовым путям.

Балка концевая является составной частью мостового крана и выполняет функции механизма передвижения моста крана по расположенными перпендикулярно подкрановым путям и одновременно служит в качестве опоры моста. Балка концевая состоит из корпуса, колесных блоков и мотор-редуктора. Балки концевые, входящие в состав крана мостового, принято называть комплектом концевых балок.

Подкрановый путь служит для перемещения мостового крана по подкрановой балке. Для мостового крана подкрановый путь может быть выполнен опорным (для опорных мостовых кранов) и подвесным (для подвесных мостовых кранов). В зависимости от этого подкрановый путь может быть двух типов: рельсовый или балочный. В качестве рельсов применяется квадратная или полосовая сталь, железнодорожные рельсы или специальные крановые рельсы.

Подкрановые балки – это основной несущий элемент крановой конструкции, воспринимающий и передающий крановые нагрузки на неподвижное основание и обеспечивающий безопасную работу крана на всем пути его передвижения. На подкрановой балке находится подкрановый путь. Подкрановые балки могут быть выполнены из металлических балок или железобетона. Подкрановые балки являются конструктивным элементом крановой эстакады.

– это глобальное инженерное сооружение, состоящее из опор и пролетного горизонтального строения, являющегося несущей конструкцией для мостового крана. Крановая эстакада может устанавливаться в производственном помещении или под открытым небом.

Крановая эстакада встроенного типа используется в производственных помещениях или цехах и устанавливается на опоры. В качестве опор могут быть использованы колонны цеха, на которых и устанавливаются подкрановые балки. Также крановая эстакада может иметь самостоятельную конструкцию. В этом случае в качестве опор используют колонны или фермы из металлоконструкций с фланцевым основанием.

На площадках открытого типа, под открытым небом, устанавливается открытая крановая эстакада. Колонны эстакады при этом устанавливаются на собственном фундаменте.

В соответствии с Правилами для удобного и безопасного обслуживания кранов, их механизмов и электрического оборудования, расположенных вне кабины, в конструкции мостовых кранов предусматривается устройство соответствующих галерей , площадок и лестниц .

По типу подвески моста крана мостовые краны делятся на опорные и подвесные .

Опорный мостовой кран – это кран, концевая балка которого опирается на рельсы подкранового пути, расположенные сверху подкрановой балки.

Подвесной мостовой кран – это кран, концевая балка которого крепится на подкрановый путь, расположенный на нижнем поясе тавровых или двутавровых подкрановых балок.

По количеству пролетных балок мостовые краны делятся на однобалочные и двухбалочные . В соответствии с этим мостовой кран имеет либо одну, либо две пролетные балки. Двухбалочные краны устойчивее, имеют более равномерное распределение нагрузок от груза и могут поднимать больший вес.

Кабина управления располагается на мосту крана в месте, обеспечивающем наилучший обзор и безопасность работы крановщика, чаще всего ее располагают по краям или в середине пролета моста крана. Иногда кабину управления подвешивают к грузовой тележке. В некоторых случаях для улучшения обзорности кабина имеет возможность автономно перемещаться вдоль пролета крана.

Электрооборудование мостового крана

Электрооборудование мостового крана разделяют на основное , обеспечивающее передвижение моста и грузовой тележки и подъем/опускание груза, и вспомогательное , выполняющее различные дополнительные функции, напрямую не связанные с основной работой крана.

Основное оборудование

• электродвигатели переменного тока;
• системы управления – контроллеры, контакторы, реле управления, магнитные пускатели, рубильники и прочая аппаратура, позволяющая осуществлять управление электродвигателями;
• электромагниты, электрогидравлические толкатели и другие устройства, обеспечивающие работу стопорных тормозов;
• автоматические выключатели, предохранители, реле тока и другие устройства электрической защиты;
• ограничители грузоподъемности, ограничители движения в крайних положениях и другие устройства механической защиты.

Вспомогательное оборудование

• дополнительное осветительное оборудование;
• приборы звуковой сигнализации;
• приборы обогрева (электропечь в кабине управления краном);
• измерительная аппаратура;
• дополнительная защита.

Электропитание механизмов

Подвод электропитания к элементам крана может осуществляться двумя способами: троллейными линиям или гирляндными кабельными системами.

В конструкцию мостового крана входят такие элементы электрооборудования, как электрошкаф, пульт управления, токопровод и др.

– это металлический ящик, в котором находится электрическое оборудование крана – контроллеры, контакторы, реле управления, магнитные пускатели, резисторы, частотные преобразователи, рубильники и прочая аппаратура, позволяющая осуществлять управление электродвигателями.

Управление мостовым краном может быть пультовым (оператор управляет краном при помощи пульта управления с пола) или из кабины управления, установленной на мостовом кране. В зависимости от этого мостовой кран может быть оснащен либо пультом управления, либо кабиной управления.

Пульт управления – это устройство для контроля и управления крановым оборудованием. Пульты управления подразделяются на подвесные пульты и пульты с радиоуправлением .

Подвесной пульт управления может иметь независимое передвижение вдоль пролетной балки, подвешен к электрошкафу или перемещаться совместно с крановой тележкой вдоль моста крана.

Пульт с радиоуправлением осуществляет управление краном по каналу радиосвязи и не связан с краном проводами.

Токопровод для мостового крана обеспечивет подачу электроэнергии от сети на движущийся кран, а также его механизмы. Токопроводы бывают двух типов – троллейный и гибкий.

Троллейный токопровод к мостовому крану осуществляется при помощи троллеев жесткого типа и токоприемников, скользящих по ним при движении крана. Но чаще всего, из-за простоты и удешевления конструкции используют токоподвод с гибким кабелем – гирляндный токопровод . Токопровод с гибким кабелем (гирляндного типа) часто применяют для питания грузовых тележек и обязательно – при работе кранов в пожаро- и взрывоопасных средах.

В металлургии и строительстве, в производственном цеху и на складе, на транспорте и в ремонтных мастерских, при работе с сыпучими и опасными грузами, для перемещения крупногабаритных грузов, неразборных узлов и многого другого применяются мостовые краны. Эта техника предназначена для интенсивной работы в самых разнообразных, порой, экстремальных условиях.

Для перемещения грузов по цеху, складу, иному производственному помещению служит мостовой кран. По проложенным по стенам подкрановым путям передвигается крановый мост с закрепленной на нем грузовой тележкой, осуществляющей подъем и опускание груза.

По конструкции моста краны разделяются на:

• Однобалочные. Мост состоит из одной балки двутаврового сечения, на концах которой установлены концевые балки с ходовыми колесами. В дополнение к основной грузовой тележке может устанавливаться дополнительная консольного типа. Краны этого типа отличаются небольшим весом, но и грузоподъемность у них, как правило, не превышает 10 т.
• Двухбалочные. Конструктивно мост составлен из двух жестких балок с концевыми балками, снабженными ходовыми колесами. Грузовая тележка помимо основного, может оснащаться и вспомогательными грузоподъемными механизмами. Этот тип кранов имеет большую грузоподъемность, управление осуществляется из кабины или дистанционно.

Схема мостового, подвесного крана

По типу крепления мостовые краны разделяют на 2 вида:

• Подвесные. Грузовая тележка перемещается по нижней плоскости балки моста.
• Опорные. Грузовая тележка перемещается по верхней плоскости опорной балки. Такая конструкция обеспечивает максимальную грузоподъемность.

Существует несколько типов мостовых кранов, отличных от традиционных, перемещающихся по параллельным подкрановым путям:

• Радиальный. Вращение крана осуществляется по кольцевому рельсу вокруг жестко закрепленной в центре рабочей площадки опоры.
• Хордовый. Передвижение осуществляется по кольцевому рельсу. В силу конструктивных особенностей, площадь обслуживаемого краном кольца меньше, чем у радиального при том же радиусе вращения.
• Кольцевой. Кран передвигается по двум кольцевым рельсам различного диаметра. Для исключения проскальзывания, ходовые колеса делают разного диаметра.
• Поворотный. Мост крана равен диаметру кольцевого рельса, по которому происходит перемещение. В отличие от радиального, отсутствует центральна опорная балка, и кран может выполнять погрузо-разгрузочные работы в любой точке внутри окружности, ограниченной подкрановыми путями.

Помимо основного рабочего инструмента, крюка, кран может быть оснащен грейфером, магнитным захватом.

Устройство мостового крана

Общее устройство мостового крана состоит из одно- или двухбалочного моста, перемещающейся по нему грузовой тележке. Как на мосту, так и на тележке установлено необходимое электрооборудование и механические узлы. Управляется механизм из подвесной кабины или с пульта, при нахождении оператора на полу цеха или вне рабочей площадки.

Монтаж подкрановых путей может осуществляться как на свободностоящей крановой эстакаде, так и с использованием пола, колонн, стропильных ферм цеха.

На фото устройство мостового крана


Далее рассмотрим устройство различных механизмов мостового крана.

Тормозная система

Для удержания груза или контроля скорости его перемещения (спускной тормоз), остановки передвижения моста крана или грузовой тележки (спускной тормоз) служит тормозная система. Традиционно в подъемных механизмах используются замкнутые (закрытые) тормоза, блокирующие движение в нормальном состоянии. При нажатии на педаль или рукоять, механизм растормаживается. При аварийной ситуации, в случае поломки или остановки какого-либо узла крана, такой тормозной механизм автоматически срабатывает.

Более плавное и быстрое торможение обеспечивают колодочные тормоза.

В случае если перемещение грузовой тележки осуществляется со скоростью, не превышающей 32 м/мин, необходимости в тормозной системе нет, т.к. потери на трение в подшипниках колес и при качении по рельсам обеспечивают устойчивое замедление.

Этот путь, который прошла тележка до полной остановки с момента начала торможения называется путем торможения.

Механизмы подъема

На крановой тележке расположен механизм подъема и опускания груза. В дополнение к основному, могут использоваться один или два вспомогательных механизма, грузоподъемность которых меньше грузоподъемности основного в 3-10 раз в зависимости от класса крана.

Составными частями любого из них являются:

• Приводной электродвигатель.
• Трансмиссионные валы.
• Редуктор.
• Грузовые тросы с барабаном для намотки.

Схема подъемного механизма мостового крана


Для работы с грузами более 80 т используется дополнительный редуктор или понижающая зубчатая передача.
Для повышения тягового усилия применяется полиспаст, наиболее распространенной разновидностью которого является сдвоенный кратный. Благодаря ему трос наматывается равномерно на барабан с обоих концов, тем самым позволяя сбалансировать нагрузку на опоры барабана и всю пролетную часть моста.

Подкрановые пути

Назначение подкрановых путей – обеспечить равномерное распределение веса мостового крана на фундамент и перемещение крановой балки по этим путям. Для опорных однобалочных кранов с небольшой грузоподъемностью в качестве направляющих используются обычные железнодорожные рельсы. Для механизмов грузоподъемностью 20 и более тонн используют специальные крановые рельсы. Основанием для них чаще всего является стальная двутавровая балка.

Учитывая вес самого крана и груза, а также скорость перемещения по подкрановым путям, к качеству их установки должны применяться повышенные требования, исключающие возможность схода крана с рельсов. Для того, чтобы предотвратить это, ширина колес должна превышать ширину используемых рельсов. Так, при использовании цилиндрических колес, их ширина должна быть больше ширины рельса на 30 и более мм. Для конических колес это значение должно быть не менее 40 мм.

Укладка рельсов должна производиться с тепловым зазором, а также обеспечиваться перепад высот на них не более 2 мм. При больших значениях возникает сильная ударная нагрузка на колеса.

В случае подвесного мостового крана, устройство кранового пути представляет собой закрепленную на стропильных фермах помещения балку, чаще всего двутавровую, грузовая каретка при этом перемещается по нижней плоскости этой балки (подвешивается к ней).

Электрообрудование

К электрооборудованию мостовых кранов предъявляются особые требования, среди которых режим работы, при котором в течение часа может производиться до нескольких сотен кратковременных включений и выключений, перегрузки, возникающие при разгоне и торможении крановой тележки и самого крана, изменение скоростей передвижения.

Перемещение моста и грузовой тележки, манипуляции с грузом обеспечивает основное электрооборудование мостового крана.

К электрооборудованию относятся:

• Электродвигатели. Устанавливаются 3 или 4 двигателя, 2 из которых смонтированы на тележке для осуществления подъема/опускания груза, перемещения ее по балке моста, и 1 или 2 двигателя обеспечивают перемещение балки крана по подкрановым путям.
• Управляющая аппаратура (реле, контроллеры, пускатели и т.д.).
• Устройства электрозащиты (предохранители, автоматические выключатели и т.д.).
• Устройства, обеспечивающие работу тормозной системы крана.

Электросхема мостового крана

К вспомогательному электрооборудованию относятся осветительные приборы, системы отопления кабины, звуковая и проч. сигнализация, и т.п.

Электропитание крана обеспечивается двумя способами:

Троллейная линия. Чаще всего используется с кранами большой грузоподъемности. Для обеспечения безопасности, троллейная шина должна располагаться на высоте минимум 3.5 м от пола и не менее 2.5 метров до настила моста. Грузовая тележка получает питание от собственной троллейной линии, смонтированной на балке моста.

Кабельная система. Это гибкий электрический кабель, для предотвращения повреждения которого при перемещении крана или тележки используются каретки для подвешивания.

К аппаратам управления крановыми электродвигателями относятся кулачковые и барабанные контроллеры, контакторы, реле управления, магнитные контроллеры и крановые командоконтроллеры. Контроллеры барабанные и кулачковые служат для пуска, реверсирования и регулирования скорости электродвигателей, установленных на кране. Управление этими контроллерами осуществляется вручную, для чего они снабжаются штурвалами или рукояткой. Барабанные контроллеры сняты с производства и в эксплуатации находятся лишь ранее выпущенные или импортные.

Кулачковый контроллер состоит из корпуса, в который встроены кулачковый барабан и рейка с набором кулачковых элементов. Кулачковый барабан представляет собой стальной вал с закрепленными на нем пластмассовыми фасонными шайбами, который вращается в шариковых подшипниках. Кулачковые элементы главного тока и цепи управления закрепляются на стальной рейке, которая в свою очередь крепится к чугунным основаниям корпуса. При проворачивании кулачкового барабана с помощью насаженного на него штурвала производится, замыкание и размыкание кулачковых элементов. При повороте маховика контроллера большое значение имеет четкая фиксация кулачкового барабана в положениях, соответствующих полному замыканию или полному размыканию контактов. Для этой цели в контроллере предусмотрено фиксирующее устройство (рис. 7. 1). Фиксация положения осуществляется роликом 1, который западает во впадины храповика 2 под воздействием пружины 3. Если барабан не доведен крановщиком до фиксированного положения, ролик собачки 4, прижимаемый сильной пружиной, создает дополнительное усилие, заставляющее барабан повернуться либо обратно на предыдущее положение, либо вперед на следующее. Направление вызываемых движений (например, «вверх», «вниз») должно быть указано на контроллере в виде штампованных (литых) надписей и стрелок. Допускается выполнение надписей и стрелок другим способом, обеспечивающим их сохранность, например способом фотохимического травления (письмо Госгортехнадзора СССР № C9-13-15 г/217 от 1 марта 1972 г.).

Контактором называется аппарат с электромагнитным приводом, предназначенный для включения к отключения силовых электрических цепей под нагрузкой. Контактор состоит из магнитной системы, контактной системы и системы блок-контактов.

Магнитная система включает втягивающую катушку, неподвижную часть магнитопровода (ярмо) и подвижную его часть (якорь). Магнитный поток, создаваемый катушкой при прохождении в ней тока, замыкается через ярмо и якорь, вызывает усилие, стремящееся сблизить их до соприкосновения.

Контактная система состоит из неподвижных и подвижных контактов. Подвижные контакты соединены механически с якорем. При сближении якоря с ярмом, подвижные контакты (замыкающие) соединяются с неподвижными контактами. При снятии напряжения с втягивающей катушки контактор отключается под действием собственной массы подвижной системы и усилий контактных пружин. Блокировочные контакты выполняются конструктивно в виде отдельного узла. Они рассчитываются на небольшие токи и включаются обычно только в цепь управления.

При размыкании контактов контактора, находящегося пол током, между расходящимися контактами, возникает электрическая дуга, которая вызывает ускоренный износ и даже разрушение контактов. Для сокращения времени горения дуги применяются дугогасительные камеры принудительного электромагнитного гашения дуги. Работа контактора со снятыми дугогасительными камерами недопустима. В электросхемах кранов контакторы используются в магнитных контроллерах, для управления отдельными двигателями и в защитных панелях в качестве линейных контакторов.

Реле управления, применяемые в электросхемах кранов, разделяют на:

а) реле времени, предназначенные для получения интервала времени между моментом получения импульса и моментом срабатывания реле; реле времени применяются в магнитных контроллерах для автоматического замыкания и размыкания цепей управления с заданной выдержкой времени;

б) реле напряжения (максимального или минимального), предназначенные для срабатывания при определенном значении напряжения на зажимах втягивающей катушки;

в) реле максимального тока (максимальное реле), срабатывающее при определенном (установленном) значении тока во втягивающей катушке; максимальное реле применяется для защиты электроустановок от повреждения при аварийных режимах, возникающих в результате резкого возрастания величины тока, значительно превышающего нормальную для данной электроустановки (например, при коротком замыкании); максимальное реле срабатывает в случае возрастания величины тока против нормальной на 180-225% и после срабатывания автоматически возвращается в рабочее состояние;

г) реле тепловые, срабатывающие при определенных значениях тока и длительности его прохождения.

Магнитным контроллером называется панель из изоляционного материала, на которой установлены контакторы, реле, рубильники, предохранители, соединенные между собой по соответствующей электросхеме. Панель монтируется на стальной сварной раме.

Магнитные контроллеры предназначены для дистанционного управления электродвигателями. Управление магнитными контроллерами осуществляется независимо от мощности электродвигателя с помощью малогабаритного командоконтроллера без применения значительного мускульного усилия машиниста. Эти контроллеры обычно устанавливаются вне кабины (у мостовых кранов та мосту, у башенных на поворотной платформе), что улучшает условия работы машиниста, так как кабина становится просторной, а управление - бесшумным. На мещных кланах магнитные контроллеры располагают в специальных кабинах.

В магнитных контроллерах в качестве элемента, переключающего силовые цепи, применяются контакторы, цепи катушек которых переключаются с помощью командококтроллера.

Пускорегулирующее сопротивление применяется для обеспечения плавности пуска и регулирования скорости вращения электродвигателя. Сопротивление поглощает электроэнергию и превращает ее в тепло, которое рассеивается в окружающую среду.

Для кранов применяются сопротивления двух основных конструкций-проволочные и ленточные. В проволочных элементах сопротивлений на металлические держатели, изолированные по граням фарфоровыми изоляторами, намотана проволока из материала с большим удельным сопротивлением константана, ферхаля). Несколько таких элементов, собранных в пакет и стянутых двумя изолированными шпильками между стальными боковинами, составляют ящик сопротивления.

Элементы ленточных сопротивлений выполняются из ферхалевой ленты, намотанной спиралью «на ребро» и закрепленной на держателе с помощью фарфоровых изоляторов. Эти элементы также собираются в ящики сопротивлений.

На находящихся в эксплуатации кранах имеются ящики сопротивлений, элементы сопротивления которых изготовлены из специальных чугунных пластин. Для предохранения от коррозии такие элементы оцинковываются. Чугунные элементы набираются между боковин на две изолированные миканитовыми трубками стяжные шпильки, которые пропускаются через отверстия, имеющиеся в каждом элементе. Чтобы иметь возможность изменять сопротивление, его делят промежуточными вводами на части - ступени. В процессе управления двигателем сопротивление меняется путем переключения ступеней при помощи аппаратов управления (контроллеров).

Схемы включения крановых сопротивлений весьма разнообразны и описываются в специальной литературе.

Устанавливать ящики сопротивлений в кабине крановщика не разрешается (ст. 193 Правил по кранам). Если такая установка была произведена ранее, то требование о выносе сопротивлений из кабины находящихся в эксплуатации кранов предъявляется только для кранов горячих цехов, а также в случаях, если сопротивление мешает нормальной работе крановщика (информационно-директивное письмо Госгортехнадзора СССР от 21 августа 1971 г.).

Рисунок 7.2. Вихревой тормозной генератор типа TM-4:
1 - торцовая крышка, 2 - ротор генератора; 3 - статорные зубцы; 4 - тороидальная катушка

Вихревой тормозной генератор применяется в приводе башенных кранов для регулирования скорости вращения электропривода грузовой лебедки (рис. 7. 2). Вихревой тормозной генератор, механически связанный с валом ротора электродвигателя, нагружает электродвигатель независимо от полезной нагрузки. Скорость же вращения электродвигателя снижается в зависимости от нагрузки и сопротивления включаемого в цепь его ротора. Тормозной момент на валу генератора возникает вследствие взаимодействия между неподвижным в пространстве магнитным полем и токами, наводимыми в стержнях и теле вращающегося ротора. Генератор, создающий необходимую дополнительную нагрузку электродвигателя, включается при помощи обмотки возбуждения питающейся от постоянного тока.

Ротор генератора выполнен в виде короткозамкнутого ротора асинхронной машины и механически связан с валом электродвигателя. Он вращается в расточке неподвижного статора с небольшим воздушным зазором.

Статор состоит из двух стальных массивных частей, между которыми помещена катушка. Каждая часть имеет по четыре зубца, расположенных в чередующейся последовательности во внутренней расточке статора. Таким образом образуются четыре пары полюсов.

При вращении ротора его стержни пересекают неподвижное в пространстве многополюсное магнитное поле, вследствие чего в них возникают э. д. с. и ток. Вихревые токи ротора взаимодействуют с магнитным полем статора и создают на валу вращающий момент, являющийся тормозным. Его направление всегда противоположно направлению вращения.

Выпрямители преобразуют переменный ток в постоянный, необходимый для питания цепей управления, защиты и обмоток возбуждения тормозных вихревых генераторов. Широко распространен селеновый выпрямитель, состоящий из четырех столбов, собранных из селеновых элементов по однофазной мостовой схеме, позволяющей использовать оба полупериода питающего переменного тока. Селеновый элемент представляет собой круглую или квадратную металлическую шайбу, покрытую с одной стороны тонким слоем полупроводника - селена и катодного сплава. Такой элемент обладает одностороней проводимостью, пропуская ток от основного элемента к катодному сплаву и задерживая его в обратном направлении. Кроме однофазных выпрямителей, применяются трехфазные селеновые, германиевые и кремниевые.

Вводное устройство (защитная панель, автомат ввода и т. п.) служит для подачи напряжения на кран от внешней сети. Правилами по кранам (ст. 183) предусматривается необходимость наличия у вводного устройства ручного привода (рубильника, разъединителя) и привода, позволяющего снимать напряжение с крана посредством аппаратов дистанционного управления (кнопки, аварийного выключателя). Это требование выполнимо для кранов мостового типа, снабженных защитной панелью и аварийным выключателем, воздействующим на линейный контактор защитной панели.

Вследствие отсутствия эффективного прибора для других кранов требования статьи 183 не применяются до особого указания Госгортехнадзора СССР (письмо № 06-13-1/340 от 20 марта 1973 г.). Подлючение электрооборудования башенного крана к внешней сети электроснабжения производится вводным устройством, установленым на неповоротной части крана. Вводное устройство состоит из металлического корпуса с дверкой, внутри которого установлен блок предохранитель - выключатель. Включение блока производится с помощью рукоятки. Механизм включения имеет блокировку, препятствующую открыванию дверки при выключенном блоке и включению блока при открытой дверке. В блоке применены плавкие предохранители типа ПН-2 с закрытыми патронами.

Защитные панели. Аппараты (реле и контакторы), осуществляющие максимальную, нулевую и конечную защиту электродвигателей крана, могут быть установлены на панелях магнитных контроллеров. В этом случае они предназначаются для защиты одного двигателя, управляемого этим контроллером. Чаще применяется общая для всего крана схема и аппаратура защиты с установкой всей защитной аппаратуры на так называемой защитной панели.

Панель состоит из комплекта токовых реле мгновенного действия, общего рубильника, автомата или выключателя для отключения всех двигателей, а также контактора, отключающего двигатель при срабатывании максимальных реле.

На панелях устанавливаются предохранители для цепей управления и кнопка для включения контактора. Конструктивное устройство защитной панели представляет собой металлический шкаф с передним присоединением проводов и передним обслуживанием.

Защитные панели башенных кранов во время работы их должны быть опломбированы или заперты на замок (ст. 340 Правил по кранам) в целях предупреждения преднамеренного вывода крановщиком из действия ограничителя грузоподъемности и других предохранительных устройств.

Вводное устройство (защитная панель) мостовых и консольных передвижных кранов должно быть оборудовано индивидуальным контактным замком с ключом, без которого не может быть подано напряжение на край.

Допускается вместо контактного замка устанавливать замок с индивидуальным ключом, запирающий рубильник, автомат или выключатель в отключенном положении. Ключ из замка должен выниматься только при отключенном и запертом в этом положении рубильнике, автомате или выключателе (информационно-директивное письмо Госгортехнадзора СССР от 26 августа 1971 г.). Этому требованию отвечают защитные панели типа ПЗКБ-160 и ПЗК5-400, выпускаемые заводом «Динамо» им. С. М. Кирова.

Рисунок 7.3. Общий вид электромеханического замка для мостовых кранов

Для кранов тропического исполнения применяются защитные панели типа В-Т, на которых в качестве дополнительного аппарата с блок-замком устанавливается подвесная кнопочная станция типа ПКТ-20, включаемая в цепь управления краном. Эта станция имеет выключатель, замыкающийся пластмассовым ключом.

Ленинградский завод подъемно-транспортного оборудования (ПТО) им. Кирова применяет автомобильный контактный замок с промежуточным реле, контакты которого включаются в цепь управления краном. Электромеханический замок, собранный из серийно выпускаемых изделий для дверного замка и пакетного выключателя, изображен на рис. 7. 3. От дверного замка взят механизм 1. Из текстолита изготовлены корпус 2, муфта 3, крышка 4 и металлическая упорная пластина 5, которая служит для ограничения поворота контактной шайбы 6 на 90°. Через фигурное отверстие упорной металлической пластины проходит поводковая планка 7. Детали электрической части замка 8, 9 и 10 взяты от стандартного 25-а пакетного выключателя.

Замок устанавливается в стенке шкафа защитной панели таким образом, что наружу выступает лишь торец механизма 1. Остальная часть замка помещается внутри шкафа, запираемого на ключ. С помощью двух зажимов 8 замок включается последовательно в цепь катушки главного контактора. Нормальное положение контакторов замка разомкнутое. Чтобы включить контактор, необходимо вставить ключ 11 в скважину механизма 1 и, повернув его по часовой стрелке на 90°, замкнуть контакты.

Уходя со своего рабочего места, крановщик уносит ключ с собой. Вынуть ключ из замка можно лишь после поворота его против часовой стрелки в исходное положение.

При этом разрывается цепь катушки главного контактора, вследствие чего включить контактор невозможно.

Ключи от электромеханических замков, установленных на кранах, хранятся в инструментальной кладовой цеха и выдаются обслуживающему персоналу (крановщикам, слесарям и электромонтерам) в обмен, на жетоны, которые предоставляют ему право на обслуживание кранов.

Для удобства установления принадлежности ключа и жетона тому или иному крану на них выбиваются регистрационные номера крана. Кроме того, на жетоне выбивается порядковый номер его. Жетоны выдаются персоналу под расписку. В ведомости указываются порядковый номер жетона и регистрационный номер крана.

Электромеханический замок такой конструкции разработан и внедрен на Одесском заводе прессов.

Воздушный автоматический выключатель (автомат) предназначается для автоматического размыкания электрических цепей при токах короткого замыкания или токах значительных перегрузок. При перегрузке или коротком замыкании автомат отключает все фазы защищаемой им цепи, благодаря чему исключается возможность однофазной работы трехфазных двигателей.

Защитное заземление - соединение корпусов электрооборудования с заземляющим устройством. Это одна из основных мер электробезопасности людей, обслуживающих грузоподъемные механизмы. Все металлические части электрооборудования: корпуса электродвигателей и контакторные панели, кожухи всех аппаратов, кабели, панели, щиты, а также металлические конструкции кранов - могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции и потому должны надежно заземляться (рис. 8).

В установках с напряжением 380/220 В и 220/127 В вместо заземления используют зануление, т. е. присоединение указанных выше корпусов электрооборудования к заземленному нулевому проводу.

В качестве заземлителей используются вертикально введенные в землю металлические трубы диаметром 25 - 35 мм, длиной 2,5 м или уголки такой же длины. Расстояние между заземлителями принимается равным не менее 2,5 - 3,0 м. Для предупреждения коррозии заземлители омеднивают или оцинковывают. Количество заземлнтелей определяется расчетами (учитывается состояние грунта).

Заземлители соединены между собой приваренными металлическими полосами и образуют контуры заземления, которые должны периодически проверяться.

Заземляющие проводники соединяют корпуса электрооборудования с заземлителем. Мостовые краны, кроме действующих во взрывоопасной среде, заземляются через подкрановый путь. Сопротивление заземления в сетях с рабочим напряжением до 1000.В, к числу которых относятся электрические краны, не должно превышать 4 Ом вместе с сопротивлением контура.

Механизмы и аппаратура управления мостовыми кранами

Для пуска (остановки), изменения направления и скорости вращения двигателей механизмов мостовых кранов применяются контроллеры. По конструкции и исполнению контактной части контроллеры бывают барабанные и кулачковые. Барабанные контроллеры используются для легких и средних режимов работы (до 120 включений в час), кулачковые - для более тяжелых режимов (до 600 включений в час). Для особенно тяжелых режимов при меняютея магнитные контроллеры, управляемые командоконтроллерами на расстоянии.

Наиболее простая конструкция контроллеров - с механическим приводом. Все переключения в них выполняются кранов- щиком вручную. Правилами предусмотрена, что аппараты yправления грузоподъемной машиной должны быть выполнены и установлены таким образом, чтобы управление было удобным и не затрудняло наблюдение за грузозахватным органом и грузом. Это определяется местом размещения кабины на кране с учетом условий выполняемой работы и необходимой обзорности, конструкцией и углом наклона световых.проемов в кабине по отношению к обслуживаемой площади, расположением сидения крановщика. Средства управления для облегчения ориентировки отличаются формой, размерами, цветом. Контрольные приборы размещаются в удобном месте, на уровне глаз крановщика, чтобы он хорошо их видел.

Важное значение имеет надежная фиксация контроллеров во всех рабочих и нулевом положениях. Направление движений рукояток, рычагов, маховиков должно указываться на этих механизмах и аппаратах в виде ярких, хорошо видимых надписей и стрелок, быть рациональным и по возможности соответствовать направлению вызываемых ими движений. Да это и понятно. Скажем, если бы крановщик, приводя в движение механизм передвижения моста в левую от себя сторону, поворачивал маховик контроллера.влево, а кран при этом двигался бы вправо, это дезориентировало бы. Такое управление искусственно вызывает излишнее напряжение, требует особой сноровки, нередко ведет к несчастным случаям и не рекомендуется Правилами.

Контакторы - аппараты, служащие для частых дистанционных включений и выключений тока в электрической цепи. Использование контакторов на кранах с тяжелым режимом позволяет производить до 800 включений в час. В одном контакторе бывает несколько парных силовых и вспомогательных контактов. Силовые контакты применяются для разрыва основного тока, а вспомогательные - для управления в оперативных схемах и называются блок-контактами.

Сопротивления , применяемые на кранах, служат для плав. ного пуска электродвигателей и регулировки числа оборотов. Они включаются в цепь якоря двигателей при постоянном токе или в цепь ротора при переменном токе. Изготовляются сопротивления из чугунных элементов или проволоки с большим удельным сопротивлением (вихром, фехраль и др.). Обычно ящики сопротивления нагреваются до высокой температуры. Поэтому они зашиваются металлической сеткой и устанавливаются так, чтобы рабочие не прикасались к ним во избежание ожогов. Осмотр или ремонт сопротивления может быть разрешен только после того, как снято напряжение с крана. Сейчас все больше применяют краны с автоматическим и дистанционным управлением. Дистанционное управление, кранами исключает пребывание людей в условиях высокой температуры окружающей среды, запыленной атмосферы, облегчает их труд, делает его более безопасным.

Кабины управления. Кабина управления краном - рабочее место крановщика. Ее устройство и размещение должно соответствовать Правилам и гарантировать безопасную работу. Кабина должна быть просторной, обеспечивать свободный доступ к оборудованию и вмещать при необходимости, кроме крановщика, стажера или ремонтника; устроена и размещена так, чтобы крановщик со своего рабочего места мог наблюдать за грузозахватным органом н грузом, беспрепятственно просматривать обслуживаемую краном площадь. В некоторых конструкциях кабин для улучшения обзорности настил пола делают из толстого (около 20 мм) плексиглаза, через который свободно просматривается вся зона под кабиной крана. В этих случаях нижняя часть кабины, на которую становится крановщик, должна быть защищена крепкими решетками, способными надежно выдержать его вес.

Важное условие безопасности - расположение кабины со стороны, противоположной главным крановым троллеям. Допускаются исключения в тех случаях, когда троллеи недоступны для случайного прикосновения к ним из, кабины, с посадочной площадки и лестниц.

Кабины электромостовых кранов должны иметь высоту не менее 1,8 м. Верхнее перекрытие кабины - сплошное или сетчатое (ячейка не более 20X20 мм), защищающее от падения в нее случайных предметов. Правилами предусматривается сплошное ограждение кабины со всех сторон высотой не менее 1 м. При выполнении в кабине работ только сидя ее высоту разрешается уменьшить до 1,5 м, а ограждение обшивки - до 0,7 м. Пол должен быть сплошным, деревянным или каким-либо другим, неметаллическим и покрыт резиновыми диэлектрическими ковриками размером не менее 500X700 мм, причем размещать их следует только в местах обслуживания электрооборудования.

На некоторых предприятиях работают краны, у которых расстояние между задней стенкой кабины и максимально выступающими в ее сторону предметами менее 400 мм. В таких случаях, чтобы избежать травмирования крановщика (стажера, дублера) в опасной зоне, заднюю сторону кабины следует ограждать по всей ширине и на высоту 1800 мм. Боковые стороны, примыкающие к задней стенке, ограждаются на ширину не менее 400 мм.

Предъявляются также требования и к устройству входной двери в кабину крана. Дверь должна выполняться распашной или раздвижной и иметь запор изнутри. Дверь распашного типа открывается только внутрь.

Полезная информация: Современное производство кранов мостовых на сайте завода kranbalka.su