Часть II

Автоматизированный электропривод производственных механизмов

Раздел тринадцатый ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ

13.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ И УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ КРАНОВЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

В мирово практике электропривода из-готовляютси и совершенствуются Специали-зироваяные серии электрических машин и аппаратов, отвечающих особым требованиям эксплуатации крановых механизмов. В отличие от большнис1ва электроприводов пронз-водствеиных механизмов крановый электро-прнвод как правило, не имеет наперед заданиого производственного цикла. Режим его работы зависит от многих факторов, а нагрузка н знак ее изменяются в весьма широких пределах. Поэтому крановое электрооборудование должно удовлетворять следующим особым условиям эксплуатации: изменение нагрузки в широких пределах значений и иаправлеиня действия; большой диапазон регулирования скорости прн различных зиачеииях и направлениях нагрузки; большая частота включений; постоянное чередование периодов работы и пауз; значительные внешние механические воздействия иа электрооборудование, иаходищееся иа движущихся частях кранов; высокая вероятность различных перегрузок; повышенные требования к надежности устройств отключения и торможения электропривода.

Одним из важнейших факторов, определяющих специфику кранового электропривода, является процесс работы крановых механизмов в условиях производственных помещений, где находятся люди и пеииое оборудование. Перечисленные выше услоиня относятся полностью к электрооборудованию грузоподъемных кранов всех типов и иазна-чеиий, а также могут быть распространены иа малые грузоподъемные средства - тельферы и краи-балки.

В крановом электроприводе приняты термины, определяющие ряд специфических параметров для этой категории.

а) Грузоподъемность Q - расчетная ио-мяиальиая масса поднимаемого механизмом груза, т.

б) Номинальная скорость v - линейная скорость горизонтального или вертикального

перемещения груза нлн отдельных элемеитов конструкции механизма, м/с. Для мекаиизма поворота Шв - скорость поворота, рад/с, или Лв - частота вращения, об/мии.

в) Посадочная или установочная скорость ПтЫ - минимальная скорость опускания груза или миинмальиаи скорость горизонтального перемещения, м/с.

г) Диапазон регулирования - отношение номинальной скорости к посадочной иди установочной.

д) Режим эксплуатации кранового меха- инзма - понятие, охватывающее условия выбора всех элементов крана, включая электрооборудование. В это понятие входят частота пусков, относительная продолжительность включения (ПВ), годовое и суточное использование механизма, степень ответственности. Все многообразие режимов эксплуатации сведено к четырем: Л - легкий, С - средний, Т -тяжелый, ВТ -весьма тяжелый [13.5].

е) Расчетный режим работы кранового электрооборудования-режим повторио-крат-ковремеииой нагрузки. Он характеризуется двумя параметрами: относительной продолжительностью включеиня ПВ и числом пусков в час с разгоном до номинальной скорости (см. разд. 7).

ж) Режим работы кранового электрооборудовании ивляется отражинем фактического усредиеииого цикла выполнения грузоподъемной операции. В общем виде цикл состоит из ряда операций по захвату, подъему и перемещению груза в заданную точку и последующему возврату механизма для повторения цикла. За одни цикл осушествляется от четырех до двадцати пусков механизмов подъема и передвижения крана при относительной продолжительности включении, соответствующей продолжительности времени работы за цикл. Из времени работы в течение цикла могут быть выделены: время всех разгонои t и торможений, называемое временем динамических режимов /д, а также времена работы иа малых скоростях /р , называемые иремеиами регулирования.

Продолжительность иключейня динамических режимов и регулиронанни е,-также может быть выражена в виде относительной величины аналогично общей

относительной ПВ:

100 0,

<р + <П

где <р - суммарное время работы; - суммарное время пауз.

з) Производительность грузоподъемного механизма N - наибольшее число циклов перегрузки грузов в течение 1 ч прн заданной расчетной траектории перемещения груза. Производительностью характеризуются крановые механизмы, выполняющие повторяющиеся технологические операции.

и) Ресурс кранового электропривода определяется двумя параметрами - общим числом часов работы Гр и общим числом циклов включение-отключение Sp от пуска в эксплуатацию до проведения капитального ремонта; годовым числом часов работы и годовым числом включений Sr.

к) При подъеме груза или горизонтальном перемещении с установившейся скоростью вращающий момент на валу электродвигателя Мс HasHBae-tCH номинальным моментом статической нагрузки. Вращающий момент при установившемся движении без груза обозначается Л1х,х-

л) Перемещению груза с номинальной скоростью ном соответствует номинальная частота вращения электродвигателя Ино . На механических характеристиках электродвигателя частота вращения Пно соответствует моменту на валу Л1е,нои при подключении электродвигателя к источнику с номинальным напряжением Сион-

м) Номинальная относительная ПВ электродвигателя является условной расчетной величиной, характеризующей отношение стандартизированного времени включения электродвигателя к общему времени цикла 10 мин. Номинальная относительная ПВ электродвигателя характеризует только условный режим работы двигателя в отличие от расчетного режима работы кранового электрооборудования, который характеризует фактическую относительную ПВ электропривода (см. разд. 5).

н) Коэффициент полезного действия КПД механизма т\ является относительной величиной, представляющей собой отношение расчетной мощности установившегося режима при выполнении операций по перемещению номинального груза с номинальной скоростью к мощности на валу электродвигателя. Значение КПД механизма меняется в зависимости от нагрузки. Потерн в передаче состоят из двух составляющих, одна из которых зависит от нагоузки, а другая - практически постоянна. Поэтому мощность иа валу электродвигателя Рдв при частичных нагрузка* определяется по формулам:

в двигательном режиме

В тормозном режиме

Г1-Л Зл-1

(13.1)

(13.2)

где *н = Q/Qhom - отношение фактической грузоподъемности к номинальной; Рд - статическая мощность прн подъеме груза.

Значения КПДт] для различных крановых механизмов приведены в табл. 13.1.

Таблица 13.1. КПД передач крановых механизмов

Наименование узла передачи

Узел блока ка-1}атной передачи

Канатоукладчик барабана

Червячная передача несамотормо-зящаяся

Червячная передача самотормозящаяся ,

Шестеренчатый редуктор трехступенчатый нлн двухступенчатый планетарный

Шестеренчатый двухступенчатый редуктор и открытая передача

о) Основные данные механизмов: передаточное число i является отношением угловой скорости электродвигателя к угловой скорости рабочего звена - барвбана лебедки, колеса тележки или моста, платформы поворотной части крана; диаметр барабана - размер барабана с расчетным числом слоев троса, м; диаметр ведущего колеса тележки или моста Dk, м; масса крюка (подвески) g, т; масса тележки илн перемещаемой части крана m-i, nig, т; вылет стрелы I - расстояние от оси поворота до оси подъемного троса, м; угол крена поворотной платформы крана или угол подъема путей горизонтального передвижения крана а, град. Если угол крена (подъема) не оговорен, его значение принимается равным 0,5°.

Ветровая нагрузка принимается равной 400 Н на 1 т массы движущихся частей крана, чтосоответствуетскорости ветра 20м/с.

р) Момент инерции электродвигателя Уда, кг- м*; момент инерции тормозного устройства и соеднннтельнык муфт принимается равным 15 % /дв. Приведенный момент инерции механических передач принимается равным 10 % Удв. Приведенные к валу электродвигателя вращающиеся и поступательно-движущиеся массы определяются методами, изложенными в разд. 2.

В современной грузоподъемной технике используются разнообразные крановые механизмы, число которых превышает 100 нан-меноианий, а почти каждое наименование имеет несколько исполнений, отличающихся по грузоподъемности, скорости механизмов, конструктивным особенностям и т. п.

Таблица 13.3. Формулы для определения нагрузок на валу алектродвигателей крановых механизмов

Установнтпееся значение момента при перемещении груза Л1 , Н-м

: 9560

с/-с

Установившееся значение расчетного минимального момента прн пуске с заданным ускорением М , И.м

9S6C Рр/л

Наибольший допустимый по условиям сцепления пус-двигателя

ковой момент

Не регламентируется

Л1<2С 000*о т/п . ft -отношение числа ведущих колес к общему числу колес-опор

Устаиовнвшее(;я аначение нанбольтюч! тормозного момента при переиещеннн груза Л1 , Н.м

1С 0р 1 - 2n

<:.т-ъ--

Крен 5

Ов 1-2п п т1

Изменение вылета стрелы с вертикальным перемещением груза A< j,=

1.П2.10Чг.(Шо-(Н2д) 1 3д

Передвижение вне помещения

1,Р.10 (m-f (Й о 1-2т 1,7л п

Примечание. Для иехани.чмов изменения вылета стрелы и - горизонтальная и вертикальная составляющие скорости изменения вылета, м/с.