Подъемный кран

       

 

Содержание

Введение……………..................................................................................................................3

1 Общая часть..............................................................................................................................4

1.1 Краткая характеристика  электрооборудования……………………………...…….……..4

1.2 Исходные данные для  расчета…………………………………………….……………….6

2 Расчетно-техническая часть………………………………………………………..….……..7

2.1 Расчет мощности электродвигателя  механизма подъёма………………………………...7

2.1.2 Построение нагрузочной диаграммы механизма спуска-подъёма………..…...........…8

2.1.3 Определение относительной продолжительности включения механизма…....………9

2.2 Расчет и построение  механической характеристики электродвигателя……………………………………..……………………………….….........10

2.3  Расчет и выбор аппаратов управления и защиты………………………………………..13

2.3.1 Выбор контакторов……………………….……………………………………………...13

2.3.2 Расчет катушек   электрических аппаратов…………………………………...…………13

2.3.3 Расчет и выбор автоматических  выключателей………………………………………..15

2.3.4 Расчет и выбор питающих кабелей ………………………………..………….………...15

2.3.5 Расчет и выбор пусковых  резисторов…………………....……………………….……..16

2.4 Расчет освещения цеха……….……………………………………………………...……..16

2.5 Составление технологической карты эксплуатации и ремонта асинхронного двигателя с фазным ротором…………………..………………………………………………..…..……..19

2.5.1 Технологическая карта эксплуатации асинхронного двигателя с фазным ротором………………………………………………………………………………………….19

2.5.2 Технологическая карта  ремонта асинхронного двигателя  с фазным ротором…….…20

2.6 Правила техники безопасности…………………………………………………...……….22

Используемая литература………………………………………………………...………...….24

 

 

 

 

 

 

 

 

             Введение

 

Ежегодно в нашей стране реконструируется многие старые предприятия, и везде устанавливаются тысячи подъемно-транспортных механизмов: электрические  краны являются наиболее распространенным видом подъемно-транспортного оборудования.

Подъемный кран – это  машина для захватывания, подъема  и перемещения в горизонтальном направлении штучных и массовых грузов на сравнительно небольшие расстояния в пределах цеха или склада. Подъемные  краны составляют особую группу грузоподъемных машин, характеризующуюся повторно-кратковременным  режимом работы.

Подъемные краны можно  классифицировать по области применения, роду привода основных механизмов, типу грузозахватного органа, конструктивным особенностям.

По области применения подъемные краны делятся в  основном на цеховые, транспортные, палубные и строительные.

Цеховые подъемные краны  устанавливают в помещениях производственных цехов или складов. Они предназначены  для погрузочно-разгрузочных работ, проводимых в соответствии с технологическим  процессом. К основным типам цеховых  кранов принадлежат консольные, велосипедные и мостовые.

Мостовые подъемные краны  состоят из моста, перекрывающего весь пролет цеха, грузовой тележки с  механизмом подъема и передвижения. Мост передвигается по крановым рельсам, установленным на подкрановых балках цеховых зданий, а грузовая тележка  – по рельсам моста крана.

Краны этого типа обслуживают  всю площадь цеха или склада и  могут перемещать грузы в любом  направлении соответственно технологическому процессу. Они выполняются как  с ручным, так и с электрическим  приводом механизма подъема и  передвижения. Питание моста и  тележки крана электроэнергией  производится от токоподводящих троллеев. Управление осуществляется с помощью  контроллеров и командоконтроллеров  из кабины размещенной на мосту.

 

 

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика  электрооборудования

Мостовые раны широко применяются  в промышленных предприятиях.

Основные части крана  – это мост и грузовая тележка  с механизмом подъема и передвижения.

Мост крана представляет собой металлоконструкцию, служащую для передвижения по ней тележки  для подъема груза. В самом  простом случае мост состоит из четырех  стальных балок; двух главных, по которым  движется тележка и двух вспомогательных, скрепляющих главные балки. Все  четыре балки соединены между  собой с помощью сварки или  заклепками и образуют жесткую прямоугольную  конструкцию.

Мост крана передвигается  на ходовых колесах, приводимых в  движение электродвигателем, установленным  на мосту. Движение на колеса  передается через редуктор и трансмиссионный  вал. Число ходовых колес моста  зависит от грузоподъемности крана  и пролета моста.

Мост движется по крановым путям, проложенным по всей длине  цеха на выступах стен или стальных колонах.

На мосту монтируют  кабину управления. Она обычно находится  ниже моста, в одном из его концов, как правило, противоположном тому, у которого проходят троллейные провода.

В современном краностроении  применяют чаще всего электрооборудование  трехфазного переменного тока, это  объясняется их преимуществами: меньшая  масса, габариты, стоимость, выше КПД; проще  в обслуживании, долговечнее и  надежнее двигателей постоянного тока.

Мостовые электрические  краны передвигаются вместе с  электродвигателями и аппаратурой  управления относительно источника  питания и, чтобы обеспечить надежный токопровод к кранам, необходимы специальные  устройства. На мостовых кранах чаще всего  применяют троллейный токопровод, но в некоторых случаях и кабельный.

Для осуществления кабельного токопровода не требуется больших  капитальных затрат и применения громоздких сооружений. При кабельном  токопроводе обеспечивается достаточная  маневренность кранов и безопасность работы, отсутствует необходимость  в специальных защитных устройствах, предохраняющих обслуживающий персонал от поражения электротоком при случайном  прикосновении к кабелю.

Конструкция кабельного токопровода.

Вдоль подкранового пути прокладывается стальной угольник для подвески гибкого  кабеля. Горизонтальная полка угольника  крепится к опорам, а по вертикальной полке движутся ролики кареток с  прикрепленными к ним зажимами. Для  уменьшения трения ролики устанавливают  на подшипниках качения. В зажимах  закрепляют необходимое количество гибких кабелей. Кабели на каретках закрепляют через 2-3м. Одни концы этих кабелей  прикрепляют неподвижно в точке, где подводится к ним ток, а  другие концы к подводку, установленному на кабине крана. При удалении крана  от места подвода тока, каретки  раздвигаются и растягивают кабели. Для защиты кабелей от механических напряжений, отдельные каретки соединяются  между собой тросом. Длина троса  несколько меньше расстояния между  точками крепления кабелей к  кареткам. При обратном движении крана, каретки под действием поводка  сближаются и кабели складываются в  виде гирлянд.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Исходные данные  для расчета

 

Размеры цеха, м, а×b×h	60×35×8
Коэффициент отражения , %, ρп ×ρс×ρр	50×30×10
Норма освещенности, Лк	300
Грузоподъемность, тонн	25
Вес моста, тонн	52
Вес крюка, тонн	0,85
Вес тележки, тонн	1,3
Высота подъема, м	6,5
Скорость подъема, м/с	0,25
КПД механического подъема	0,78
Кратность полиспаста	3
Число циклов в час	6
Скорость передвижения моста, м/с	1,47
Скорость передвижения тележки, м/с	0,52
Путь моста, м	50
Путь тележки, м	25
КПД моста	0,7
Диаметр ходового колеса тележки, м	0,3
Диаметр шейки оси, м	0,1

Скорость подъёма, м/с                                                                                                           0,25 

Расчет ЭО механизма                                                                                                            п-с

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчетно-техническая  часть

 

2.1.  Расчёт  мощности электродвигателя механизма  подъёма

 

 

2.1.1. Статическая мощность  на валу электродвигателя при  подъёме груза определяется по  формуле 1.

 

P_1=^-3                            (1)                                

 

где G – сила тяжести поднимаемого груза, н;

      G₀ – сила тяжести грузозахватывающего устройства , н;

      V_n – скорость подъёма, м/с;

 

 

P₁= ^-3=83 〔кВт〕                           

 

 

в) Статическая мощность электродвигателя при подъёме пустого  грузозахватывающего устройства определяется   по формуле

 

Р₂=^-3      〔кВт〕                        (2)                                   

 

где η₀ – КПД механизма при подъёме пустого крюка, значение которого можно найти, зная η_м и отношение по графику 〔3〕

 

Р₂= ^-3=5,3  〔кВт〕

 

с) Статическая мощность на валу электродвигателя при опускании  груза определяется по формуле 

 

Р₃=(G + G₀)_{с 10}^-3 (3)

где V_c=V_п -  скорость спуска, м/с

 

Р₃=(8500+250000) )=46,3 кВт

 

d) Статическая мощность на валу при опускании пустого крюка определяется по формуле (4).

 

 

 

P₄=G_0c10^-3    〔кВт〕                         (4)      

 

Р₄=85001,06 кВт

 

2.1.2. Построение нагрузочной диаграммы механизма спуска-подъёма

 

 

Для построения нагрузочной  диаграммы необходимо определить время  работы t_p во время паузы t_o, если принять, что V_n=V_o, тогда t_p(n)=t_p(c)=t_p(co)=t_p(no)  t_p=c; где t_p(n)=t_p(c)=t_p(co)=t_p(no) время работы механизма подъёма на соответствующей рабочей операции (с).

 

t_p== 26 м/с

 

H – высота подъёма груза, м

V – скорость подъёма (спуска) груза или грузозахватного          устройства, м/с

 

Определение длительности цикла:

 

Т_ц=; с   

                                                                 

Где  N_ц – число циклов работы в час.

 

Т_ц = = 600 с.

 

Определить суммарное  время пауз

 

∑t₀ = T_ц – 4t_p; с

 

∑t₀ = 600 - 4

 

Тогда время паузы между  рабочими операциями, t₀

 

t₀= = = 124 c                                (5)

 

На основании полученных данных строим нагрузочную диаграмму

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 . – Нагрузочная  диаграмма механизма подъёма  – спуска

 

 

2.1.3. Определение  относительной продолжительности  включения механизма.

 

ПВ =                                        (6)

так как t_p(n)=t_p(c)=t_p(co)=t_p(no), то ПВ

 

 ПВ= ,  для определения ПВ в процентах нужно ПВ умножить на 100

ПВ= = 17

 

 

Расчет эквивалентной  статической мощности

 

Определим эквивалентную  статическую мощность

 

 

Р_сэ=                                      (7)

 

P_сэ== 47,6 кВт

 

 

Выбираем стандартную  ПВ_ст и пересчитываем эквивалентную мощность на стандартную ПВ

 

 

Р_сэст = Р _сэ ; кВт (8)

 

Р_сэст = 47,6 = 39,03 кВт

 

По справочнику выбираем двигатель с учетом выбранной  из условия ПВ_ст

Р_{дв Кз Рсэст}, кВт

Где К_з – коэффициент запаса, учитывая дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и электрического торможения К_з=1,11,2

 

1,239,03 = 46,8 кВт

 

Выбираем двигатель МТН512-6

Р =65 кВт

ПВ – 25

n_n = 955 об/мин

I_ст = 137 А

Cos = 0,82

КПД = 88

U_кол = 340 В

М_макс = 1630 Н/м

М_{маховой} = 4,1 кг/м

 

 

2.2 Расчёт и  построение механической характеристики  электродвигателя.

 

 

Определяем номинальный  момент электродвигателя по формуле

М_ном = 9550                                                (9)

где Р_ном- номинальная мощность эл.двигателя;

      n_ном – номинальные обороты эл.двигателя, об/мин

М_ном = 9550 = 650 кВт

Определяем максимальный (критический) момент электродвигателя по формуле

М_макс = _ном, Н                                                             (10)

где * =   - перегрузочная способность двигателя.

* = = 2,5

Определяем номинальное  скольжение по формуле

S_ном=                                                                            (11)

Где n_синхр- скорость  вращения магнитного поля статора, равная скорости вращения ротора, об/мин.

S_ном= =0,04

Определяем критическое  скольжение по формуле

S_кр=S_ном                                                                                (12)

S_кр=0,042

Определяем пиковый момент и момент переключения: