Курсовая работа (т): Козловой кран

ковшовые;

совковые.

1.5 Кинематическая схема механизма подъема козлового крана

Рис. 2

Вращающая энергия с двигателя подъема передается по промежуточному валу на редуктор, понижающий крутящий момент с помощью, после чего энергия передается на кинематическую схему механизма подъема.

2. Требования к электрооборудованию крана

.1 Требования к электроснабжению крана

Электрооборудование крана выполняется и эксплуатируется согласно «Правил устройств и безопасной эксплуатации грузоподъемных механизмов».

Электрооборудование крана относится к категории потребителей не ниже 2, краны пожаро-взрывоопасных цехов -к категории.

Электрооборудование запитывается напряжением не более 500 В переменного тока.

Электрооборудование запитано от главных траллеев через токосъемники, напряжение подается на вспомогательный таллей, расположенный под мостом или гибкий шланговый кабель, подающий питание на защитную панель крана, от которой через вводный рубильник, линейный контактор, аппараты защиты, напряжение гибким шланговым кабелем подается на приводы крана.

По требованиям ростехнадзора шкаф защитной панели запирается индивидуальной ключ-биркой.

2.2 Основные виды защит крана

На кранах обязательны следующие виды защит:

максимальная токовая защита от токов короткого замыкания и сверхперегрузок выше 25% осуществляет реле максимального тока;

Рис. 3 - Схема включения реле максимального тока

Нулевая защита - защита от самозапуска двигателя при отключении-восстановлении напряжения. Осуществляется через линейный контактор, который получает питание только при установке всех контроллеров крана в нулевое положение;

На всех механизмах крана устанавливаются нормально закрытые тормоза. На кранах взрыво-пожароопасных помещений-два тормоза;

На дверях кабины и люке выхода на мост устанавливаются конечники, отключающие питание защитной панели при открытии дверцы;

конечное положение всех механизмов крана снабжены конечными выключателями;

все металлические конструкции крана заземляются через пути с общим контуром заземления цеха.

2.3 Требования к ЭП крана

-Диапазон регулирования скорости 4:1, 10:1 для специальных кранов;

Наличие реверса

Ограничение ускорений и торможений при минимальной длительности переходных процессов, для уменьшения раскачивания груза, проскальзывания ходовых колес при оптимальной производительности крана.

Высокая жесткость механических характеристик

Данным требованиям удовлетворяют три системы электропривода:

) Нерегулируемый или двухскоростной АД с короткозамкнутым ротором краново-металлургической серии MTKF, MTKH.краново-металлургическая сериякороткозамкнутый(H)-класс изоляции обмоток

Система применяется в тельферах и кранбалках.

) АД с фазным ротором регулированием скорости изменением сопротивления на роторе с помощью полочных или магнитных контроллеров.

Двигатели серии MTF и MTH

) Частотно-регулируемый ЭП АД с короткозамкнутым ротором серии ATMK.

В курсовом проекте для ЭП крана применяем АД с фазным ротором.

Рис. 4

2.4 Режимы работы электрического оборудования крана. Расчет П.В.

Электрическое оборудование крана выполняется и эксплуатируется в повторно-кратковременном режиме S3. В зависимости от продолжительности включения крана производится цикл различающий следующие разновидности режимов работы:

Л-легкий режим. Характеризуется продолжительностью ПВ=10-15%. В данном режиме работают строительно-монтажные краны, насосно-компрессорных станций ремонтных производств.

С-средний режим. ПВ=25%, в этом режиме работают краны машиностроительных заводов и механосборочных цехов.

Е-тяжелый режим, ПВ=25-40%.

ВТ-весьма тяжелый режим, ПВ=40-60%

Для крана железнодорожной станции принимаем ВТ режим ПВ=60%

Для расчета продолжительности включения ЭП крана рассчитываем время работы привода подъема тележки моста.

где Н-высота подъема; Lп-пролет моста; -длина подкрановый путей

Находим суммарное время работы крана за цикл.

Суммарное время отключения крана (2.4.2)

где ПВст-стандартное

Продолжительность включения приводов подъема тележки и моста за цикл работы крана. (2.4.3)

3. Расчет и выбор мощности двигателя подъема

.1 Расчет статических нагрузок и предварительный выбор двигателя подъема

Статические нагрузки на двигатель крана создаются силами тяжести и трения. Сила тяжести создает активный статический момент сопротивления, который может быть положительный (при спуске груза) и отрицательный (при подъеме груза). Для расчета мощности двигателя механизма подъема необходимо рассчитать силу тяжести груза.

=mg, H

Где m- масса, кг- ускорение свободного падения, g=9,8 м/с

Сила тяжести груза

=22000*9.8=215600 H

Сила тяжести грузохватающего устройства (3.1.2)

 H

Статическая мощность двигателя при подъеме груза (3.1.3)

 кВт

Статическая мощность двигателя при тормозном спуске груза (3.1.4)

кВт

Мощность двигателя при подъеме пустого крюка (3.1.5)

где -кпд механизма подъема без нагрузки

где кзаг.-коэффициент загрузки

кВт

Эквивалентная мощность двигателя (3.1.6)

кВт

Номинальная мощность двигателя выбирается по условию:

(3.1.7)

где - коэффициент запаса, учитывающий перегрузку двигателя

По условию 3.1.7 выбираем двигатель с фазным ротором МТН 512-8 при ПВ=60%.

37 кВт

705 об/мин

85%

= 1370

3.2 Проверка двигателя подъема

При работе электропривода крана, двигатели должны поднять максимальный груз, даже при возможной просадки напряжения сети на 15%, при этом пуск двигателя подъема должен осуществляться за время от 1 до 5 секунд для предотвращения резких толчков и обеспечения заданной производительности крана. Так как в периоды пуска двигатель перегревается, ток в 2,5 раза превышает номинальное значение-осуществляется проверка двигателя на нагрев.

Для уменьшения скорости барабана подъемной лебеткой на валу двигателя устанавливается редуктор, на барабан полиспаста

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

,(3.2.1)

где - номинальное число оборотов двигателя, об/мин

 - радиус барабана подъемной лебедки, м

 - передаточное число полиспаста Принимаем к установке редуктор с передаточным числом ближайшим к расчетному. Статический момент двигателя при подъеме груза(3.2.2)

Проверка двигателя на перегрузочную способность осуществляется исходя из условий реостатного пуска двигателя, обеспечивающего Mmax  Мпуск и возможного снижения напряжения сети на 15%

 (3.2.3)

При выполнении данного условия выбранный двигатель проходит проверку на перегрузочную способность.

Статический момент двигателя при спуске груза (3.2.4)

Статический момент при подъеме пустого крюка (3.2.4)

Статический момент при спуске пустого крюка (3.2.5)

Момент инерции двигателя подъема с грузом (3.2.6)

Где Wном-угловая скорость двигателя,

 об/мин (3.2.7)

Момент инерции привода подъема без груза (3.2.8)

Время пуска двигателя при подъеме груза (3.2.9)

где Мпуск - пусковой момент двигателя

Мпуск=Ммах

Оптимальное время пуска с грузом для двигателя подъема от 1 до 5 секунд

Если tп<1сек, то необходимо ограничить пусковой момент двигателя, задаваясь оптимальным временем пуска

Время пуска двигателя при спуске груза (3.2.10)

Время пуска двигателя при подъеме пустого крюка (3.2.11)

Время пуска двигателя при спуске пустого крюка в силовом режиме (3.2.12)

Среднее установившееся время работы крана с постоянной скоростью (3.2.13)

где (3.2.14)

Эквивалентный момент двигателя за цикл работы крана (3.2.15)

Номинальный момент двигателя (3.2.16)

Выбранный двигатель проходить проверку на нагрев при выполнении условия (3.2.17)

4. Расчет и выбор тормозных устройств

Для механической фиксации крана при отключении напряжения на кранах прилагают колодочные, ленточные и дисковые тормоза, приводящие в движения электромагнитом или электрогидротолкателем. Электромагнитные тормоза характеризуются высоким быстродействием, низкой стоимостью при низкой надежности, так как в случае резких срабатываний происходит перекос рычагов и пружин, якорь не может втянуться и начинает сжигаться большим пусковым током, который в 10-15 раз превышает ток номинальный.

На кранах применяются однофазные электромагниты серии МО и трехфазные электромагниты серии КМТ.

Гидротолкатели характеризуются высокой надежностью, большими тяговыми усилиями при низком быстродействии и высокой стоимостью.

Рис. 5

Выбор тормоза осуществляется по развиваемому тормозному усилию

 (4.1)

Выбор тормоза осуществляется по условию:

Мт≥Кзап*Мр.т

где коэффициент запаса, зависящий от режима работы крана:

Для ВТ режима Кзап.=2,5

Выбрал тормоза серии ТКТГ с приводом от электрогидротолкателей ТКТГ 300М с данными: Диаметр шкива: 300мм Тормозной момент: 800 Н*м Тип электрогидротолкателя: ТГМ 50.

5. Выбор аппаратуры управления

.1 Выбор управляющего контроллера

Управляющий контроллер осуществляет пуск, регулирование скорости и останов двигателя крана при приводе рукоятки контроллера из одного положения в другое.