Электрооборудование и электропривод механизма подъема мостового крана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Каменск-Уральский политехнический колледж

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОПРИВОД МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА МОСТОВОГО КРАНА

Выполнил:

Невьянцев А.А.

Руководитель проекта:

Свиридова Г.К.

2004 г.

Содержание

Введение

1. Краткая характеристика механизма подъёма мостового крана

2. Условия работы и общая техническая характеристика электрооборудования механизма подъёма мостового крана

3. Исходные данные

4. Расчёт статических нагрузок двигателя механизма подъёма мостового крана

5. Выбор типов электродвигателя и редуктора механизма подъёма крана

6. Выбор аппаратуры управления и защиты электропривода механизма подъёма мостового крана

7. Расчёт и выбор тормозного устройства

электродвигатель механизм кран редуктор

Введение

Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования.

Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 -2500 кВт.

Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейферами, специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, располагаемым в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.

Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно-кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.

В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.

В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.

Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

1. Краткая характеристика механизма подъема мостового крана

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

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение.

Мостовой кран представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

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

По заданию проекта необходимо спроектировать и электрооборудование и электропривод для механизма подъема.

Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования по степени загрузки, времени работы, интенсивности ведения операций, степени ответственности грузоподъемных операций и климатических факторов эксплуатации. Эти условия обеспечиваются основными параметрами грузоподъемных машин. К основным параметрам механизма подъёма относятся: грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.

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

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

Режим работы грузоподъемных машин цикличен. Цикл состоит из перемещения груза по заданной траектории и возврата в исходное положение для нового цикла.

Все многообразие грузоподъемных кранов охвачено восемью режимными группами 1К-8К. Классификация механизмов по группам режимов работы осуществляется по параметрам суммарного времени работы механизмов за срок службы и степени усредненного нагружения крана.

Для данного мостового крана рекомендуемые режимные группы:

5К - группа режима работы крана;

4М - группа режима работы механизма подъема.

2. Условия работы и общая техническая характеристика электрооборудования механизма подъема мостового крана

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

На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.

При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций: Время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью.

Мостовой кран установлен в литейном цеху металлургического производства, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53 - защита электрооборудования от попадания пыли, а также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями, а также защита электрооборудования от капель воды падающих под углом 60⁰ к вертикали.

Краны литейных цехов работают в непрерывно при интенсивном использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки. Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

3. Исходные данные проектирования

Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры механизма подъема мостового крана, а также размеры помещения цеха, в котором расположен кран. Исходные данные представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Исходные данные проектирования

Наименование параметра	Значение параметра
Грузоподъемность главного крюка	80 т
Скорость подъема главного крюка	4,6 м/мин
Скорость передвижения крана	75 м/мин
Скорость передвижения тележки	30 м/мин
Высота подъема главного крюка	6 м
Вес главного крюка	0,8т
Диаметр барабана лебедки главного крюка	700 мм
Вес тележки	33 т
Длина перемещения моста	60 м
Длина перемещения тележки	22 м
КПД главного подъема под нагрузкой	0,84
КПД главного подъема при холостом ходе	0,42
КПД моста	0,82
КПД тележки	0,79
Длина помещения цеха	62 м
Ширина помещения цеха	15,5 м
Высота помещения цеха	10 м
Режим работы крана средний	С
Продолжительность включения крана %	40%

4. Расчет статических нагрузок двигателя механизма подъема мостового крана

Целью расчета является определение статических нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики мостового крана пункта 3.

Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

Р_{ст.гр.под} = (4.1)

где G=m•g=80•10³• 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

m - номинальная грузоподъемность, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

G₀=m₀•g=0,8•10³•9,8=7840

m₀ - масса пустого захватывающего приспособления, кг;

v_н = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

_нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.

Р _{ст.гр.под.}= = 65,98 кВт.

Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего приспособления, кВт:

Р _ст.п.гр.= (4.2)

где _хх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе.

Р_{ст.п.гр.}= =1,3 кВт.

Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза, кВт:

Р_гр.=(G+G₀)*v_с*10^-3 (4.3)

где v_с=v_н=0,07 м/с - скорость спуска.

Р_гр=(784000+7840)*0,07*10^-3=55,42 кВт.

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения, кВт:

Р_тр.=() * (1 - п_нагр.) * v_c * 10^-3 (4.4)

Р_тр.= () * (1-0,84) * 0,07 * 10^-3 = 8,88 кВт.

Так как выполняется условие Р_гр Р_тр, следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется следующим способом, кВт:

Р_т.сп.=(G+G₀)*V_с*(2-)*10^-3 (4.5)

Р_ст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2-)*10^-3=44,8 кВт.

Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего захватывающего приспособления, кВт:

Р_с.ст.о.=G₀•V_с• (-2) •10^-3 (4.6)

Р_с.ст.о.=7840•0,07(-2) •10^-3=0,2 кВт.

После определения статических нагрузок рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы (таблица 4.1)

Время подъема груза на высоту Н:

t_р1= =85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

Время перемещения груза на расстояние L:

t₀₁= =48 сек.

Время для спуска груза:

t_р2= =85,7 сек.

Время на зацепление груза и его отцепления:

t₀₂= t ₀₄=200 сек.

Время подъема порожнего крюка:

t_р3= =85,7 сек.

Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза:

t₀₃= =48 сек.

Время спуска порожнего крюка:

t_р4= =39,2 сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма подъема

Участки	Подъем груза	Пауза	Спуск груза	Пауза	Подъем крюка	Пауза	Спуск крюка	Пауза
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Рс, (кВт)	65,98	0	44,8	0	1,3	0	0,2	0
t, (cек)	85,7	48	85,7	200	85,7	48	85,7	200

Суммарное время работы электродвигателя:

t_р=t_р1+ t_р2+ t_р3+ t_р4=4*85,7 = 342,8 сек.

Суммарное время пауз:

t₀=t₀₁+t₀₂+t₀₃+t₀₄=48+48+200+200=496 сек.

Действительная продолжительность включения, %:

ПВ_д= • 100 (4.8)

ПВ_д= •100%=40,8%.

Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

Р_экв= (4.9)

Р_экв= =39,8кВт.

Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

Р_эн=Р_экв • (4.10)

Р_эн=39,8• =40,2 кВт.

Определяем расчетную мощность электродвигате ля с учетом коэффициента запаса, кВт:

Р_дв= (4.11)

где К_з = 1,2 - коэффициент запаса; _ред = 0,95 - КПД редуктора.

Р_дв= =50,7 кВт.

Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в об/мин, определяется следующим способом:

w_л= (4.12)

где D - диаметр барабана лебедки, м.

w_л = = 0,2 рад/с.

n_л = (4.13)

n_л = = 2 об/мин.

Полученные значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и значение стандартной продолжительности включения ПВ_ст = 40%, будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

5. Выбор типов электродвигателя и редуктора механизма подъема мостового крана

Целью расчета является выбор приводного электродвигателя по справочнику и проверка его по перегрузочной способности и по условиям осуществимости пуска, а также выбор редуктора для механизма подъема мостового крана.

Исходными данными являются исходные данные проектирования пункта 3 и результаты расчетов пункта 4.

Выберем электродвигатель из следующих условий:

Р_ном Р_дв (5.1)

Р_ном 50,7 кВт

Таблица 5.1 - Технические данные асинхронного электродвигателя с фазным ротором типа МТН512-6

Параметры двигателя	Значение параметра
Мощность, Рн	55 кВт
Частота вращения, nн	970 об/мин
Ток статора, I1	99 А
Коэффициент мощности, Соs	0,76
КПД, н	89 %
Ток ротора, I2	86 А
Напряжение ротора, U2	340 В
Максимальный момент, Мm	1630 Нм
Маховый момент, GD2	4,10 кг•м2
Напряжение, U	380 В
Частота, f	50 Гц
Продолжительность включения, ПВст	40 %

Проверяем выбранный электродвигатель по допусти - мой нагрузке и условию осуществимости пуска.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям:

Первое условие допустимой нагрузки:

М_доп > М_с.max, (5.2)

где М_с.max = 9550 • Нм;

Р_с - статическая мощность при подъеме груза, кВт;

n_н - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

М_с.max = 9550 • =649,5 Нм;

М_доп = М_m = 1630 Нм;

М_доп=1630 Нм > 649,5 Нм = М_с.max

Первое условие выполняется.

Второе условие допустимой нагрузки:

Мср.п 1,5 Мс.max (5.2.2)

где М_ср.п = - средний пусковой момент, Нм;

М₁ = 0,85 • М_m = 0,85 • 1630 = 1385,5 Нм - максимальный момент двигателя при пуске, Нм;

М₂ = (1,1 - 1,2) • М_н = 1,2 • 649,5 = 779,4 Нм - минимальный момент двигателя, Нм;

М_н = 9550 • = 9550 • = 541,4 Нм - номинальный момент двигателя, Нм.

М_ср.п = = 1082,45 Нм;

1,5 • М_с.max = 1,5 • 649,5 = 974,25 Нм;

М_ср.п = 1082,45 Нм > 974,25 Нм = 1,5 • М_с.max

Второе условие выполняется.

Третье условие допустимой нагрузки:

М₂ 1,2М_с.max (5.2.3)

1,2 •М_с.max = 1,2 • 649,5 = 779,4 Нм.

М₂ = 779,4 Нм ? 779,4 Нм = 1,2 • М_с.max

Третье условие выполняется.

Проверяем двигатель по условию осуществимости пуска:

а_д а (5.2.4)

где а_д - допустимое линейное ускорение при подъеме или перемещении груза, м/с²;

а_д = (0,2 ч 0,3) м/с² - для механизма подъема;

a - наибольшее линейное ускорение при подъеме груза, м/с².

а =

где t_п.мин - наименьшее время при пуске с состояния покоя до скорости v с наибольшей загрузкой, сек.

t_п.мин = (5.2.4.1)

где GD²_прив = 4 • J_прив, кг•м² (5.2.4.2)

J_прив = 1,3 • J_дв + • W_к.мех, кг•м² (5.2.4.3)

J_дв = , кг•м² (5.2.4.4)

W_к.мех = , Дж (5.2.4.5)

М_с.мах = 9550 • , Нм (5.2.4.6)

М_с.мах. = 9550 • =649,5 Нм;

W_к.мех = = 197,96 Дж;

J_дв= = 1,025 кг•м²;

J_прив = 1,3 • 1,025 + • 197,96 = 1,37 кг•м²;

GD²_прив = 4 • 1,37 = 5,48 кг•м²;

t_п.мин = = 0,321 сек;

а = = 0,218 м/с²

а_д = 0,3 м/с² > 0,218 м/с² = а

Условие осуществимости пуска выполняется.

Так как электродвигатель МТН 512 - 6 удовлетворяет всем условиям выбора, то для привода механизма подъема мостового крана устанавливаем электродвигатель данного типа.

Выбираем тип редуктора.

Редуктор применяют из - за разногласия скорости вращения барабана лебедки механизма подъема и вала электродвигателя. Редуктор выбирают по мощности, передаточному числу и скорости вращения.

Определяем передаточное число редуктора:

i_Р = (5.3.1)

где D - диаметр барабана лебедки, м;

i_п - передаточное число полиспастной системы.

i_Р= = 42.3

По справочнику выбираю тип редуктора Ц2 - 500 со следующими техническими данными:

n_р = 970 об/мин;

Р_р = 49 кВт;

i_Р = 50.94

m = 505 кг.

6. Выбор аппаратуры управления и защиты электропривода механизма подъема мостового крана

Целью расчета является выбор магнитного контроллера, контакторов, магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных выключателей электропривода, и защитной панели.

Исходными данными являются технические данные электродвигателя пункта 5, режим работы крана.

Выбор магнитного контроллера.

Магнитные контроллеры представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом.

Выбор магнитных контроллеров для крановых механизмов определяется режимом работы механизма и зависит от параметров износостойкости контакторов. Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток их I_н должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма:

I_н I_р*к (6.1)

где к = 0,8- коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Выберем магнитный контроллер серии ТСАЗ160, так как он удовлетворяет условию выбора:

I_н = 160 А 68,8 А = 86 0,8 = I_р к

Таблица 6.1 - Технические данные магнитного контроллера ТСАЗ160.

Тип контроллера	Режим работы механизма	Назначение	Номинальный ток, А	Наибольший допустимый ток включения, А	Количество управляемых двигателей
1	2	3	4	5	6
ТСАЗ160	С для кранов металлургического производства	Механизм подъема со встроенной защитой	160	700	1

КП.1806.61.13.00.04.ПЗ

Выбор контакторов.

Контакторы используются в системах управления крановыми электроприводами для осуществления коммутации тока в главных цепях при дистанционном управлении.

Контакторы серий КТ и КТП предназначены для коммутации главных цепей электроприводов переменного тока с номинальным напряжением 380 В.

Контакторы серии КТП выполняются с втягивающими катушками постоянного тока на номинальное напряжение: 24, 48, 110 и 220 В. Серии контакторов КТП применяемые в крановых ЭП, охватывают четыре величины на номинальные токи: 100, 160, 250 и 400 А.

Выбор контактора произведем по пусковому току двигателя I_п, который должен быть меньше или равен номинальному току включения выбираемого контактора I_н.в.

I_п I_н.в (6.2)

Выберем контактор серии КТП6024, так как он удовлетворяет условию выбора: I_п = 86 А 120 А = I_н.в

Таблица 6.2 - Технические данные контактора серии КТП6014

Тип контактора	Номинальный ток, А	Число включений в час	Износостойкость, 106 циклов В-О	Число главных контактов	Мощность катушки, Вт
			Механическая	Электрическая
				Для категорий ДС-3	Для категорий ДС-4
1	2	3	4	5	6	7	8
КТП6024	120	600	5	0,5	0,03	4	50

Выбор защитной панели.

Защитная панель крана является комплектным устройством, в котором расположен общий рубильник питания крана, линейный контактор для обеспечения нулевой защиты и размыкания цепи при срабатывании нулевой защиты, предохранители цепи управления, комплект максимальных реле, а также кнопка и пакетный выключатель, используемый в цепях управления.

Основным назначением защитной панели является обеспечение максимальной и нулевой защиты электроприводов управляемых при помощи кулачковых контроллеров или магнитных контроллеров.

Конструктивно защитная панель представляет собой металлический шкаф с установленными в нем на задней стенке аппаратами и существующим монтажом. В защитной панели установлены только основные и вспомогательные контакты максимальных реле с приводными скобами.

Укомплектуем данный кран защитной панелью типа ПЗКБ 160.

Таблица 6.3 - Технические данные защитной панели типа ПЗКБ 160.

Тип	Каталожный номер	Напряжение, В	Номинальный ток продолжительного режима, А	Суммарный номинальный ток двигателей, А	Число максимальных реле РЭО 401	Назначение	Максимальный коммутационный ток, А
1	2	3	4	5	6	7	8
ПЗКБ 160	3ТД.660.046.3	380	160	260	8	Магнитные и кулачковые контроллеры	1600

Выбор реле защиты от перегрузок.

Обеспечение максимальной и нулевой защиты крановых электроприводов управляемых при помощи магнитных контроллеров возлагается на защитные панели.

Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО401, которые могут использоваться как в цепях переменного тока, так и постоянного тока. Эти реле входят в комплект защитных панелей. Чтобы защитить двигатель от перегрузки, достаточно иметь электромагнитное реле РЭО401 в одной фазе каждого двигателя. В остальные фазы реле ставится только для защиты проводов.

Реле для отдельных электродвигателей выбирается согласно их мощности и напряжению, и настраиваются на ток срабатывания, равный 2,5-кратному расчетному току номинальной нагрузки для ПВ=40%:

2,5*I₁ I_реле (6.4)

Выберем реле серии РЭО401, так как оно удовлетворяет условию выбора:

2,5 I₁ = 2,5 99 = 247,5 А 375 А = I_реле

Выбор конечных выключателей.

Защита от перехода механизмом предельных положений осуществляется конечными и путевыми выключателями. Эта защита обязательна к применению для всех механизмов крана.

Контакты конечных выключателей включены в цепь катушки линейного контактора защитной панели и в цепь нулевой защиты магнитных контроллеров.

Для механизма подъема выберем конечный выключатель типа КУ703.

7. Расчет и выбор тормозного устройства

Целью данного расчета является определение тормозного момента и выбор по нему типа тормоза, а также проверка по допустимой потере мощности выбранного тормоза.

Исходными данными являются технические данные механизма подъёма мостового крана п. 3 и технические данные выбранного электродвигателя п. 5.

В грузоподъемных машинах тормоз является важнейшим элементом, обеспечивающим безопасность эксплуатации, поэтому наиболее важные условия выбора, установки и функционирования тормозов регламентированы действующими правилами безопасной эксплуатации кранов утвержденных, Госгортехнадзором. В соответствии с этим каждый подъемный механизм грузоподъемной машины должен снабжаться нормально замкнутым тормозом, расположенным на таком участке кинематической схемы, который имеет неразъемную, под нагрузкой связь с выходным валом передаточного механизма. Подъемные механизмы, которые служат для передвижения жидкого металла, должны иметь два нормально замкнутых независимых тормоза. При этом наличие в кинематической цепи двух тормозов обязательно для двух двигательных механизмов, при аварийном механическом отключении одного из двигателей.

Основным параметром тормоза является гарантированно развиваемый им тормозной момент. Тормозной момент определяется усилием на измерительном рычаге, 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 только с помощью этого тормоза.

Определяем расчетный момент тормоза, Нм:

М_тр = (7.1)

где Q_н - номинальная грузоподъемность, т;

v_н - номинальная скорость подъема, м/с;

_нагр - КПД механизма для номинальной нагрузки;

n_нт - номинальная частота вращения тормозного шкива, соответствующая скорости V_н, об/мин.

М_тр = = 455,8 Нм.

Определяем тормозной момент с учетом режимов работы механизма подъема, Нм:

М_т=k_зт•М_тр (7.2)

где k_зт - коэффициент запаса тормоза таблица 5 - 1. Для двойного тормоза и режима работы С, k_зт = 1,25.

М_т = 1,25 •455,8 = 569,7 Нм.

Выбираю тормозной электромагнит переменного тока серии КМТ 4А имеющего следующие технические данные:

Данные тормоза:

диаметр шкива, мм (м) 400 (0,4)

тормозной момент, Нм 1300

Данные электромагнита:

тяговое усилие, 700 Н

масса якоря, 24 кг

максимальный ход, 50 мм

допустимое число включений в час 300

время включения, сек 0,2

время отключения, сек 0,25

полная мощность, В*А:

при включении 38000

во включенном состоянии 1900

потребляемая мощность, Вт 400

Определяем допустимую мощность потерь на трение, Вт:

Р_доп = 360 * D * (10 * D + 1), (7.3)

где D - диаметр тормозного шкива, м.

Р_доп = 360 * 0,4 * (10 * 0,4 + 1) = 720 Вт.

Действительная мощность потерь при торможении, Вт:

Р = (7.4)

где GD_общ² - суммарный маховый момент всех элементов, кг*м²;

n_н - номинальная частота вращения, об/мин;

N_т - число торможений в час;

D - диапазон регулирования, характеризующий с какой скорости начинается торможение;

М_т - номинальный момент тормоза, Нм;

М_с.max - наибольший момент статической нагрузки, Нм.

Р = =186 Вт.

Проверяем выбранный тормоз на выполнение условия выбора по тепловому режиму:

Р_доп = 720 Вт 186 Вт = Р

Условие выполняется, поэтому окончательно выбираем тормоз КМТ 4А.

Размещено на Allbest.ru