Организация технического обслуживания электрооборудования мостового крана

Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей экономики России. 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 экономики, 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.

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. Создание первого электропривода относится к 1838, когда в России Б.С. Якоби произвел испытания электродвигателя постоянного тока с питанием от аккумуляторной батареи, который был использован для привода гребного винта судна. Однако внедрение электропривода в промышленность сдерживалось отсутствием надежных источников электроэнергии. Даже после создания в 1870 году промышленного электромашинного генератора постоянного тока работы по внедрению электропривода имели лишь частное значение и не играли заметной практической роли. Начало широкого промышленного применения электропривода связано с открытием явления вращающегося магнитного поля и созданием трехфазного асинхронного электродвигателя, сконструированного М.О. Доливо-Добровольским. В 90-х гг. широкое распространение на промышленных предприятиях получил электропривод, в котором использовался асинхронный электродвигатель с фазным ротором для сообщения движения исполнительным органам рабочих машин.

В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях экономики:

в металлургии;

в строительстве;

при добыче полезных ископаемых;

в машиностроении;

на транспорте, и в других отраслях.

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

1. Общая часть

При подготовке и производстве работ по монтажу кранов на объекте должна учитываться степень заводской электромонтажной готовности кранового оборудования, которая регламентируется ГОСТ 24378-80Е. Предприятием-изготовителем, в соответствии суказанным ГОСТ, должны быть выполнены следующие работы на кранах общего назначения:

электромонтаж крановых кабин и грузовых тележек;

изготовление токоподвода к грузовой тележке;

изготовление узлов (жгутов) электропроводов с наконечниками и маркировкой концов для мостов;

установка на мосту крана подставок и кронштейнов под электрооборудование, протяжных ящиков, коробов или труб для прокладки электропроводов;

сборка электроаппаратуры, устанавливаемой на мосту (сопротивления, магнитные станции), в блоки с монтажом внутренних электросхем.

Работы по монтажу электрической части мостовых кранов следует выполнять на нулевой отметке до подъема моста, кабины крановщика и тележки в проектное положение. До начала электромонтажных работ должна быть осуществлена приемка крана под монтаж от механомонтажной организации, оформляемая актом. В акте должно быть оговорено разрешение на производство электромонтажных работ на кране, в том числе и на нулевой отметке. На нулевой отметке необходимо выполнять максимально возможный объем электромонтажных работ, приступать к которым следует после надежной установки моста на выкладках и оформления разрешения механомонтажной организации. Оставшийся объем электромонтажных работ необходимо выполнять после подъема крана в проектное положение и установки его в непосредственной близости от переходной галереи, лестницы или ремонтной площадки, с которых должен быть обеспечен надежный и безопасный переход на кран. Кроме того, до производства электромонтажных работ на кране, установленном в проектное положение, должны быть: полностью закончены сборка и установка моста, тележки, кабины, ограждений и перил; главные троллеи ограждены или расположены на расстоянии, исключающем доступ к ним с любого места на кране, где могут находиться люди. Электрическую часть кранов монтируют в два этапа:

1 ) На заводе - изготовители кранов.

2) На месте установке крана.

Ранее большую часть электромонтажных работ выполнялась различными методами электромонтажными организациями. Состав работ по электромонтажу крана и объем их выполнения предприятием - изготовителем определяются проектом электрической части крана, который содержит электрическую схему крана, таблицу соединений; чертежи узлов электропроводок, размещения электрооборудования, блоков, труб, коробов; инструкцию по монтажу, пуску, регулированию обкатки крана на месте его монтажа.

Предприятие - изготовитель производит полный монтаж кабины управления и грузоподъемной тележки крана, монтаж на мосту установочных элементов под электрооборудование, заготовку элементов главного и вспомогательного элементов электроприводов, в том числе гибкого кабеля в разведенном виде или жестких троллеев в виде замаркированных секций, а так же крепежных, несущих и поддерживающих конструкций.

В основном монтаж электрооборудования мостового крана включает в себя выполнение следующих работ:

разбивка кабельных трасс и прокладка кабеля в дальнейшем;

установка креплений под кабель;

монтаж и установка конструкций под аппараты;

установка самих аппаратов управления.

Электромонтажные работы в настоящее время ведутся на высоком уровне инженерной подготовки, с максимальным переносом этих работ с площадок в мастерские монтажно-заготовительных участков и на заводы электромонтажных организаций. Электромонтажные, проектные и научно - исследовательские организации совместно с электротехнической промышленностью ведут большую работу по изготовлению электрооборудования крупными блоками и узлами. В практику электромонтажных и ремонтных работ внедряются современные механизмы, приспособления, инструменты, средства малой механизации.

2.3 Эксплуатация электрооборудования мостового крана

При осмотре принимаемого в эксплуатацию вновь смонтированного электрооборудования кранов и подъемников приемочная комиссия обращает внимание на то, чтобы:

провода, проложенные на кране, были защищены от механических повреждений, могущих иметь место при ремонте механической части крана;

проводка в местах, где она может соприкасаться с вредно действующими на ее изоляцию маслами, была уложена в стальных трубах или коробах;

в местах выхода и входа проводов из труб в конечные выключатели, в командоаппараты и кнопки управления изоляция проводов была бы защищена изоляционными трубками от перетирания;

электродвигатели и пускорегулирующая аппаратура грузоподъемных устройств, установленная на открытом воздухе, была защищена от атмосферных осадков;

между аппаратами и опорными конструкциями были положены резиновые шайбы, ослабляющие неблагоприятное влияние вибрации на работу аппаратов;

установка контроллеров для удобства их осмотра и ремонта производилась с расстоянием между ними не менее 100 мм, рукоятки и маховики управления были расположены на высоте от пола не менее 1050 мм и не более 1150 мм;

тормозные устройства работали быстро, четко и без ударов, а в положении оттормаживания зазор между лентой и шкивом был не менее 1-2 мм;

троллеи, проложенные вдоль крана, были снабжены ограждениями, если отсутствуют автоматические устройства для снятия с них напряжения;

троллеи, проложенные вдоль подкранового пути, были недоступны для случайного к ним прикосновения с моста крана, из кабины или с посадочных площадок; токоприемники, установленные на фермах крана или на тележке, имели надежный контакт с троллеями по всей их длине;

доступ к токоприемникам для их осмотра и ремонта не был затруднен;

сеточное ограждение кабины, в случае расположения ее со стороны главных троллеев, имело дверцы для доступа к токоприемникам;

в каждом кабеле был предусмотрен резерв, состоящий не менее чем из двух жил, а в случае применения проводов в количестве двух проводов для каждого общего шланга;

кабели и шланги токопровода при движении кабины не соприкасались с находящимися в шахте конструкциями, стенами или каналами;

магнитные станции не отклонялись от вертикального положения и были надежно прикреплены к основанию;

металлические части лифтовой установки, могущие оказаться под напряжением при нарушении изоляции токоведущих частей, были заземлены; была обеспечена непрерывность электрической цепи между заземляемыми элементами и вводом заземления в лифтовую установку (отсутствие обрывов и надежное состояние контактных соединений).

Приемо-сдаточные испытания отдельных элементов электрооборудования кранов и подъемников (электродвигатели, пускорегулирующие аппараты, электропроводка, заземляющие устройства и т.п.) производятся на основе указаний, в которых рассматриваются приемосдаточные испытания соответствующего электрооборудования.

2.4 Ремонт электрооборудования мостового крана

Периодичность ремонта электрооборудования соответствует периодичности ремонтов механической части кранов.

Ремонт выполняет электромонтер или бригада электромонтеров с обязательным участием машиниста. При ремонте проводят следующие работы:

проверяют усилие нажатия щеток электродвигателей;

измеряют и регулируют провалы, растворы и усилие нажатия контактов релейно-контакторных аппаратов, конечных выключателей и контроллеров;

осматривают и регулируют реле управления и защиты;

проводят ревизию магнитной системы тормозных электромагнитов;

измеряют выходное напряжение на полупроводниковых выпрямителях;

производят (согласно заводским инструкциям) наладку сложных схем электроприводов;

измеряют сопротивление изоляции и заменяют поврежденную электропроводку;

затягивают все резьбовые соединения контактов электропроводки и крепления электроаппаратов.

В ремонт и обслуживание мостовых кранов входит замена электрооборудования мостового крана, ремонт крюковых подвесок, механических узлов, ходовых элементов, тележек передвижения и многое другое.

Электрооборудование - это электродвигатели, электрические механизмы и приборы, которые связаны между собой электропроводкой. Поэтому ремонт электрооборудования кранов, включает ремонт или полную замену одного из этих элементов.

Самые распространенные неисправности, которые встречаются в электрооборудовании кранов:

низкая крутящая способность двигателя: возможные причины - замыкание, перегрузка и снижение мощности более чем на 15%;

значительный шум при работе двигателя - возможно, ротор задевается за статор;

значительный нагрев обмотки статора - замыкание, обрыв цепи, значительное повышение напряжение и отклонение его от нормы, износ подшипников;

значительный нагрев подшипников - неисправности подшипников, засорение в подшипниках, применение грязной смазки;

нетипичный звук в двигателе - износ подшипников, недостаточная запрессовка стали в статоре, несоответствующее распределение фаз;

перегреваются и в последствии обгорают контакты - загрязнение контактов.

Электродвигатель - это основной элемент электрооборудования.

Ремонт крановых электродвигателей может осуществляться при таких неисправностях:

если двигатель включается рывками - скорее всего в обмотке ротора присутствует короткое замыкание в обмотке ротора;

если двигатель при включении не срабатывает, то замыкание, скорее всего в обмотке статора; если механизмы не вращаются, то, возможно, произошел обрыв одной из фаз статора;

если двигатель сильно гудит, то, возможно, произошел разрыв цепи фаз.

В случае, если двигатель при пуске не разворачивается или скорость его вращения ненормальная, неисправности могут быть как механические так и электрические.

К электрическим неполадкам относятся: внутренние обрывы в обмотке статора или ротора, обрыв в питающей сети, нарушения нормальных соединений в пусковой аппаратуре. При обрыве обмотки статора в нем не будет создаваться вращающееся магнитное поле, а при обрыве в двух фазах ротора в обмотке последнего не будет тока, взаимодействующего с вращающимся полем статора, и двигатель не сможет работать. Если обрыв обмотки произошел во время работы двигателя, он может продолжать работать с номинальным вращающим моментом, но скорость вращения сильно понизится, а сила тока настолько увеличится, что при отсутствии максимальной защиты может перегореть обмотка статора или ротора.

В случае соединения обмоток двигателя в треугольник и обрыва одной из его фаз двигатель начнет разворачиваться, так как его обмотки окажутся соединенными в открытый треугольник, при котором образуется вращающееся магнитное поле, сила тока в фазах будет неравномерной, а скорость вращения - ниже номинальной. При этой неисправности ток в одной из фаз в случае номинальной нагрузки двигателя будет в 1,73 раза больше, чем в двух других. Когда у двигателя выведены все шесть концов его обмоток, обрыв в фазах определяют мегаомметром. Обмотку разъединяют и измеряют сопротивление каждой фазы. Скорость вращения двигателя при полной нагрузке ниже номинальной может быть из-за пониженного напряжения сети, плохих контактов в обмотке ротора, а также из-за большого сопротивления в цепи ротора у двигателя с фазным ротором. При большом сопротивлении в цепи ротора возрастает скольжение двигателя и уменьшается скорость его вращения. Сопротивление в цепи ротора увеличивают плохие контакты в щеточном устройстве ротора, пусковом реостате, соединениях обмотки с контактными кольцами, пайках лобовых частей обмотки, а также недостаточное сечение кабелей и проводов между контактными кольцами и пусковым реостатом. Плохие контакты в обмотке ротора можно выявить, если в статор двигателя подать напряжение, равное 20-25% номинального. Заторможенный ротор медленно поворачивают вручную и проверяют силу тока во всех трех фазах статора. Если ротор исправен, то при всех его положениях сила тока в статоре одинакова, а при обрыве или плохом контакте будет изменяться в зависимости от положения ротора. Плохие контакты в пайках лобовых частей обмотки фазного ротора определяют методом падения напряжения. Метод основан на увеличении падения напряжения в местах недоброкачественной пайки. При этом замеряют величины падения напряжения во всех местах соединений, после чего результаты измерений сравнивают. Пайки считаются удовлетворительными, если падение напряжения в них превышает падение напряжения в пайках с минимальными показателями не более чем на 10%. У роторов с глубокими пазами может также происходить разрыв стержней из-за механических перенапряжений материала. Разрыв стержней в пазовой части короткозамкнутого ротора определяют следующим образом. Ротор выдвигают из статора и в зазор между ними забивают несколько деревянных клиньев, чтобы ротор не мог повернуться. К статору подводят пониженное напряжение не более 0,25 Uном. На каждый паз выступающей части ротора поочередно накладывают стальную пластину, которая должна перекрывать два зубца ротора. Если стержни целые, пластина будет притягиваться к ротору и дребезжать. При наличии разрыва притяжение и дребезжание пластины исчезают. Двигатель разворачивается при разомкнутой цепи фазного ротора. Причина неисправности - короткое замыкание в обмотке ротора. При включении двигатель медленно разворачивается, а его обмотки сильно нагреваются, так как в замкнутых накоротко витках вращающимся полем статора наводится ток большой величины. Короткие замыкания возникают между хомутиками лобовых частей, а также между стержнями при пробое или ослаблении изоляции в обмотке ротора. Это повреждение определяют тщательным внешним осмотром и измерением сопротивления изоляции обмотки ротора. Если при осмотре не удается обнаружить повреждение, то его определяют по неравномерному нагреву обмотки ротора на ощупь, для чего ротор затормаживают, а к статору подводят пониженное напряжение. Равномерный нагрев всего двигателя выше допустимой нормы может получиться в результате длительной перегрузки и ухудшения условий охлаждения. Повышенный нагрев вызывает преждевременный износ изоляции обмоток. Местный нагрев обмотки статора, который обычно сопровождается сильным гудением, уменьшением скорости вращения двигателя и неравномерными токами в его фазах, а также запахом перегретой изоляции. Эта неисправность может возникнуть в результате неправильного соединения между собой катушек в одной из фаз, замыкания обмотки на корпус в двух местах, замыкания между двумя фазами, короткого замыкания между витками в одной из фаз обмотки статора. При замыканиях в обмотках двигателя вращающимся магнитным полем в короткозамкнутом контуре будет наводиться э. д. с, которая создаст ток большой величины, зависящий от сопротивления замкнутого контура.

Поврежденная обмотка может быть найдена по величине измеренного сопротивления, при этом поврежденная фаза будет иметь меньшее сопротивление, чем исправные. Сопротивление измеряют мостом или методом амперметра - вольтметра. Поврежденную фазу можно также определить методом измерения тока в фазах, если к двигателю подвести пониженное напряжение. При соединении обмоток в звезду ток в поврежденной фазе будет больше, чем в других. Если обмотки соединены в треугольник, линейный ток в двух проводах, к которым присоединена поврежденная фаза, будет больше, чем в третьем проводе. При определении указанного повреждения у двигателя с короткозамкнутым ротором последний может быть заторможенным или вращаться, а у двигателей с фазным ротором обмотка ротора может быть разомкнута. Поврежденные катушки определяют по падению напряжения на их концах: на поврежденных катушках падение напряжения будет меньше, чем на исправных. Местный нагрев активной стали статора происходит из-за выгорания и оплавления стали при коротких замыканиях в обмотке статора, а также при замыкании листов стали вследствие задевания ротора о статор во время работы двигателя или вследствие разрушения изоляции между отдельными листами стали. Признаками задевания ротора о статор являются дым, искры и запах гари; активная сталь в местах задевания приобретает вид полированной поверхности; появляется гудение, сопровождающееся вибрацией двигателя. Причиной задевания служит нарушение нормального зазора между ротором и статором в результате износа подшипников, неправильной их установки, большого изгиб вала, деформации стали статора или ротора, одностороннего притяжения ротора к статору из-за витковых замыканий в обмотке статора, сильной вибрации ротора, который определяют щупом. Нормально работающий двигатель издает равномерное гудение, которое характерно для всех машин переменного тока. Возрастание гудения и появление в двигателе ненормальных шумов могут явиться следствием ослабления запрессовки активной стали, пакеты которой будут периодически сжиматься и ослабляться под воздействием магнитного потока. Для устранения дефекта необходимо перепрессовать пакеты стали. Сильное гудение и шумы в машине могут быть также результатом неравномерности зазора между ротором и статором. Повреждения изоляции обмоток могут произойти от длительного перегрева двигателя, увлажнения и загрязнения обмоток, попадания на них металлической пыли, стружек, а также в результате естественного старения изоляции. Повреждения изоляции могут вызвать замыкания между фазами и витками отдельных катушек обмоток, а также замыкание обмоток на корпус двигателя. Увлажнение обмоток происходит в случае длительных перерывов в работе двигателя, при непосредственном попадании в него воды или пара в результате хранения двигателя в сыром неотапливаемом помещении и т.д. Металлическая пыль, попавшая внутрь машины, создает токопроводящие мостики, которые постепенно могут вызвать замыкания между фазами обмоток и на корпус. Необходимо строго соблюдать сроки осмотров и планово-предупредительных ремонтов двигателей. Замыкание обмотки на корпус двигателя обнаруживают мегаомметром, а место замыкания - способом «прожигания» обмотки или методом питания ее постоянным током. Способ «прожигания» заключается в том, что один конец поврежденной фазы обмотки присоединяют к сети, а другой - к корпусу. При прохождении тока в месте замыкания обмотки на корпус образуется «прожог», появляются дым и запах горелой изоляции. Двигатель не идет в ход в результате перегорания предохранителей в обмотке якоря, обрыва обмотки сопротивления в пусковом реостате или нарушения контакта в подводящих проводах. Для замены деталей применяются запасные части для мостовых кранов от производителя.