Электрооборудование грузоподъемных машин

Особенности работы электрооборудования грузоподъемных машин:

— повторно-кратковременный режим работы;

— частые изменения направления вращения (реверс);

— необходимость регулирования частоты вращения привода;

— значительные перегрузки, вибрация;

— затрудненный доступ для обслуживания и ремонта;

— работа в условиях загрязненности, влажности, значительного перепада температур.

Электрооборудование грузоподъемных машин имеет специальное крановое исполнение и обладает повышенной прочностью, высококачественной изоляцией и надежной защи­той от действий окружающей среды.

Основное электрооборудование башенного крана:

— аппараты управления электродвигателями — контроллеры, контакторы, магнитные пускатели, реле уп­равления;

— аппараты регулирования частоты вращения электродвигателей — пускорегулирующие реостаты, тормозные машины;

— аппараты управления тормозами — тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели;

— аппараты электрической защиты — автома­тические выключатели, максимальные и тепловые реле, предо­хранители, распределительные ящики;

— аппараты механической защиты — конечные выключатели и ограничители грузоподъемности, обеспечивающие защиту крана и его механизмов от перехода крайних положений и перегрузки;

— аппараты и приборы, используемые для различных переключе­ний в силовых цепях и цепях управления — кнопки, рубильники, выключатели, переключатели.

Вспомогательное электрооборудование башенного крана:

— осветительные приборы (светильники, прожекторы);

— приборы электрообогрева (электропечи, нагреватели);

— приборы звуковой сигнализации (звонки, сирены);

— аппараты управления и защиты (трансформаторы, выключате­ли, предохранители и т.д.), установленные в цепях освещения и отопления.

Крановые электродвигатели —электродвигатели специального кра­нового типа с влагостойкой изоляцией, повышенной прочности, допускающие большие кратковременные перегрузки и имеют боль­шие пусковые и максимальные моменты, которые превышают номинальные в 2,3. 3 раза. Крановые электродвигатели рассчитаны на кратковременные и повторно-кратковременные режимы работы.

Класс изоляции ручных электрических машин по на­пряжению и изоляции

I класс — на номинальное напряжение 220 В, у которых хотя бы одна металлическая деталь, доступная для прикосновения, от делена от частей, находящихся под напряжением только рабочей изоляцией;

II класс — на номинальное напряжение 220 В, у которых все металлические детали, доступные для прикосновения, отделены от частей, находящихся под напряжением, двойной или усиленной изоляцией;

III класс — на номинальное напряжение 36 В.

Машины I классаопасны в отношении поражения оператора элек­трическим током. При работе их необходимо надежно заземлять, ис­пользовать резиновые коврики и диэлектрические перчатки, но даже при этом в строительных условиях их не везде разрешается эксплуа­тировать.

Машины II класса(с двой­ной изоляцией) — наиболее прогрессивны, так как они могут питаться от осветитель­ной сети, их не нужно зазем­лять, и при этом обеспечи­вается полная электробезо­пасность работы при соблю­дении правил эксплуатации. Двойная изоляция машин осуществляется следующим способом: статор (индуктор с катуш­ками) двигателя, щеточный механизм, выключатель и все токопроводящие (соеди­нительные) провода разме­щены в корпусе и рукоятке из изоляционного материа­ла (высокопрочная пластмасса), а вал ротора (якоря) имеет электроизоляционную втулку, изолирующую его от ротора (якоря) и коллектора;

Машины III классав работе безопасны и должны получать пита­ние от автономных источников тока или от сети через трансфор­маторы.

Лекция 10 ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА. АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Электропривод – это совокупность электрических машин, аппаратов и систем управления ими, предназначенные для приведения в движение рабочих органов ма­шин и механизмов.

Выбор электродвигателя

Электродвигатель выбирается по следующим характеристикам:

— частота вращения вала;

Номинальный режимработы электродвигателя — режим работы, который рассчитан для данного двигателя заводом-изготовителем. При номинальном режиме обеспечи­вается нормальная работа электродвигателя и допустимая темпе­ратура его нагрева.

Номинальная мощностьэлектродвигателя — расчетная полезная мощность , которую должен развивать электродвигатель. Фактическая мощность, развиваемая электродвигате­лем в какой-либо момент времени, называется нагрузкой элект­родвигателя. Для трехфазных асин­хронных электродвигателей общего применения ГОСТ устанавливает следующие напряжения: 0,6; 0,8; 1,1; 1,5; 2,5; 3; 4; 5,5; 7,5; 10; 13; 17; 22; 30; 40; 55; 75 и 100 кВт.

Номинальные напряжения, на которые выпускают электродви­гатели общего применения переменного трехфазного тока — 220, 380, 500, 3000 и 6000 В, постоянного тока — 110, 220 и 440 В.

Режимы работы электродвигателей по условиям нагрева (зависит от вида изоляции):

— длительный— все части двигателя нагреваются до установившейся температуры и в дальнейшем увеличение тем­пературы прекращается (центробежные насосы, вентиляторы, компрессоры и транспортеры);

— кратковременный — стандартные длительности рабочего периода — 15, 30, 60 и 90 мин указывается на щитке двигателя. За этот период двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а во время пауз в работе охлаждается практически до температуры окружающей среды (например, электродвигатель механизма подъема стрелы).

— повторно-кратковременный — режим, при котором за время рабочего периода электродвигатель не успе­вает достигнуть установившейся температуры, а за время последу­ющей паузы не успевает охладиться до температуры окружающей среды (одноковшовые экскаваторы, различные краны, подъем­ники и другие машины).

Таблица 10.2 Степени защиты электродвигателей

Электрооборудование грузоподъемных кранов

Краны — это грузоподъемные устройства для вертикального и горизон­тального перемещения грузов на небольшие расстояния.

В цехах предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны.

Однотипными узлами всех кранов являются:

— механизм передвижения моста,

— механизм передвижения тележки,

— механизм подъема и опускания груза.

Управление механизмами крана выполняется из кабины оператора-крановщика, в ко­торой установлены контроллеры или командоконтроллеры. Для выхода на мост из кабины предусмотрен верхний люк, так как кабина размещена спра­ва под мостом. Аппаратура управления и резисторы расположены на мосту.

Подвод электропитания — от главных троллеев, уложенных вдоль под­кранового пути, по скользящим токосъемникам. Питание электромагнитов грузоподъемных, подвешенных к крюку цепями, осуществляется гибким кабелем. Кабель намотан на барабан, который вращается через передачу от барабана лебедки.

Особенности работы кранового оборудования.

• Изменение нагрузки в широких пределах:

• Режим работы повторно-кратковременный при большом числе вклю­чений в час.

• Условия работы тяжелые (тряска, влажность, запыленность и колеба­ния температуры).

Основное крановое оборудование

Стандартизовано и применяется для комплектации типовых схем.

Электродвигатели на переменном трехфазном токе при напряжениях 220, 380 и 500 В наибольшее распространение получили крановые и метал­лургические синхронные двигатели:

• с короткозамкнутым ротором — серии «МТК» и «4МТК»,

• с фазным ротором — серии «МТ» и «4МТ».

По исполнению могут быть одно- и многоскоростные, повторно-кратковременного режима (S3), с ПВ = 40 %.

На постоянном токе при напряжениях 220 и 440 В с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением применяются электродвига­тели серии «ДП» или новая серия «Д», с ПВ = 25 %.

Электродвигатели этих серий удовлетворяют следующим основным требованиям:

— реверсирование и работа как в двигательном, так и в тормозном режимах;

— широкий диапазон регулирования скорости, так как малая скорость нужна для перемещения тяжелых грузов и обеспечения точной оста­новки, а повышенная — для перемещения порожних мостов, тележек и крюков;

— жесткость механических (особенно регулировочных) характеристик, обеспечивающих независимость низких скоростей от груза;

— ограничение ускорений в допустимых пределах при минимальной дли­тельности переходных процессов.

К аппаратуре управления относятся контроллеры, крановые конечные выключатели и резисторы.

Контроллеры кулачковые предназначены для пуска, остановки, реверса и регулирования скорости крановых электродвигателей как переменного, так и постоянного тока.

Применяются в кранах малой грузоподъемности. Для легких «Л», сред­них «С» и тяжелых «Т» режимов работы. Переключение контактных групп обеспечивается кулачками вала, приводом которого является маховик (на постоянном токе) или рукоятка (на переменном токе).

Каждое рабочее и нейтральное «нулевое» положения имеют фиксацию.

Для управления асинхронными двигателями применяются кулачковые контроллеры типа «ККТ» различных модификаций, а двигателями постоян­ного тока — типа «ККП».

Магнитные контроллеры предназначены для управления двигателями механизмов мостовых кранов средней и большой производительности, с большой частотой включений, в напряженных режимах работы.

Применяются в кранах большой и средней грузоподъемности, рабо­тающих в средних «С», тяжелых «Т» и весьма тяжелых «ВТ» режимах.

Все переключения в силовых цепях ЭД производятся контакторами, ка­тушки которых получают питание через малогабаритные командоконтрол-леры типа «КП», установленные в кабине.

Переключающим органом командоконтроллера является рукоятка.

Магнитные контроллеры наиболее универсальное средство управления крановым электроприводом.

Крановые конечные выключатели предназначены для ограничения хода движущихся устройств (мост, тележка, крюк) или блокировки запирающих­ся устройств (двери кабины или шкафа, люки).

Они представляют собой рычажные выключатели поворотного типа для конечных положений. По устройству — проще, а по работе — надежней, чем нажимные.

В схемах управления крановыми ЭП применяются конечные выключа­тели серии «КУ» различных модификаций.

Резисторы предназначены для пуска, торможения и регулирования ско­рости ЭП. Кроме того, их устанавливают в других цепях — возбуждения, управления и подъемных электоромагнитов. Резисторы комплектуются в ящики на базе элементов чугунных литых (серия «ЯС»), фехралевых лен­точных (серия «КФ») или константановых проволочных (серия «НС»). Из комбинаций этих ящиков подбираются любые необходимые сочетания сту­пеней сопротивлений. Крановые резисторы выбираются по условиям по­вторно-кратковременного режима («ПВ» больше для ступеней, которые от­ключаются последними).

Крановые защитные панели предназначены для защиты и управления электроприводом крановых механизмов.

На защитной панели установлена аппаратура, обеспечивающая:

— максимальную защиту от токов КЗ и значительных перегрузок крановых электродвигателей,

— «нулевую» защиту, исключающую самозапуск электродвигателя после перерыва электроснабжения,

— надежность работы крана и безопасность обслуживания.

Конструктивно панель выполняется в виде металлического шкафа с ап­паратурой. Шкаф закрыт двумя замками, один из которых сблокирован с головным выключателем. Защитная панель размещается в кабине крана.

Панели выпускаются для защиты и подключения от 3 до 6 электродви­гателей.

Тормозные устройства. Все крановые двигатели оснащены тормозами, предназначенными для его торможения при отключении от сети. Пи этом сокращается не только выбег, но и обеспечивается безопасность (удержание груза в подвешенном состоянии).

По конструкции применяются механические тормоза колодочные, дис­ковые или ленточные.

По действию на тормозной элемент — это пружинные (с приводом от электромагнита) или гидравлические (с приводом от электрогидротолкателя).

При подаче питания на электромагнит пружина сжимается, а колодки с помощью системы рычагов разводятся, освобождая тормозной шкив для работы электродвигателя. При снятии питания — наоборот.

В настоящее время тормозные электромагниты применяются как на пе­ременном токе (одно- и трехфазные), так и на постоянном.

Катушки электромагнитов включаются и отключаются одновременно с электродвигателем.

Грузоподъемные электромагниты предназначены для зацепления фер­ромагнитных материалов при транспортировке и снятия их при доставке на место.

По форме отечественная промышленность выпускает круглые и прямо­угольные электромагниты.

Подъемная сила крана определяется температурой и характером подни­маемого груза.

Вся аппаратура управления помещена в кабине крановщика.

Для повышения точности и регулирующих свойств применяются ЭД постоянного тока с последовательным или параллельным возбуж­дением.

Для защиты электродвигателей и линий электроснабжения применяются: автоматические выключа­тели, реле максимального тока и предохранители.

Тепловая защита не применяется, так как в повторно-кратковременном режиме возможны ложные отключения.

Для защиты от большого снижения сетевого напряжения или его исчез­новения применяется «нулевая» защита. При срабатывании ее самозапуск электродвигателя невозможен. Все металлические конструкции заземляются через подкрановые пути.

Дата добавления: 2015-12-26 ; просмотров: 1901 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Грузоподъемные машины и механизмы

На производстве, в строительстве, на складах грузоподъемные машины и механизмы широко применяют для перемещения материалов, тяжёлых или объёмных конструкций, при обслуживании технологических агрегатов, его монтаже или ремонте. С их помощью перемещение по территории занимает минимум времени.

Для выполнения таких операций достаточно одного оператора. Производители предлагают широкий выбор техники с разным функционалом, набором подвесного оборудования, большим диапазоном характеристик. За счёт этого грузоподъемные механизмы используют в самых разных направлениях деятельности, учитывая при выборе особенности поставленных задач.

Сфера применения грузоподъемных машин и механизмов

Основной задачей, которую выполняют грузоподъемные механизмы, становится перемещение, подъём или опускание насыпных, штучных, пеллетированных материалов. Они широко применяются в машиностроении, сельском хозяйстве, в производственных цехах на строительных площадках. К отдельной категории принято относить приспособления, предназначенные для транспортировки людей (эскалаторы, подъёмники).

В зависимости от сферы использования разработана техника, отличающаяся по набору доступных функций, конструкции. К примеру, на СТО нужно поднимать автомобили на сравнительно небольшую высоту. При этом вес груза будет внушительным. С учётом этих особенностей эксплуатации разработаны домкраты. В зависимости от характера применения и характеристик поднимаемых конструкций мощность механизмов может существенно отличаться. Если есть необходимость в перемещении по свободной траектории, задействуются самоходные краны, оснащённые лебёдкой.

Учитывая тонкости использования, на предприятиях устанавливают грузоподъемную технику разной конструкции (существует более 20 типов агрегатов этого типа). Для работы с сыпучими материалами устанавливают машины циклического действия. Возможно движение по любой траектории, что позволяет учитывать особенности конкретного помещения. Вспомогательные функции при этом выполняют манипуляторы.

Основные характеристики оборудования

Выбор установки требует учёта особенностей её будущего применения, типа материалов и конструкций, с которыми она будет работать. К ключевым характеристикам грузоподъёмных машин относят следующие параметры.

• Грузоподъёмность. Она показывает максимально допустимый вес, с которым техника сможет работать без перегрузок. При выборе рекомендуется изначально закладывать 15-процентный запас мощности агрегата, чтобы обеспечить большую надёжность и исключить вероятность возникновения ситуаций, связанных с повышенным износом привода механизмов.
• Скорость перемещения, высота подъёма. Определяется исходя из особенностей технологического процесса и специфики выполняемых операций.
• Вылет стрелы, пролёт для кранов. Эти параметры определяют расстояния, на которое возможно движение механизмов соответственно по отношению к оси вращения или между рельсами.
• Доступные режимы работы. От них зависит продолжительность включения машин, коэффициент их использования.

Также принимают во внимание возможные ветровые нагрузки, если предполагается использование техники вне помещений. Этот параметр важен для того, чтобы исключить вероятность опрокидывания агрегата.

Виды грузоподъёмных машин

Все виды грузоподъемных машин и механизмов классифицируют по нескольким признакам:

• назначение (транспортировка, подъём, разгрузка/погрузка);
• степень подвижности (самоходные, статичные, передвижные);
• типу материалов (сыпучие, пеллетированные, штучные, жидкие);
• уровень автоматизации;
• характер движения (непрерывное, периодическое).

Кроме того, выпускаются агрегаты, отличающиеся по принципу работы: ручные и электрические устройства, агрегаты с пневмоприводом.

Домкраты

Одно из основных преимуществ применения домкрата в качестве грузоподъёмного приспособления – точность позиционирования поднимаемых конструкций независимо от их геометрии, габаритов и веса. Выпускаются механические, гидравлические, электрические, пневматические модели с широким диапазоном характеристик.

При их выборе за основу принимается грузоподъёмность (для винтовых домкратов её максимум составляет 1 т, для гидравлических – 100 т) и высота подъёма (ход штока). Также предлагаются специализированные модели. Чаще всего они используются на СТО для опрокидывания машин на один бок, подставки, применяемые во время ремонта для страховки других удерживающих приспособлений.

Лебедочные грузоподъемные механизмы

К грузоподъемным машинам относят лебёдочные механизмы. Они применяются в строительстве, сервисном обслуживании, на производстве для перемещения конструкций в горизонтальном или вертикальном направлении. Выпускаются модели, оснащённые приводом разного типа:

• червячные (они отличаются большим передаточным числом);
• цепные, отличающиеся высокой эффективностью;
• барабанные электроустройства с коммутационной аппаратурой с номинальным напряжением 220 или 380 В;
• рычажные, которые выделяются минимальными размерами и весом.

Основные критерии при выборе – тяговое усилие, канатоёмкость барабана, скорость движения троса, возможности регулировки рабочих параметров, вес изделия, грузоподъёмность.

Предлагается большой выбор модификаций талей с широким диапазоном характеристик. Это позволяет подобрать технику, учитывая особенности будущей эксплуатации. Отличительные особенности этого вида агрегатов – высокая надёжность, сравнительно высокие показатели скорости и высоты перемещения, грузоподъёмности. Тали часто применяют как вспомогательное устройство в комплексе с крановой техникой любого типа.

Для обеспечения высокой производительности, если важна скорость выполнения операций, речь идёт о конструкциях с большим весом выбирают электрические модели. При возможных перебоях в электроснабжении, на площадках с невысокой интенсивностью работы преобладают ручные тали. Также стоит учитывать при покупке необходимость перемещения механизма: есть стационарные и передвижные агрегаты.

Тельферы

Эффективной заменой крановой технике при погрузочно-разгрузочных работах становятся тельферы. Выпускаются следующие типы таких устройств: цепные и канатные. Грузоподъёмность агрегатов составляет до 25 т при высоте подъёма до 70 м. Управление может быть ручным или дистанционным (с помощью пульта ДУ).

Комплектация кареткой повышает функциональность модели за счёт возможности перемещения тельфера по территории цеха или строительной площадки. При необходимости обеспечения повышенной скорости движения каната или цепи технику оснащают частотным преобразователем.

Блоки и полиспасты

Блоки широко применяются в качестве самостоятельного или вспомогательного агрегата для подъёма конструкций. Они выпускаются в одно- и многороликовом исполнении. По назначению блоки делят на отводные и грузовые. Первые применяют для изменения направления движения троса, вторые – для перемещения по прямой.

Полиспасты – составная часть подъёмных агрегатов, которая представляет собой систему соединённых канатами блоков. Разделяют скоростные и силовые устройства (выбор зависит от поставленных задач). В рамках одной грузоподъёмной установки может использовать одновременно несколько полиспастов. Такое решение более эффективно и позволяет снизить нагрузку на каждый из них за счёт равномерного распределения усилий.

Правила работы с грузоподъемными машинами и механизмами

К работе по подъему грузов допускаются агрегаты, у которых есть зарегистрированный допуск к эксплуатации. Документ оформляется на основании комплекса проведенных испытаний. Оператор должен иметь соответствующую техническую подготовку, пройти инструктаж. Особое внимание уделяется грамотной фиксации подвешенной конструкции, подъёмного навесного механизма.

При отсутствии постоянного крепления контроль положения во время перемещения выполняется напрямую стропальщиком, оператором, грузчиком. Для слаженной работы каждого из специалистов в условиях действующей стройки или производства часто используются заранее оговоренные сигнальные жесты.

В отдельных случаях возникает необходимость в дополнительной защите подвешенного товара от возможных повреждений, механических воздействий (особенно часто такие ситуации происходят при работе с веществами, которые представляют повышенную химическую, врыво-, пожароопасность). При автоматизации техники алгоритм движения зависит от параметров и свойств материала, особенностей технологического процесса.

Техника безопасности

Стандартные требования безопасности в работе с грузоподъёмными механизмами вне зависимости от их конструктивных особенностей и сферы использования – допуск лиц старше 18 лет в спецодежде, средствах индивидуальной защиты после прохождения обучения, инструктажа, сдачи экзаменов на наличие необходимых для выполнения поставленных задач навыков. Также необходимо выполнить следующие действия:

• проверить исправность узлов агрегата, приспособлений для захвата;
• убедиться в том, что уровень освещения достаточен для работы;
• использовать для обвязки стропы, которые соответствуют по своим параметрам весу перемещаемых конструкций;
• транспортировку мелких товаров выполнять в контейнере;
• не оставлять подвешенными конструкции на время перерыва;
• не допускать поднятия конструкций, которые примёрзли к земле, забетонированы, засыпаны землёй;
• выдерживать при подъёме минимум 0,5 м до самой высокой точки стационарных конструкций по траектории движения;
• не допускать перемещения над людьми.

После окончания выполнения запланированных работ крюк поднимают, выключают рубильник. Грузозахваты убирают в место, предназначенное для хранения. При выявлении любых неисправностей, о них сообщают сменщику или мастеру цеха.

Ремонт и обслуживание

Выполнение ремонта и техобслуживания грузоподъёмных агрегатов жёстко регламентировано ПБ 10-382-00 в соответствии с проектной документацией и техническими условиями, которые предоставляются заводом-изготовителем. Особое внимание уделяется используемым материалам. Их качество должно быть подтверждено сертификатом, выводом отдела входного контроля после проведения испытаний.

Лаборатория обязательно должна быть аккредитована.

Сварка металлоконструкций выполняется согласно госстандарту. К работе допускаются специалисты, которые подтвердили соответствующую квалификацию. При выборе сварочных материалов необходимо учитывать, что они должны соответствовать по их механическим свойствам (прочности, вязкости, угол загиба, относительное удлинение) основным элементам. Если требуется соединение двух разных материалов, за основу берут параметры с большим пределом прочности.

При сварке деталей грузоподъемных машин исключают воздействие сторонних неблагоприятных факторов. Если требуется выполнение работ на открытых площадках, потребуется выдерживание требований специальной технологии. Контроль качества полученных соединений заключается в проведении измерений, механических испытаний. Не допускаются свищи, смещения кромок, непроваренные участки, трещины, другие дефекты. Задействуют метод неразрушающего контроля.

Разрешение на введение в эксплуатацию после ремонта, реконструкции или техобслуживания агрегата выдаёт инспектор госгортехнадзора, исходя из полученных результатов испытаний. В паспорте фиксируют соответствующую информацию.

Периодическое освидетельствование выполняется частично с периодичностью до 1 года, в полном объёме – до 3 лет. Если агрегат используется редко, указанный срок может быть увеличен до 5 лет. Внеочередное освидетельствование может потребоваться после реконструкции, капремонта, замены несущих конструкций, замены стрелы. При этом проводится осмотр всех механизмов и узлов, их статические и динамические испытания.