Курсовая Работа Кран
Курсовая Работа Кран
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
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:
на транспорте, и в других отраслях.
Развитие машиностроения,
занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением
развития экономики страны.
.1 Краткая техническая
характеристика мостового крана
Краны мостовые - грузоподъемные
устройства, циклического действия, которые используют для перемещения грузов с
использованием самых разнообразных устройств грузозахватного типа. Краны
мостового типа делятся на два основных вида: кран мостовой электрический
однобалочный, и кран мостовой электрический двухбалочный. Краны мостовые
электрические однобалочные достигают грузоподъемности от 0,5 до 15 т, в то
время как краны мостовые двухбалочные достигают грузоподъемности до 150 т и
более. Кран мостовой двухбалочный является одним из самых востребованных кранов
среди остальных кранов в промышленном производстве. Кран мостовой электрический
двухбалочный опорный может быть как общепромышленного типа, так и
пожаробезопасного и взрывобезопасного.
Кран мостовой однобалочный и кран
мостовой двухбалочный могут быть крюкового типа, грейферного, магнитного и
т.д.…
Кран однобалочный используется при
небольших объемах грузопотока и необходим для проведения ремонтных и монтажных,
подъемно-транспортных, перегрузочных работ на территории под навесами закрытых
площадок либо в цехах (промышленных зданиях), при необходимости перемещения
груза грузоподъемностью от 0,5 до 15т, с высотой подъема от 6 до 18 м. Краны
мостовые применяются как на открытом воздухе, при температуре - 40 + 40 С, так
и в закрытых помещениях.
Мостовой кран передвигается по
поднятой системе рельс вдоль территории и обеспечивает три оси движения крюка.
Подъемник перемещает груз вверх и вниз, тележка перемещает груз влево и вправо
и мост крана продвигает груз вперед и назад. И однобалочные и двухбалочные
схемы опорного мостового крана позволяют достигать очень точного расположения
крюка и плавное перемещение груза.
В зависимости от конструкции, кран
мостового типа, бывает навесным и опорным. Механизм передвижения крана
установлен на мосту крана. Мостовые краны могут управляться из кабины или с
пола. Также различают краны мостовые с ручным или электрическим приводом, т.е.
кран мостового типа имеет грузоподъемный орган, работающий при помощи
собственного подъемного механизма или на базе электротельфера.
Краны мостовые электрические
питаются от электрической сети с переменным током, частота которой составляет
50 Гц, а напряжение - 380 В.
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.
Работа мостового крана делится на
три типа:
Мостовые краны состоят из несущих
элементов, непосредственно опирающихся на крановый путь, и моста,
перемещающегося по уложенным на стенах или внешних эстакадах рельсам.
Принципиальная схема мостового крана, рисунок 1.
. Подкрановые пути 10. Площадка для
обслуживания
. Концевые балки 12. Механизм
передвижения тележки
5. Гибкий кабель 13. Механизм
передвижения крана
6. Вспомогательный механизм подъема
Рисунок 1 - Принципиальная схема
мостового электрического крана общего назначения
По мосту передвигается грузовая
тележка, оборудованная лебедкой с крюком, грейфером или магнитом.
Тележка мостового крана, рисунок 4,
состоит из сварной металлической рамы на ходовых колесах, на которой
смонтированы механизмы подъема груза и передвижения тележки.
. Механизм подъема груза 2. Рама
сварная металлическая
Рисунок 2 - Тележка мостового крана
На раме тележки размещены механизмы
главного и вспомогательного подъема и механизм передвижения тележки. Механизм
главного подъема имеет электродвигатель, соединенный длинным валом-вставкой с
редуктором . Полумуфта, соединяющая вал-вставку с входным валом
редуктора, используется в качестве тормозного шкива колодочного тормоза ,
имеющего привод от электрогидравлического толкателя. Выходной вал редуктора
соединен зубчатой муфтой с барабаном. Опоры верхних блоков полиспаста и
уравнительные блоки расположены на верхней поверхности рамы, что облегчает их
обслуживание и увеличивает возможную высоту подъема. В качестве ограничителя
высоты подъема применен шпиндельный выключатель, выключающий ток при достижении
крюковой подвеской крайних верхнего и нижнего положений.
Механизм передвижения тележки
состоит из двигателяё тормоза, вертикального зубчатого редуктора, двух ведущих
и двух холостых ходовых колес. На раме тележки укреплена линейка ,
воздействующая в крайних положениях на конечный выключатель, ограничивающий
путь передвижения тележки.
Рама сварена из продольных и
поперечных балок из листовой стали, сверху накрыта настилом. С целью снижения
массы тележки и повышения ее жесткости применяют гнутые профили.
Узлы механизмов смонтированы так,
что на продольные балки опираются подшипники вала барабана, редуктор и
двигатель механизма подъема.
Механизм передвижения установлен
посредине между ходовыми колесами или сбоку тележки - для удобства монтажа и
замены вертикального редуктора.
Кроме того, краны мостовые комплектуются
канатными или цепными талями.
1.2 Кинематические схемы
электроприводов мостового крана
Работу основных
механизмов крана рассматривают по кинематическим схемам. Все механизмы
передвижения крана имеют по два холостых колеса. Так как двигатели обычно имеют
угловую скорость, значительно большую, чем скорость подъемного барабана или
ходовых колес моста и тележки, то движение к рабочим органам механизмов крана
передается через редукторы.
Для механизмов
подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом, рисунок 3, при
помощи которого движение от барабана передается крюку.
Рисунок 3 - Кинематическая схема
механизма подъема мостового крана
Механизм передвижения моста крана
выполняется либо с раздельным приводом ходовых колес, либо с центральным
приводом.
Вал
электродвигателя соединен через зубчатую муфту с быстроходным валом редуктора.
Тихоходный вал через трансмиссионный вал соединен с приводным колесом крана,
рисунок 4, 5. Раздельный привод устанавливается на кранах пролетом от 19,5 м до
34, 5 м.
1. Приводное колесо 4.
Зубчатая муфта
. Трансмиссионный вал 5.
Электродвигатель
Рисунок 4 - Кинематическая схема
механизма передвижения с раздельным приводом
1. Приводное колесо 4.
Зубчатая муфта
. Трансмиссионный вал 5.
Электродвигатель
Рисунок 5 - Кинематическая схема
механизма передвижения с центральным приводом
Механизм
передвижения тележки выполнен с центральным приводом, состоит из
электродвигателя соединенного с вертикальным ступенчатым редуктором зубчатой
муфтой. Выходной вал редуктора при помощи зубчатых муфт и промежуточных валов
соединен с валами приводных колес, рисунок 5.
Рисунок 6 - Кинематическая
схема механизма передвижения тележки
1.3 Требования к системе
электропривода и обоснование выбранного типа электропривода. Требования к
системе автоматики
Для привода крановых механизмов
возможно применение различных двигателей и систем электропривода. В настоящее
время на кранах применяют простые системы электропривода, в которых двигатели
получают питание от сети переменного или постоянного тока неизменного
напряжения через пускорегулирующие резисторы.
Электропривод с асинхронным
двигателем с короткозамкнутым ротором применяют для механизмов кранов небольшой
мощности, работающих в легком режиме. Если необходимо регулировать скорость или
обеспечить точную остановку, то можно использовать двух- или трехскоростные
двигатели.
Наибольшее распространение получили
асинхронные двигатели с фазным ротором и ступенчатым регулированием угловой
скорости путем изменения сопротивлении в цепи ротора. Он прост, надежен,
допускает большое число включений в час и применяется на средних и больших
мощностях. С помощью резисторов в цепи ротора можно в широких пределах изменять
момент при пуске, получать желаемое ускорение и плавность пуска, уменьшать токи
и потери энергии в двигателе при переходных процессах, а также получить
уменьшение угловой скорости. Он не экономичен из-за значительных потерь энергии
в пускорегулирующих сопротивлениях; повышенный износ двигателя,
электромагнитных тормозов и контактной аппаратуры управления.
Если к электроприводу крановых
механизмов предъявляются повышенные требования в отношении регулирования
угловой скорости, в различных режимах, применяются двигатели постоянного тока.
Если требуется обеспечить повышенный
диапазон регулирования угловой скорости привода, ограничение стопорного момента
и плавное протекание переходных процессов двигателя при напряженном режиме
работы кранового механизма, применяют регулируемый электропривод по системе
Г-Д. Это позволяет при больших мощностях облегчить аппаратуру управления и
повысить надежность работ электропривода.
При питании от общей сети
переменного или постоянного тока применяются контроллерное или контакторное
управление. При контроллерном управлении все переключения в главных цепях
производится контактами силового контроллера, управление которым, особенно при
интенсивном режиме работы, требует от крановщика значительных усилий и
напряжений. Контакторное управление осуществляется от магнитного контроллера,
состоящего из командо - контроллера и контакторно - релейной панели.
Переключение в главных цепях двигателя производится контакторами, а крановщик
управляет командо - контроллером. При контакторном управлении процесс пуска,
торможения и реверса автоматизируются. В ряде случаев применяют как контроллерное
управление для механизмов с менее напряженными режимами работы, так и
контакторное, обычно для подъема груза.
Для качественного выполнения
подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен
удовлетворять следующим требованиям:
регулирование угловой скорости
электродвигателя в сравнительно широких пределах. Для обычных кранов 4:1; для
специализированных 10:1;
обеспечение необходимой жесткости
механических характеристик электропривода, особенно регулировочным с тем, чтобы
низкие скорости почти не зависели от груза;
ограничение ускорении до допустимых
пределов при минимальной длительности переходных процессов;
реверсирование электропривода и
обеспечение его работы как в двигательном, так и в тормозном режимах.
На основании проведенного выше
анализа выбираем электропривод с асинхронным двигателем с фазным ротором.
Большое внимание в последние годы
уделяется автоматизации грузоподъемных машин. Основным направлением
автоматизации этих машин является управление, безопасность, контроль и
диагностика. Однако в связи со спецификой использования важную роль в работе
грузоподъемных машин играет их безопасность.
Возможности автоматизации весьма
обширны и зависят от отрасли промышленного производства, от подбора
комплектующих материалов для систем автоматики. К примеру, самой важной частью
грузоподъемного механизма вне зависимости от его типа является механизмы
подъема и передвижения тележки. Новейшие семейства преобразователей частоты
разных фирм производителей обладают всеми необходимыми функциями для управления
крановыми приводами. Подъем с повышенной скоростью, контроль состояния тормоза,
позиционирование с помощью концевых выключателей, выравнивание нагрузки,
управление тормозом, адаптированное для приводов перемещения, подъема и
поворота, выбор слабины тросов, управление моментом, измерение нагрузки,
многочисленные алгоритмы управления двигателем.
Система электропривода
грузоподъемных машин обеспечивает:
плавный разгон и торможение
механизмов с заданным ускорением;
контроль, защиту и индикацию
состояния оборудования.
1.4 Выбор рода тока и
величины питающих напряжений
При проектировании
электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и
напряжение питающей сети. Основными токами в электроустановках промышленных
предприятий является переменный трехфазный ток. При выборе величины напряжений
электроустановок до 1000В используют напряжение 380/220 и 660/380 В.
С применением напряжения 660В
снижаются потери электроэнергии и расход цветных металлов, увеличивается радиус
действия подстанций, повышается мощность трансформаторов, сокращается
количество подстанций, упрощается схема электроснабжения. Недостатком
напряжения 660В являются невозможность совместного питания сети освещения и
силовых электроприемников малой мощности, а также отсутствие электродвигателей
небольшой мощности на напряжение 660В. На предприятиях с преобладанием
электроприемников малой мощности более выгодно использовать напряжение 380/220 В.
При проектировании систем
электроснабжения для промышленных предприятий необходимо учесть тот факт, что
приемники электроэнергии делят по частоте тока. Трехфазный переменный ток,
имеющий частоту 50 Герц, основной род тока в промышленных предприятиях. Кроме
того, очень важно учитывать неравномерность и несимметричность загрузок фаз. К
примеру, к симметричным приемникам относят трехфазную печь, электродвигатели и
прочее, а к несимметричным - освещение, однофазные сварочные аппараты, одно-,
двухфазные печи. Также электроприемники можно разделить по степени надежности
питания на три категории:
) Электроприемники, прерывать работу
которых нельзя, иначе это опасно для жизни и здоровья людей, может нанести
серьезный вред хозяйству. Такие электроприемники обычно имеют два независимых
друг от друга источника питания, если необходимо сделать перерыв в работе
одного источника, автоматически в работу включается резервный.
) Ко второй категории относятся
электроприемники, при перерыве электроснабжения которых гарантированно
снижается выпуск продукции, случается простой механизмов и людей, для них также
требуется резервное питание, но при этом допустимы перерывы на время, которое
необходимо на ручное переключение на второй источник.
) Третья категория включает в себя
все прочие электроприемники, подлежащие эксплуатации на неответственных
складах, вспомогательных цехах, несерийного производства. Для них допустимы
перерывы питания с интервалом не более 24 часов для ремонта, замены
поврежденного части системы электроснабжения предприятий.
1.5 Описание режимов и
циклов работы
При выборе электродвигателя следует
учитывать режим работы электродвигателя. В технических каталогах производителей
указанны параметры электродвигателя при режиме работы S1 кроме двигателей с
повышенным скольжением. Электродвигатель работающий в режимах S2 или S3
допускает большую мощность подключения на валу. Например при режиме S2 мощность
может быть увеличена на 50% от номинальной на 10 минут работы электродвигателя,
на 25% на 30 минут работы и на 10% на 90 минут работы. Режим работы
электродвигателя S3 применяется для электродвигателей повышенного скольжения.
Международная классификация
предусматривает 8 номинальных режимов работы электродвигателя с условными
обозначениями S1 - S8.
Продолжительный режим работы
электродвигателя S1 - работа машины при неизменной нагрузке достаточно
длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.
Кратковременный режим работы
электродвигателя S2 - работа машины при неизменной нагрузке в течение времени,
недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры,
после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины
до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.
Для кратковременного режима работы
нормируется продолжительность рабочего
Повторно - кратковременный режим
работы электродвигателя S3 - последовательность идентичных циклов работы,
каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое
машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за
которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. В этом режиме
цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на
превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения
теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной
продолжительности включения в процентах:
ПВ = (t р / (t р
+ t п )) х 100% (1)
где ПВ - продолжительность
включения, %;
t р - время работы, с; п
- время паузы, с.
Нормируемые значения
продолжительности включения: 15, 25, 40, 60%, или относительные значения
продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.
Для режима S3 номинальные данные
соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.
Режимы работы электродвигателей S1 -
S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые
включаются отечественными производителями в каталоги и паспорт машины.
Номинальные режимы работы электродвигателей
S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу
эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру
последних.
Повторно-кратковременный режим
работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов S4 - последовательность
идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно
длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру
частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не
нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина
не охлаждается до температуры окружающей среды.
Повторно-кратковременный режим
работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов и электрическим
торможением S5 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых
включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной
нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время
быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не
охлаждается до температуры окружающей среды.
Перемежающийся режим работы
электродвигателя с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 -
последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно
длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое
торможение. Режим не содержит пауз.
Перемежающийся режим работы
электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения S8 -
последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с
неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или
несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых
соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при
переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.
Режим работы крюковых опорных
двухбалочных кранов регламентированы ГОСТ 25711-83 (грузоподъемность 5-50 т) и
ГОСТ 24378-80 (ГОСТ на технические условия).
По ГОСТ 25546-82 режим работы для
кранов, управляемых из кабины относится к группе 5К-7К.
Данный режим характеризуется
следующими особенностями; постоянная работа с грузами, близкими по массе к
номинальным, с высокими скоростями, большим числом включений, высокой
продолжительностью включения ПВ.
Такой режим характерен для
механизмов технологических кранов, цехов и складов на заводах с крупносерийным
производством, кранов литейных цехов и механизмы подъема строительных кранов.
Рабочий цикл крана состоит из трёх
этапов:
рабочий ход (перемещение груза,
разгрузка);
холостой ход (возврат
грузоподъёмного механизма в исходное положение).
Рабочий и холостой ход на диаграммах
движения имеют также три характерных участка: разгон, установившееся движение и
торможение. Причем, очень важное значение имеют участки разгона и торможения,
так как именно в эти моменты и возникают динамические нагрузки.
При интенсивном использовании общее
число циклов работы крана за срок его службы составляет 500000..1000000 циклов.
Группа режима работы крана
определяется по известным классу использования и классу нагружения крана.
.1 Расчет мощности
электродвигателя тележки мостового крана, его выбор и проверка по условиям
пуска
Исходные данные для расчета
механизма передвижения тележки мостового крана:
. Вес поднимаемого груза
Q = 73,5
кН
. Вес тележки
Q 0 = 50 кН
3. Скорость передвижения тележки
х = 0,55 м/с
4. Диаметр ходовых колес тележки
D хк = 0,3 м
. Диаметр шейки оси ходового колеса d ц = 0,08 м
6. КПД механизма передвижения
Ƞ = 0,85
7. Путь передвижения тележки L = 34,1 м
. Число циклов в час
N ц = 10
. Передаточное число редуктора
i =
24,91
Статическая мощность при
передвижении крана с грузом:
Р с(г) = 10 -3 , кВт
(2)
где Р с(г) -
статическая мощность при передвижении крана с грузом, кВт;
k 1
- коэффициент, учитывающий трение ходовых колес о рельсы, k 1 = 2;
µ - коэффициент трения скольжения, µ
= 0,08;
f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f = 0,001;
х - скорость передвижения тележки,
м/с
где R хк - радиус ходового колеса, м;
где r ц
- радиус цапфы ходового колеса, мм; ц - диаметр цапфы ходового
колеса, мм.
Статическая мощность при
передвижении тележки без груза:
Р с(о) = 10 -3 , кВт
(5)
где Р с(о) -
статическая мощность при передвижении тележки без груза, кВт;
k 1
- коэффициент, учитывающий трение ходовых колес о рельсы, k 1 = 2;
µ - коэффициент трения
скольжения, µ = 0,08;
r ц
- радиус цапфы ходового колеса, мм;
f
- коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, f
= 0,001;
х - скорость
передвижения тележки, м/с;
х - скорость
передвижения тележки, м/с.
Мостовой кран . Курсовая работа (т). Другое. 2014-02-06
Башенный кран | курсовая работа [3,0 M], добавлен 25.10.2010
Курсовая работа - Грузоподъемные машины
Мостовые краны | курсовая работа
Курсовая работа : Мостовые краны и их разновидности.
Әлеуметтанулық Перспектива Реферат
Картина Василия Поленова Золотая Осень Сочинение
Что Вы Думаете О Природе Казахстана Эссе
Папка Для Дипломного Проекта
Эссе Вишневая Цена