Методические указания к задаче 1

Мостовой кран предназначен для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Свое название он получил потому, что представ­ляет собой ферму (мост), которая передвигается по специальным подкрановым путям. По продолжительности включения краны подразделяются на режимы работы, характеристика которых представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика режимов работы кранов

Режим работы	Продолжительность включения	Число включения в час
Л - легкий	10...15 %	60...100
С -средний	15...25 %	120....200
Т- тяжелый	25...40%	300...400
ВТ - весьма тяжелый	40...60%	400...600
ОТ-особо тяжелый	100 %	600 и более

 

    Выбор двигателя крановых механизмов осуществляется на основе нагрузочной диаграммы. Расчет нагрузочной диаграммы ведется для наиболее вероятного цикла работы.

Статическая мощность для подъема определяется по формуле:

                                                              Р_с=  ,                                      (1)

для спуска:

                                                         Р_с= F · v · h ,                                           (2)

где F =(m _кр + m _гр)· g - усилие силы тяжести при движении с грузом, Н;

  F = m _кр· g - усилие силы тяжести при движении без груза, Н;

  m _кр - масса крюка, кг;

     m _гр - масса груза, кг;

  v - скорость линейного перемещения груза, м/с;

  h - коэффициент полезного действия.

Статический момент на валу при подъеме определяется по формуле: 

                      ,             (3)

при спуске:

                                                    ,                                            (4)

где w _бар - угловая скорость вращения барабана, рад/с;

D - диаметр барабана, м;

i - передаточное число привода.

В кранах различают два вида спуска:

1 силовой имеет место при спуске легких грузов или пустого крюка, двигатель при этом работает в двигательном режиме;

2 тормозной спуск имеет место при спуске средних и тяжелых грузов, двигатель при этом работает либо в режиме противовключения, либо в режиме рекуперативного торможения.

Для силового спуска значение КПД принимается равным единице.

Для привода кранов используются двигатели переменного тока (примерно в 90 % случаев) или двигатели постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения.

Двигатели постоянного тока используются для приводов с большим числом включений в час, широким диапазоном регулирования скорости и с регулированием вверх от номинальной скорости. Во всех остальных случаях используются асинхронные двигатели. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором используются для механизмов небольшой мощности (до 10...15 кВт), работающих в легком режиме.

Крановые двигатели работают в повторно-кратковременном режиме (S3), в условиях повышенной вибрации, температуры и с частыми пусками.

По конструкции они отличаются высокой прочностью, т.к. работают при перегрузках и в условиях повышенной вибрации. Основное исполнение – закрытое. Класс нагревостойкости изоляции крановых двигателей F (максимальная температура 155°С) или Н (максимальная температура 180°С). К материалам класса С относят материалы на основе слюды с неорганической пропиткой. К материалам класса Н относят материалы на основе слюды с кремнийорганической пропиткой. Для ДПТ магнитный поток относительно велик, что обеспечивает большую перегрузку по моменту, для ДПТ ПВ перегрузка по моменту l _м =4...5, по току l _I =3,2 для машин переменного тока l _м =2,3...2,8, причем l _фр > l _кз. Двигатели краново-металлургической серии допускают увеличение скорости вверх от номинальной до 5 w _ном для ДПТ и до 2,5 w _ном для АД. Краткая характеристика краново-металлургических двигателей приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Краново-металлургические двигатели и их характеристика

Серия	Тип	Краткая характеристика серии
МТF, MTH	Асинхронные двигатели с фазным ротором F, H - класс нагревостойкости изоляции.	Двигатели выпускаются на напряжение 380/220 и 500 В. основным номинальным режимом является повторно-кратковременный режим в ПВ =40%. Двигатели изготавливаются климатического исполнения У, категории размещения 2, со степенью защиты не ниже IP44. Статорные обмотки соединяются звезда- треугольник. Двигатели данной серии в основном трехполюсные, w о =1000 об/мин.
МТКF, MTКH	Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором
4МТ	То же	Двигатели этой серии унифицированы с двигателями серии 4А. Имеют четырехполюсное исполнение; степень защиты IP54; вероятность безотказной работы не менее 0,96 против 0,95; в обозначение введена высота оси вращения вала.
МАП	Многоскоростные асинхронные двигатели	Двигатели для систем частотного регулирования Данные двигатели имеют увеличенную мощность в 1,5..1,8 раз при сохранении габаритов. Число скоростей до 3-х.
ДП	Двигатели постоянного тока	Номинальный режим работы 60 мин, основной режим работы ПВ - 60%; номинальное напряжение 220 В, допустимо 440 В.

        

Мощность крановых двигателей не превышает 200 кВт.

Проверка выбранного двигателя по нагреву проводится после выбора редуктора и приведения статических моментов.

Системы управления кранов в основном используются с применением контроллеров. Контроллер представляет собой многоступенчатое контактное устройство. Существуют контроллеры с ручным приводом - силовые (кулачковые) и с электромагнитным приводом - магнитные.

Силовые контроллеры рассчитаны на управление двигателями переменного тока мощностью до 30 кВт и двигателями постоянного тока до 20 кВт. Дальнейший рост мощности приводит к увеличению габаритов контроллера. Значение предельной мощности определяется в зависимости от режима работы механизмов (Л, С, Т) и определяется износостойкостью контактов. Средняя износостойкость контактов кулачковых контроллеров составляет 2,5·10⁶ циклов перевода контактов из нулевого положения в крайнее и обратно. Причем износостойкость контактов на переменном токе выше. Максимальный рабочий ток при ПВ=100% не превышает 63А.

Магнитные контроллеры предназначены для дистанционного управления и рассчитаны для управления катушками. Они рассчитаны на 5+5 положений и 12 цепей управления. С точки зрения надежности магнитные контроллеры более предпочтительны, чем кулачковые контроллеры.