Короткий опис технологічного процесу і основних вузлів крана

Мє = Мєр ·

Мє = 403,1 Н·м. · = 382,4 Н·м

Вибраний двигун підходить  по умові нагріву оскільки:

Мэ ≤ Мн        382,4 Н·м  ≤  577,1 Н·м

Перевірку на перевантажувальну здатність проводимо по умові:

1,3 Ммакс.нагр ≤ (0,8 ÷ 0,85) Ммакс.дв

1,3· 804,8 Н·м ≤ 0,85 ·2610 Н·м

1046,24 Н·м ≤  2218,5 Н·м

де  Ммакс.нагр – максимальний момент з діаграми навантаження.

     Ммакс.дв – максимальний момент двигуна.

 

 

2.2 Вибір схеми керування і основного електроустаткування.

 

Виходячи з тривалості ввімкнення устаткування крана ПВ = 60%, параметрів вибраного двигуна, визначаємо з таблиці 1 (п. 1.3 стор.13)  режим роботи і групу режимів механізму підйому залежно від тривалості включення.

Група режимів – 6М

Режим роботи – вісьма тяжкий (ВТ)

Задаємося числом ввімкнення в годину Nв = z, виходячи з вибраного режиму роботи.

Nв = z = 360 ввім/ год.

Для керування механізмами підйому мостового крана застосовують магнітні контроллери. Їх доцільно застосовувати в наступних випадках: для кранів середньої і великої вантажопідйомності, працюючих в напруженому режимі (Т і ВТ); при частоті ввімкнень більше 600 в 1 годину; при необхідності дистанційного автоматичного і неавтоматичного керування; при великих потужностях двигунів.

Згідно з цим  для механізму підйому мостового крану по наступних параметрах вибираємо магнітний контролер з динамічним гальмуванням двигуна по ([2]  табл. 5).

Таблиця 3

Потужність двигуна Р, кВт	Струм двигуна номінальний Iн, А	Вид механізму	Режим роботи	Рід струму
58	127	підйом	ВТ	змінний

 

Технічні дані контролера заносимо в таблицю 4

Таблиця 4

Технічні дані контролера.

Тип контролера	Режим роботи механізму	Струм номінальний режиму при ПВ = 100%	Найбільший струм ввімкнення	Найбільша розрахункова потужність двигуна
ТСД250	ВТ	250	1100	90

 

Для даного магнітного контролера   вибираємо     командоконтроллер    з

([2] табл. 5). Командоконтроллер входить до складу магнітного контролера, по конструкції подібний кулачковому контроллеру, мають від 2 до 5 фіксованих положень в обидві сторони від нульового положення. У кранових механізмах використовуються командоконтроллери серії ККП. Для кожного типа магнітного контролера застосовується свій командоконтролер. Технічні дані командоконтролера заносимо в табл. 5.

Таблиця 5

Технічні дані командоконтролера.

Тип командоконтроллера	Число рабочих положень	Тип магнітного контроллера	Рукоятка	Примітка
ККП1124	5 – 0 – 5	ТСД250	Нормальна фіксація в кожному положенні	підйом

 

Для даного типу командоконтроллера вибираємо захисну панель з        ([8] табл. 3). Введення електроенергії і захист електроустаткування крана здійснюється захисною  панеллю, встановленою в кабіні кранівника. До складу захисної панелі входять: головний рубильник, лінійний (головний) контактор, автоматичні вимикачі і запобіжники, реле напруги, реле максимального струму і ланцюги підключення кінцевих вимикачів і контроллерів.

Випускаються двох серій: для змінного струму – ПЗК, для постійного струму ППЗК.

Захисні панелі забезпечують наступні  види захисту: максимальну струмову – від струмів короткого замикання і тривалих перевантажень; від зниження напруги нижче номінального; нульову – при відключенні живлення неможливість мимовільного включення двигуна  при повторній його подачі; кінцеву – від переходу робочого органу механізму за крайні положення.

Технічні дані захисної панелі заносимо в таблицю 6.

 

Таблиця 6

Технічні дані захисної панелі.

Тип панелі	Номіналь-ний струм вводу ПВ 100%	Номінальний струм контактора ПВ = 100%	Струм контактора при ПВ = 60%	Макси-мальний комутаційний струм	Струм терміч-ної стійкості	Число макси- мальних реле РЭО-401
ПЗКБ250	250	160	200	1600	3000	8

 

Вибираємо кінцеві вимикачі з ([8] табл. 7). Кінцеві вимикачі призначені для обмеження крайніх положень ходу кранових механізмів пересування і підйому в цілях безпечної експлуатації. У кранових механізмах використовуються наступні типи  кінцевих вимикачів: КУ – важелі з самовозвратом, пересування; ВК – важіль без самовозврату для блокування люків і дверей. Технічні дані кінцевих вимикачів заносимо в таблицю 7.

Таблиця 7

Технічні дані кінцевих вимикачів

Тип кінцевого вимикача	Привід	Швидкість руху механізму	Число ввімкнення в годину	Струм ввімкнення, А	Струм відключення, А
КУ-703	Самовозврат під дією вантажу	1÷80 м/хв.	600	10	10

 

Вибираємо гальмівні  пристрої. Крім електричного гальмування в механізмах кранів для фіксації положення їх при відключеному двигуні застосовуються електромеханічні гальма. При включенні двигуна одночасно подається живлення на гальмівний пристрій, який розгальмовує вал двигуна, а при відключенні двигуна здійснює його гальмування. У кранових механізмах використовуються наступні типи електромеханічних гальм:   ТКП – гальмо колодки з електромагнітом постійного струму; ТКТ - гальмо колодки з електромагнітом змінного струму; ТКТГ – гальмо колодки з приводом від гідроштовкателя змінного струму; ГМТ - дискове гальмо з електромагнітом змінного струму.

Вибір гальмівного пристрою.

1. Визначаємо розрахунковий момент гальма.

М_т.р. = 94 ∙ Q_ном∙ Vn ∙ η / nн

де  Vn – швидкість підйому

     Q_ном – маса піднімаємого вантажу.

      η – КПД механізму.

     nн – частота обертання двигуна.

М_т.р. = 94 ∙ 1500 кг ∙ 0,35 м/с ∙ 0,81 / 960 об/мин = 416,4 Н·м

2. Визначаємо гальмівний момент гальма.

М_т = Кз ∙ М_т.р.

де  Кз – коефіцієнт запасу,  Кз = 1,25

М_т = 1,25 ∙ 416,4 Н·м = 520,5 Н·м

З ([8] табл.10) вибираємо електромеханічне гальмо з приводом від гідроштовкателя за умовою  М_т.н ≥ М_т.. Технічні дані електромеханічного гальма заносимо в табл.8

Таблиця 8

Технічні дані електромеханічного гальма

Гальмо

Електрогідравлічний штовхатель

Тип

Діаметр шківа, мм

Відхід колодок, мм

Гальмівний момент, Н·м

Тип

Зусилля  підйому

Хід штока, мм

Час підйому штока,  с

Час відпуску штока,  с

Потужність електродвигуна

Частота обертання,  об/хв.

Струм двигуна при 380 В,  А

Об'єм робочої рідини,  л

КТГ300

300

1,5

800

ТЭ-50

500

50

0,5

0,37

0,2

2850

0,7

5

2.3  Розрахунок, вибір  і розбиття пуско-регулюючих резисторів.

 

Проводимо розрахунок і  вибір ступенів пуско-регулюючих резисторів в ланцюзі ротора електродвигуна электроприводу механізму підйому мостового крана.

1. Визначаємо час розгону  механізму.

t = Vn / а,   (с)

де Vn – швидкість підйому.

     а – прискорення,  а = 0,5  м/с², ([7] стор. 15)

t = 0,35 м/с / 0,5 м/с² = 0,7 с

2. Знаходимо базисний момент.

М100% = Мс,  Н·м

де  Мс = Мпг     Мпг  = 643,2 Н·м

М100% = 643,2 Н·м

3. Знаходимо базисний  струм.

I100% = Iр.н. ∙ М100%  ∙ nн / 9550 ∙Рн

де  Iр.н – номінальний струм ротора, А

      nн – номінальна частота обертання вибраного по каталогу двигуна, об/хв.

      Рн  - потужність двигуна, кВт,  з (табл. 2, п 2.1 стор 14).

I100% = 127 А ∙ 643,2 Н·м ∙ 960 об/мин / 9550 ∙58 кВт = 156,1 А.

4. Визначаємо номінальний опір.

Rн = Ер.н. / ∙ I100%

де  Ер.н.  – номінальна напруга ротора, В з (табл. 2, п 2.1 стор 14).

Rн = 270 В / ∙ 156,1 А = 0,999 Ом

5. Вибираємо значення опорів і струмів ступенів пуско-регулюючих резисторів (у відсотках) для вибраного контроллера і заносимо їх в       таблиці 9 та 10.

 

 

Таблиця 9

Значення опорів ступенів пуско-регулюючих резисторів.

Позначення ступеня	Rступ,%	Rступ, Ом
Р1 – Р4	5	0,049
Р4 – Р7	10	0,099
Р7 – Р10	20	0,199
Р10 – Р13	27	0,269
Р13 – Р16	76	0,759

6. Розраховуємо опір кожного ступеня.

Rступ = Rн ∙ Rступ% /100%, Ом

Rступ Р1- Р4 = 0,999 Ом ∙ 5% /100% = 0,049 Ом

Rступ Р4- Р7 = 0,999 Ом ∙ 10%  /100% = 0,099 Ом

Rступ Р7- Р10 = 0,999 Ом ∙ 20% /100% = 0,199 Ом

Rступ Р10- Р13 = 0,999 Ом ∙ 27% /100% = 0,269 Ом

Rступ Р13- Р16 = 0,999 Ом ∙ 76% /100% = 0,759 Ом

7. Визначаємо відношення.

GD∑² / 1,2 GD²дв     17,11 кг ∙м² / 1,2∙13,1 кг ∙м² = 1,08

де GD²дв  - маховий момент двигуна, кг ∙ м²

GD∑² = kвр ∙ GD²дв+ 101∙((mг + mо)( Vn ∙ 60)²/ nн²)

де  kвр = 1,1 ÷ 1,25 – коефіціент махового моменту частин, що обертаються.

GD∑² =1,25 ∙ 13,1 кг ∙м² + 101∙ ((15 т+ 0,25 т)( 0,35 м/с ∙ 60)²/ 960 об/мин ²) =  

         = 17,11 кг ∙м²

8. Визначаємо по ([7] табл. 2 та 3) значення коефіцієнтів Кт, ηєкв.б та έ₀ залежно від системи електроприводу, співвідношення GD∑² / 1,2 GD²дв   і режиму роботи. 

Кт = 0,9 – коефіцієнт кінематичної схеми.

έ₀ = 0,6  - відносна тривалість ввімкнення.

ηєкв.б = 0,81 – базисний КПД електроприводу.

9. По графіках ([7] мал. 1) визначаємо значення коефіцієнта ηєкв залежно від системи електроприводу і значення:

z' = z ∙ GD∑² / 1,2 GD²дв  

де  z - число ввімкнень в годину (п. 2.2 стор.23)

z' = 360 ввім/ год. ∙ 1,08 = 389 ввім/ год. 

ηєкв = 0,74 – еквівалентний КПД електроприводу.

10. Визначаємо розрахункову  потужність резисторів в трьох  фазах.

Рр3 =

де α = 1,3 – коефіцієнт використовування для металургічних кранів.

    Ка = 1 - коефіцієнт використовування електроприводу змінного струму.

Рр3 = = 17,96 кВт

11. Визначаємо потужність резисторів в одній фазі.

Рр1 = Рр3  / 3

Рр1 = 17,96 кВт  / 3= 5,98 кВт

12. Визначаємо розрахунковий струм пуско-регулюючих резисторів в одній

      фазі.

Iр =

де  ∑R% = R%1 + R%2 + . . . . + R% n, %

     ∑R% = 5% + 10% + 20% + 27% + 76% = 138%

     ∑(I²% ∙ R%) =(I²%1 ∙ R%1)+. . . . + (I²% n ∙ R% n), %

    ∑(I²% ∙ R%) = 83²% ∙ 5% + 59²% ∙ 10% + 59²% ∙ 20% + 50²% ∙ 27% +

                           + 42²% ∙ 76% = 340439%

Iр = = 118,38 А

13. Визначаємо розрахункові струми ступенів резисторів і заносимо в табл.10

Iступ = Iр ∙ Iступ% /100%, А