ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАМЕНСК – УРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140613
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ГРУППА Э-2004-42
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ»
ТЕМА: «ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ МОСТОВОГО КРАНА»
Выполнил: Е.А. Стрелов
Проверил: Свиридова
Введение
Основными направлениями экономического и социального развития являются дальнейшее повышение эффективности металлургии и повышения качества выпускаемой продукции.
Важнейшими задачами в развитии металлургической промышленности является механизация трудовых работ и автоматизация производственных процессов. В решении этих задач значительная роль выпала на подъемно-транспортные механизмы, в первую очередь краны, применяющиеся на металлургических предприятиях.
Следует заметить, что производительность цехов предприятия в значительной мере зависит от надежности работы и производительности кранов.
Работа крана в условиях того или иного цеха специфична и зависит от характера конкретного производственного процесса.
Конструкция крана в основном определяется из его назначения и специфики технологического процесса. Ряд узлов, например, механизм подъема и передвижения выполняются однотипными для кранов различных видов. Поэтому имеется много общего в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования крана. Оборудование крана стандартизовано, поэтому краны, различные по назначению и конструкции, комплектуются серийно-выпускаемым типовым электрооборудованием. Схемы управления отдельными кранами отличаются, это связано со спецификой цехов и назначением крана.
Назначение крана
Проектируемый кран, грузоподъемностью 10 т.с., предназначен для подъема и перемещения грузов в металлургическом производстве крытых помещениях при температуре окружающего воздуха от +400С до -400С.
Кран предназначен для разгрузки железнодорожных составов с анодными блоками и погрузки на внутрицеховой транспорт.
Технические характеристики механизмов крана, режимы их работы
Проектируемый кран, грузоподъемностью Q=10 т.с. снабжен тремя основными механизмами:
1. Механизм передвижения моста.
2. Механизм передвижения тележки.
3. Механизм подъема.
Механизм передвижения моста
Привод ходовых колес осуществляется от двух асинхронных двигателей с фазным ротором.
Наименование данных механизма передвижения моста:
1. Скорость передвижения моста υ (м/мин)………………………...75
2. Пролет моста L (мм)……………………………………………..17000
3. Масса крана G (т.с.)………………………………………………..22,5
4. База крана (мм)……………………………………………………4500
5. Число ходовых колес…………………………………………………4
6. Диаметр ходовых колес (мм)……………………………………...500
7. Тип рельса………………………………………………………..КР-70
8. Тип редуктора………………………………...1Ц2У 200-10-12(21)У1
9. Передаточное число…………………………………………………10
10. Группа режимов работы…………………..М7(5М ГОСТ 25835-83)
Механизм передвижения тележки
Движение тележки осуществляется асинхронным двигателем с фазным ротором через редуктор.
Наименование данных механизма передвижения моста:
1. Скорость передвижения тележки υ (м/мин)…………………...37,8
2. Число ходовых колес…………………………………………………4
3. Тип рельса………………………………………………………….Р-50
4. Тип редуктора……………………………………….Ц3ВК-160-20-16У1
5. Полное передаточное число…………………………………………...20
6. Диаметр колес (мм)…………………………………………………...320
7. Группа режимов работы………………………М6(4М ГОСТ 25835-83)
Механизм подъема
Привод механизма подъема осуществляется асинхронным двигателем с фазным ротором через шестереночный редуктор.
Наименование данных механизма подъема:
1. Грузоподъемность Q(т.с.)……………………………………………...10
2. Высота подъема L (м)…………………………………………………...8
3. Число ветвей полиспаст…………………………………………………3
4. КПД полиспаста……………………………………………………...0,95
5. Длина каната (м)………………………………………………………..93
6. Диаметр каната(мм)………………………………………………….13,5
7. Диаметр блока полиспаст(мм)……………………………………….406
8. Диаметр уравнительного блока (мм)………………………………...406
9. Тип редуктора……………………………………..1Ц2У-400-25-11МУ1
10. Полное передаточное число………………………………………….25
11. Диаметр барабана (мм)……………………………………………...504
12. Группа режимов работы…………………….М7 (5М ГОСТ 25835-83)
13. Скорость подъема υ (м/мин)………………………………………….12
Режим работы крана
Режим работы крановых механизмов – важный фактор при выборе мощности приводных электродвигателей, аппаратуры и системы управления. От него зависит и конструктивное исполнение механизмов.
Режимы работы кранов металлургических цехов разнообразны и в основном определяются особенностями технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах. Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового оборудования. Выбор же более легкого режима означает повышенный износ электрооборудования, частые поломки и простой. Поэтому важно выбрать оптимальный режим работы кранового механизма.
Режим работы кранового механизма характеризуется следующими показателями:
1. Относительная продолжительность включения (ПВ)
2. Среднесуточное время работы
3. Число включений за 1 час электродвигателя
4. Коэффициент нагрузки
5. Коэффициент временности нагрузки
6. Коэффициент использования механизма
По правилам Госгортехнадзора для крановых механизмов установлено четыре номинальных режима работы:
Легкий (Л), Средний (С), Тяжелый (Т) и Весьма тяжелый (ВТ).
Для каждого механизма крана режим работы определяется отдельно, режим работы крана в целом устанавливается по механизму подъема. В соответствии со стандартом СЭВ 2077-80 все краны разделяются на 7 классов (А0-А6) ([2] стр. 7 табл. 1). Все механизмы крана работают в весьма тяжелом режиме (ВТ) ПВ=40%.
Требования, предъявляемые к электроприводам крана
Крановый электропривод работает в специфичных условиях, определяемых условиями работы крановых механизмов, к которым относятся: работа в повторно-кратковременном режиме при большом числе включений в час, различные внешние воздействия на оборудование крана.
Выбранная схема электропривода должна удовлетворять следующим требованиям:
- обеспечить надежность работы всех элементов и узлов механизма электропривода;
- осуществить пуск, реверс, торможение привода, создание необходимых диапазонов регулирования скорости;
- обеспечить надежность защиты электрооборудования от токов короткого замыкания и перегрузок, т.е. схема должна иметь все виды защиты, предусмотренные в ПУЭ.
Управление работой крана осуществляется из кабины, в которой устанавливается защитная панель. Кроме защитной панели и установленного в ней электрооборудования в кабине крана размещены командоконтроллеры для управления механизмами крана, автомат для запитки освещения крана, кнопка включения сирены и другое.
На мосту крана устанавливаются двигатели с тормозами. Кроме того, на мост вынесены ящики сопротивлений.
На тележку устанавливаются двигатели подъема и передвижения тележки с тормозными механизмами. Электрооборудование тележки запитывается гибким кабелем.
Обоснование выбора системы электропривода
Все многообразие различных схем управления может быть разделено по следующим группам:
1. По способу управления, непосредственно кулачковыми контроллерами. Весь процесс управления осуществляется непосредственно оператором (крановщиком).
2. Управление кнопочными постами. Возможности управления ограничены особенностями пульта.
3. Управление сложным комплексным устройством (магнитным контроллером с использованием преобразователя энергии или без него). Оператор выбирает только необходимые скорости, а процессы разгона, торможения и необходимые промежуточные операции осуществляются автоматически.
Выбор системы управления для крановых механизмов осуществляется на основе анализа сравнительных технических данных, а именно: диапазона регулирования, способа управления, ресурса (уровень износостойкости), диапазона возможных скоростей, мощностей электроприводов, показателей динамики и энергии, а также дополнительных данных, определяющих условия эксплуатации электроприводов. Экономическая оценка систем управления должна базироваться на основании минимальных расходов, связанных с первоначальными затратами, эксплуатационными затратами на ремонт, а также затратами энергии, потребляемой из сети за период эксплуатации до капитального ремонта.
Выбирается система с наилучшими экономическими показателями.
Если к электроприводу крановых механизмов предъявляются повышенные требования в отношении регулирования скорости, обеспечения низких устойчивых условий скорости в различных режимах, то применяются двигатели постоянного тока, которые допускают большие перегрузки по моменту, позволяющие опускать и поднимать тяжелые грузы с пониженной скоростью. Однако использование двигателей постоянного тока внесет необходимость преобразования переменного тока в постоянный, что связано с увеличением капитальных затрат, дополнительных затрат энергии и эксплуатационных расходов.