2. Условия работы  и общая техническая  характеристика электрооборудования  механизма подъема  мостового крана.

 

    Повышенная  опасность работ  при транспортировке  поднятых грузов требует  при проектировании и эксплуатации соблюдение обязательных правил по устройству и эксплуатации подъемно-транспортных машин. На механизмах подъема и передвижения правилами по устройству и эксплуатации предусмотрена установка ограничителей хода, которые воздействуют на электрическую схему управления. Конечные выключатели механизма подъема ограничивают ход грузозахватывающего приспособления вверх, а выключатели механизмов передвижения моста и тележки ограничивают ход механизмов в обе стороны. Предусматривается также установка конечных  выключателей, предотвращающих наезд механизмов в случае работы двух и более кранов на одном мосту. Исключение составляют установки со скоростью движения до 30 м/мин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа. Действующими при снятии напряжения.

    На  крановых установках допускается применять рабочее напряжение до500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается. 

    При работе крана происходит постоянное чередование  направления движения крана, тележки и  крюка. Так, работой  механизма подъема  состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций: Время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью.

    Мостовой  кран установлен в литейном цеху металлургического производства, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53 - защита электрооборудования от попадания пыли, а также полная защита обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями, а также защита электрооборудования от капель воды падающих под углом 60⁰ к вертикали.

    Краны литейных цехов работают в непрерывно при  интенсивном использовании оборудования, наличием высокой температуры окружающей среды и излучением теплоты от раскаленного или расплавленного металла. Кабина управления краном выполняется теплоизолированной, в ней также оборудуется установка для кондиционирования воздуха. Учёт режима работы крана при проектировании и выборе электрооборудования определяет энергетические показатели и надёжность при эксплуатации крановой установки. Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.

    По  таблице 1.1 Л2 определяем режим работы крана:  Проектируемый мостовой кран работает в среднем  режиме с ПВ40. 
 
 

3 Исходные данные  проектирования.  

       Исходными данными проектирования являются физичес  - кие и геометрические параметры механизма подъема мосто -вого крана, а также размеры помещения цеха, в котором рас -положен кран. Исходные данные представлены в таблице 3.1. 
 

       Таблица 3.1 - Исходные данные проектирования. 

 

  
 
 

4 Расчет статических  нагрузок двигателя  механизма подъема  мостового крана  

       Целью расчета является определение статических  нагрузок, приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

       Исходными данными являются технические характеристики мостового крана  пункта 3. 

       4.1 Статическая мощность  на валу электродвигателя  подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

    Р_{ст.гр.под} =

       (4.1)                    

       где G=m∙g=80∙10³∙ 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;

            m-номинальная грузоподъемность, кг;

            g-ускорение свободного падения, м/с²;

            G₀=m₀∙g=0,8∙10³∙9,8=7840Н-веспустого захватываю- щего приспособления;

                m₀ - масса пустого захватывающего приспособле -ния, кг;

            v_н = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

            h_нагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.                                                                                                                                                                                                                                          

        Р _{ст.гр.под .}= = 65,98 кВт.

            4.2 Мощность  на валу электродвигателя  при подъеме пустого  захватывающего приспособления, кВт: 

    Р _ст.п.гр.=

    (4.2)  

       где h_хх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе. 

                      Р_{ст.п.гр.}= =1,3 кВт.

       4.3 Мощность на валу  электродвигателя  обусловленная весом  груза, кВт:

              Р_гр.=(G+G₀)*v_с*10^-3              (4.3)

                                                

       где v_с=v_н=0,07 м/с - скорость спуска.  

                      Р_гр=(784000+7840)*0,07*10^-3=55,42 кВт. 

       4.4 Мощность на валу  электродвигателя, обусловленная  силой трения, кВт:

    Р_тр.=(

) * (1 - h_нагр.) * v_c * 10^-3      (4.4)    

       Р_{тр .}= ( ) * (1-0,84) * 0,07 * 10^-3 = 8,88 кВт.

       Так как выполняется  условие Р_гр > Р_тр, следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска. 

       4.5 Мощность на валу  электродвигателя  при тормозном  спуске, определяется  следующим способом, кВт: 

    Р_т.сп.=(G+G₀)*V_с*(2-

)*10^-3     (4.5)  

       Р_ст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2- )*10^-3=44,8 кВт. 

       4.6 Мощность на валу  электродвигателя  во время спуска  порожнего захватывающего  приспособления, кВт: 

                           Р_с.ст.о.=G₀∙V_с∙ ( -2) ∙10^-3       (4.6)                      

       Р_с.ст.о.=7840∙0,07( -2) ∙10^-3=0,2 кВт.  

       4.7 После определения  статических нагрузок  рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы (Таблица 4.1) 

       4.7.1 Время подъема  груза на высоту  Н: 

                      t_р1= =85,7 сек.

       где Н-высота подъема  груза, м. 

       4.7.2 Время перемещения  груза на расстояние L:                 

                            t₀₁= =48 сек.

       4.7.3 Время для спуска  груза:

                            t_р2= =85,7 сек.

       4.7.4 Время на зацепление  груза и его  отцепления: 

                            t₀₂= t ₀₄=200 сек. 

       4.7.5 Время подъема  порожнего крюка:

                            t_р3= =85,7 сек.

       4.7.6 Время необходимое  для возврата крана  к месту подъема  нового груза:

                            t₀₃= =48 сек.

       4.7.7 Время спуска порожнего крюка:

                            t_р4= =39,2 сек. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Вычертим  нагрузочный график механизма подъема  для рабочего цикла: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Рисунок 4.1- Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла. 
 
 
 

       Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма  подъема.