Візкові лебідки служать для переміщення вантажного візка з балочної стрілі. Усі механічні частини баштового крана мають електричний привід. До
устаткування електроприводу крану відносяться асинхронні електродвигуни, апарати керування електродвигунами, регулювання їх швидкості, управління вантажами, електро- і механічного захисту, різні прилади для перемикань і контролю в силових ланцюгах і ланцюгах керування. Крім того, на баштових кранах встановлено численне допоміжне обладнання: світильники, прожектори, прилади для електрообігріву, звукової сигналізації. Електричний струм подається до електроустаткування крана по кабелю і приводам. Управляють електродвигунами крана (включають, регулюють швидкості, зупиняють, змінюють напрямок руху) за допомогою силових і магнітних контролерів. Силові контролери (безпосереднього управління) через контактні пристрої (контактори), що мають ручний привід, замикаючи і розмикаючи силові електричні ланцюги, керують роботою електродвигуна.
1.2 Вимоги до електроустаткування баштового крану
Електрообладнання баштового крану за призначенням поділяється на основне – обладнання електроприводу і допоміжне – обладнання робочого та ремонтного освітлення і обігрівання.
До основного електрообладнання відносяться:
1) електродвигуни;
2) апарати управління електродвигунами – контролери, командо-контролери, контактори, магнітні пускачі, реле управління;
3) апарати керування частоти обертання електродвигунів – пускорегулюючі реостати, гальмівні машини;
4) апарати керування гальмівних пристроїв – гальмівні електромагніти і електрогідравлічні штовхачі;
5) апарати електричного захисту – захисні панелі; автоматичні вимикачі, максимальні і теплові реле, запобіжники, розподільчі ящики, та ін.., апарати, які забезпечують максимальний та нульовий захист електродвигунів;
6) апарати механічного захисту – кінцеві вимикачі і обмежувачі вантажопідйомності, які забезпечують захист крана і його механізмів від переходу крайніх положень і перевантажень;
7) напівпровідникові випрямлячі (селенові, германієві і кремнієві) які є перетворювачами змінного струму в постійний, яким живляться обмотки збудження гальмівних машин, обмотки магнітних підсилювачів, а силові кола і кола управління деяких типів баштових кранів;
8) генератори змінного і постійного струму, які застосовуються в деяких типах баштових кранів в якості джерела живлення для всього електрообладнання або електрообладнання приводів окремих механізмів;
9) апарати і пристрої, які використовуються для різних переключень і контролю силових кіл і кіл управління – кнопки, рубильники, вимикачі, перемикачі, вимірювальні пристрої.
До допоміжного обладнання відносяться освітлювальні пристрої (світильники, прожектори), пристрої електрообігрівання (електропечі, нагрівачі), пристрої звукової сигналізації (дзвінки, сирени), а також апарати управління та захисту (трансформатори, вимикачі, запобіжники і т.п.), які встановлені в колах освітлення і обігріву.
Робота електрообладнання вантажопідйомних кранів залежить від: повторно-короткотривалих режимів роботи, реверсу, частоти обертання приводу, значних перевантажень, вібрацій, вологості, перепаду температур, тяжкий доступ для обслуговування і ремонту. Тому електрообладнання повинне бути надійно захищеним від навколишнього середовища, мати підвищену стійкість, високоякісну ізоляцію. Цим вимогам відповідають машини і апарати спеціального кранового виконання.
1.3 Аналіз схеми керування та вибір живлячих напруг
Правильне управління краном забезпечує плавний без ривків і розкачування, переміщення вантажу, а також точну зупинку його над заданим місцем. При цьому скорочується час робочого циклу і підвищується виробництво крана.
Механізмами баштового крану керують із кабіни. Крім цього у рядів кранів може бути виносний пульт, який керує декількома механізмами. Управління із кабіни. Напрям руху рукояток, ричагів або маховиків контролерів і командо контролерів, які установлені в кабіні, як правило відповідає напряму викликаних ними рухів. Але кабіна крана обертається разом з баштою, тому при роботі рекомендується прийняти початковим будь-який із торців кранової дороги, щоб рух крана від нього відповідав напряму «Вперед», а до нього напрямку «Назад».
Механізм крану можна перемикати з прямого ходу на зворотній лише при повній зупинці крана. Переключення механізму без зупинки може призвести до динамічного навантаження і кран може поламатися , або виникне пошкодження механізму.
Якщо необхідно швидко зупинити кран, то для передбачення аварії або нещасного випадку, слід відключити аварійний вимикач. При цьому відключиться лінійний контактор і електродвигуни будуть від’єднанні від мережі живлення. Забороняється використовувати кінцеві вимикачі для зупинки крана, лише у разі перевірки можна її використовувати.
При переключенні управління механізмами на виносний пульт в схемі крана закорочується частина захисних пристроїв: максимальне реле, кінцеві вимикачі, сигналізація.
Не дозволяється для плавної посадки вантажу використовувати саморобні розгальмовуючі пристрої з ручним або ножним управлінням. Включати механізм необхідно плавно, з витримками на кожному положенні контролера. Не допускається різкий перехід рукоятки з нульового в останнє положення, якщо в схемі не передбачений ступінчатий розгін під контролем реле часу.
Робота на малій швидкості (посадочна) на протязі тривалого часу, понижає виробництво крана, а для приводу гальмівних машин призводить до перегріву і швидкого виходу із ладу електрообладнання .
При звичайному регулюванні швидкості двигуна шляхом ступінчатої зміни (швидкості) пускорегулюючого реостату в роторному колі, швидкістю підйому вантажу (або стріли управління) збільшується при переводі рукоятки контролера від нульового до останнього положення. А при опусканні вантажу (або стріли) швидкість на перших положеннях контролера буде більша ніж на останньому – тобто зменшується.
Для механізмів повороту, переміщення крана і вантажного візка характерне збільшення швидкості, при переводі рукоятки з першого в останнє положення, незалежно від напрямку руху механізму.
Управління механізмами з виносного пульта використовують лише при монтажі або наладці крана, коли машиніст не може знаходитись в кабіні. Виносний пульт представляє собою металеву коробку в якій розміщені апарати управління (кнопки, аварійний вимикач і т.п.), зв’язані з електрообладнанням крана багатожильним кабелем довжиною 18÷20 м.
Електрообладнання крану розраховане на живлення від зовнішньої трифазної електромережі змінного струму з лінійною напругою 380 В і нейтральним проводом. Коло управління працює на змінному струмі напругою 220 В і постійному струмі, отриманим від випрямляча V2. Коло робочого освітлення – на змінному струмі напругою 220 В, коло ремонтного освітлення - на змінному струмі напругою 12 В від понижуючого трансформатора Т2.
2. РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
2.1 Розрахунок підйому приводу механізму піднімання
Розрахунок механізму крана заключається у визначені потужності двигуна при підніманні вантажу, його опусканні, підніманні та опусканні, підніманні та опусканні захвату. Паузи між роботою механізму: переміщення візка та крану, час на стропову (під єднання вантажу) та розтроповку. Час роботи механізмів називають часом циклів.
1) Визначаємо час циклів
, (2.1)
де N – кількість циклів.
(хв/ц)
2) Приймаємо, що час піднімання рівний часу опускання і визначаємо:
, (2.2)
де Нп – висота піднімання; 17,5 м
Vп – швидкість піднімання; Vp=0,25 м/сек
(сек)
3) Визначаємо потужність двигуна при підніманні вантажу
(2.3)
де G – вага вантажу;
G0 – вага лебідки;
ηм – ККД механізму; 0,72.
G=m*q, (2.4)
де m – масса вантажу; 15000 кг
q – прискорення вільного падіння; 9,8 м/с2
G=15000*9,81=147150 (кН)
G0=m0*q, (2.5)
де m0 – маса лебідки; 800 кг
G0=800*9, 81=7850 (кН)
53,8 (кВт)
4) Визначаємо потужність приводу при підніманні захвату
(2.6)
де η0 – ККД холостого ходу; 0,4÷0,6
(кВт)
5) Визначаємо потужність при опусканні вантажу
(2.7)
(кВт)
6) Визначаємо потужність двигуна при опусканні захвату;
(2.8)
(кВт)
7) Визначаємо еквівалентну потужність двигуна;
(2.9)
(кВт)
8) Визначаємо дійсну повторність включень ПВ
(2.10)
=9,7 %
9) Перевіряємо потужність двигуна на дійсне ПВ
(2.11)
де – стандартна повторюваність включень, 15; 25; 40; 60
