Электрооборудование тележки мостового крана

СОДЕРЖАНИЕ
TOC \o "1-3" \h \z \u ВВЕДЕНИЕ PAGEREF _Toc75345115 \h 2ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОСТОВОГО КРАНА PAGEREF _Toc75345116 \h 41.1 Понятие и сущность мостового крана PAGEREF _Toc75345117 \h 41.2 Кинематические схемы основных механизмов PAGEREF _Toc75345118 \h 6ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА PAGEREF _Toc75345119 \h 82.1 Характеристика тележки мостового крана PAGEREF _Toc75345120 \h 82.2 Описание работы схемы элетропривода тележки мостового крана PAGEREF _Toc75345121 \h 10ЗАКЛЮЧЕНИЕ PAGEREF _Toc75345122 \h 14СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ PAGEREF _Toc75345123 \h 16
ВВЕДЕНИЕАктуальность работы. Кран - это подъемное устройство для вертикального и горизонтального перемещения грузов на большие расстояния. В соответствии с конструктивными характеристиками, связанными с использованием и условиями работы, кран делится на мостовой, портальный, козловой, башенный и так далее. В цехах электротехнических предприятий наиболее распространенными являются мостовые краны, используемые для подъема и опускания тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также для перемещения их в цехе и по всему цеху.
Электрический кран оснащен электродвигателем, пусковым и регулирующим сопротивлением, тормозным электромагнитом, контроллером, защитой, пусковым регулированием, сигнальным, блокирующим и осветительным оборудованием, концевыми выключателями, токосъемниками. Кран приводится в действие троллейбусным проводником, прикрепленным к конструкции здания, и коллектором, прикрепленным к крану, или гибким шланговым кабелем. Двигатели, оборудование и провода крана установлены в конструкции, соответствующей условиям окружающей среды.
Краны используются для погрузочно-разгрузочных работ, для перемещения грузов в технической цепочке производства или строительства, а также для использования крупных агрегатов для ремонтно-монтажных работ. Электрические краны имеют очень широкий спектр применения, характеризующийся мощностью привода от сотен ватт до 1000 киловатт. В перспективе мощность кранового механизма может достичь 1500-2500 киловатт.
В настоящее время краны выпускаются большим количеством заводов. Эти машины используются в металлургии, строительстве, горнодобывающей, машиностроительной, транспортной и других отраслях промышленности во многих отраслях народного хозяйства. Развитие машиностроения, занимающегося производством кранов, является важным направлением развития национальной экономики.
Объект работы – мостовой кран.
Предмет – электрооборудование тележки мостового крана.
Цель работы – проанализировать, какую значимость несет в себе электрооборудование тележки мостового крана в настоящее время. Исходя из цели работы, выделим главные задачи, которые стоит решить:
1. Рассмотреть понятие и сущность мостового крана;
2. Раскрыть кинематические схемы основных механизмов;
3. Изучить характеристику тележки мостового крана;
4. Проанализировать описание работы схемы элетропривода тележки мостового крана.
При написании предоставленной работы были применены следующие методы:
1. абстрактные:
а) анализ для деления темы на небольшие части для их подробного изучения (анализ научно-методической литературы и документальных и архивных материалов);
б) синтез для объединения разрозненных мнений в одно единое.
2. эмпирические:
а) сравнение для описания поведения изучаемого объекта;
б) сопоставление для выявления в объекте необходимых качеств.
Структура. Курсовая работа включает введение, две главы, заключение и список литературы. Во введении раскрыты актуальность темы исследования, ее цель, задачи, предмет и объект, теоретическая и информационная база. В первой главе исследованы теоретические аспекты. Во второй главе проведен анализ исследуемой темы. В заключении обобщены основные выводы и предложения.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МОСТОВОГО КРАНА1.1 Понятие и сущность мостового кранаЭлектрический кран - это устройство, используемое для перемещения грузов по вертикали и горизонтали. Основным элементом крана является подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебедкой. Механизм подъемной лебедки приводится в движение электродвигателем [1, c. 47-70].
Подъемный кран предназначен для подъема и перемещения грузов, удерживаемых подъемным устройством (крюком, грейфером). Мостовой кран - это тип моста, который перемещается по подкрановому пути на шагающем колесе, установленном на концевой балке. Колея укладывается на подкрановую балку, а подкрановая балка укладывается на выступ верхней части колонны цеха. Механизм перемещения крана устанавливается на мосту крана. Все механизмы управляются кабиной, соединенной с мостом крана. Для питания используется токосъемник скользящего типа, соединенный с металлической конструкцией крана. В современной конструкции мостовых кранов подача тока осуществляется с помощью гибких кабелей. Ведущее колесо приводится в движение электродвигателем через коробку передач и приводной вал (см. рис. 1.1).

Рисунок 1.1 – Мостовой кран
Согласно требованиям безопасности, любой современный грузоподъемный кран может иметь следующие независимые механизмы для каждого рабочего движения в трех плоскостях: механизм подъема и погрузки груза, механизм перемещения крана в горизонтальной плоскости.
Лифты изготавливаются для различных условий эксплуатации: работа в соответствии со степенью загруженности, рабочим временем, интенсивностью работы, ответственностью за работу и климатическими факторами.
К основным параметрам подъемного механизма относятся: грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема подъемного устройства [2, c. 120-145].
Номинальная грузоподъемность - вес номинального груза на крюке или грейфере, поднимаемого подъемной машиной.
Скорость подъема крюка зависит от требований технического процесса, используемого в этой подъемной машине, характера работы, типа машины и ее производительности.
1.2 Кинематические схемы основных механизмовРассмотрим работу основного механизма крана по кинематической схеме. Поскольку угловая скорость двигателя обычно намного больше скорости подъемного ролика или шагающего колеса моста или тележки, она передается на рабочий механизм механизма крана с помощью коробки передач (представлена буквой Р на рисунке).
Для подъемного механизма наиболее широко используется схема полиспастов Р, где движение от барабана Б передается на гак К (см. рис. 1.2).

Рисунок 1.2 - Кинематическая схема подъемного механизма
На рисунке 1.3 показана схема механизма автомобиля, который обычно имеет четыре ходовых колеса, два из которых соединены валом, приводимым в движение коробкой передач Р от двигателя Д.
Передача движения от двигателя, установленного на мосту, к шагающему колесу концевой балки может осуществляться передачей Р, расположенной в средней части моста [1, c. 145-190].
Каждый механизм крана имеет механический тормоз Т, который установлен на муфте между двигателем и коробкой передач или на тормозном шкиве на противоположных концах вала двигателя.

Рисунок 1.2 - Кинематическая схема подъемного механизма
Чтобы выбрать систему электропривода, необходимо четко понимать технические требования к приводу выбранного для нее механизма. Для увеличения, уменьшения и перемещения качественных характеристик груза электропривод кранового механизма должен отвечать следующим основным требованиям [7, c. 210-245]:
1. Управление угловой скоростью двигателя в относительно широком диапазоне, за счет того, что лучше перемещать тяжелые предметы на меньшей скорости, а также порожние крюки или разгрузочные вагоны для повышения производительности крана на более высокой скорости. Для того чтобы ограничить воздействие посадки и облегчить работу оператора, также необходимо снизить скорость для достижения точной остановки перевозки груза.
2. Ограничение ускорения до приемлемого предела и ограничение его самой короткой продолжительности переходного процесса. Первое условие связано с ослаблением воздействия механических передач при выборе зазора, предотвращением скольжения колес и осей тележки, уменьшением качания груза, подвешенного на канате.
3. Реверсирование электропривода в режиме двигателя и в режиме тормоза необходимо убедиться, что он работает.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА2.1 Характеристика тележки мостового кранаДвижение тележки осуществляется асинхронным двигателем с фазным ротором через редуктор.
На тележку устанавливаются двигатели подъема и передвижения тележки с тормозными механизмами. Электрооборудование тележки запитывается гибким кабелем.
Жесткий троллейный токопровод применяют в виде: системы главных троллей, расположенных вдоль подкранового пути, служащих для питания электрооборудования одного или нескольких кранов; системы вспомогательных троллей, расположенных вдоль моста и служащих для питания электрооборудования тележек. На проектируемом кране питания электрооборудования тележки осуществляется гибким кабельным токопроводом [11, c. 167-190].
При выборе контроллера тележки нужно учитывать:
1. Мощность двигателя;
2. Ток статора;
3. Род тока;
4. Номинальное напряжение;
5. Расчетную продолжительность включения.
Конечные выключатели передвижения мостовых кранов размещают на специальных конструкциях по бокам поперечной фермы крана, а вы­ключатели, передвижения тележки — на концах ее направляющих. Ограничительные рейки или выключающие упоры относительно от­ключающего рычага конечного выключателя должны фиксироваться так, чтобы их оси совпадали. Длину ограничительной рейки и место установки отключающего упора определяют в зависимости от длины пути торможения при максимальной скорости движения подвижной части механизма. Электрооборудование кранов в настоящее время монтируется индустриальным методом на заводах-изготовителях или и мастерских электромонтажных заготовок.
Схема грузовой тележки представляет собой сварную конструкцию, на которой размещены механизмы подъема и передвижения. Грузовая тележка смонтирована на четырех одно-(двух-)ребордных колесах, прирепленных к раме при помощи букс. Механизм передвижения тележки имеет два (или один) привода, установленных на валах приводных колес. В качестве механизма передвижения крана используются мотор-редукторы известных европейских производителей (Германия, Испания, Дания, Болгария) [5, c. 265-290].
2.2 Описание работы схемы элетропривода тележки мостового кранаТележка мостового крана является самостоятельным элементом подъемнотранспортного устройства и предназначена для перемещения грузов в пределах пролета мостового крана с технологически заданной скоростью движения и требуемой точностью позиционирования груза. Привод тележки является одним из основных узлов оборудования мостового крана.
Тележка перемещается по колее мостового крана. Сам же мост перемещается в направлении, перпендикулярном направлению движения тележки. На тележке установлен подъемный механизм, который оборудован крюком (или электромагнитом), с помощью которого можно перемещать груз. Движение тележки является составной частью технологического цикла мостового крана (см. рис. 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема выполнения операций мостовым краном в рабочем цикле
Этот цикл состоит из следующих операций (на рисунке 2.1 номера операций показаны цифрами) [12, c. 101-110]:
1 — подъем груза;
2 — перемещение тележки в заданное положение;
3 — перемещение крана в заданное положение;
4 — опускание груза массой;
5 — подъем крюка с массой груза;
6 — перемещение крана в исходное положение;
7 — перемещение тележки в исходное положение;
8 — опускание крюка.
Как видно из технологического цикла мостового крана, двигатель привода тележки включается во второй и седьмой операциях. При подходе тележки к заданному положению в пролете мостового крана осуществляется электрическое торможение электродвигателя привода тележки для обеспечения необходимой точности остановки.
После этого двигатель отключается и накладывается механический тормоз. Далее включается электропривод передвижения моста и груз перемещается вдоль цеха согласно технологическому заданию. Достигнув указанного места, кран останавливается, груз опускается, и далее выполняются необходимые технологические операции.
Кинематическая схема механизма передвижения те лежки мостового крана представлена на рисунке 2.2. Механизм передвижения тележки выполнен по схеме с редуктором посредине между приводными колесами.
Движение от электродвигателя Д через тормозной шкив Т, редуктор Р, соединительные муфты М и валы В передается на ходовые колеса. Для удержания тележки в неподвижном состоянии используется тормозной шкив.
Тележка имеет четыре ходовых и два приводных колеса. Ходовые колеса крановых тележек обычно изготовляют двухреберными.

Рисунок 2.2 - Кинематическая схема механизма передвижения тележки
Время перемещения тележки в заданное положение будет определяться с учетом времени разгона и торможения тележки с требуемым ускорением. Исходя из условий технологического процесса, тахограмма при перемещении тележки должна иметь вид, показанный на рисунке 2.3 [12, c. 64-110].
Необходимо обеспечить плавный пуск механизма тележки до заданной скорости с требуемым ускорением. Для обеспечения требуемой точности позиционирования необходимо плавное замедление электропривода с переходом на пониженную скорость, затем происходит остановка тележки.

Рисунок 2.3 - Тахограмма механизма передвижения тележки
Движение тележки с ударами по металлоконструкции на стыках рельсов, интенсивные разгоны и торможения, собственные колебания металлоконструкций при нагружении машин вызывают весьма интенсивные механические воздействия на электрооборудование, располагаемое на тележке мостового крана. Исходя из этого, электропривод перемещения тележки должен удовлетворять следующим требованиям [10, c. 111-143]:
а) электропривод должен обеспечить возможность пуска механизма в ход, реверсирование направления перемещения и останов механизма с требуемым ускорением (м/с2) и надлежащей точностью позиционирования (мм);
б) электропривод должен обеспечить плавное регулирование скорости вниз от основной;
в) развиваемый момент двигателя должен обеспечить работу механизма с заданной интенсивностью;
н) при заданном числе включений двигателя в час не должно быть перегрева его обмоток, из-за которого возможен длительный останов механизма;
д) двигатель должен быть выбран в соответствии с условиями эксплуатации, т. е. должен иметь соответствующую конструкцию, а его обмотки — термостойкую и противосыростную изоляцию;
е) приводной двигатель должен обладать наименьшими маховыми массами, оказывающими существенное влияние на протекание переходных процессов при частых пусках привода.
Статический момент для механизмов передвижения, работающих на горизонтальном пути в производственном помещении, создается силами трения скольжения в подшипниках и трения качения колес тележки, катящихся по рельсам мостового крана. Статический момент механизма при прямом ходе тележки определяется грузоподъемностью крана. Статический момент механизма при обратном ходе тележки рассчитывается для неполного груза [6, c. 120-145].
Для электропривода тележки мостовых кранов применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (в том числе в составе частотно-регулируемого привода), асинхронные двигатели с фазным ротором и двигатели постоянного тока независимого возбуждения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕВ зависимости от типа перевозимого груза мостовой кран использует различное погрузочно-разгрузочное оборудование: крюки, магниты, захваты, плоскогубцы и т.д. В связи с этим существуют крюковые краны, магнитные краны, грейферные краны, зажимные краны и так далее. Наиболее распространенными кранами являются краны с крюковой подвеской или подъемными электромагнитами для транспортировки стальных пластин, стружки и других ферромагнитных материалов.
Во всех типах кранов основным механизмом перемещения груза является подъемная лебедка и механизм перемещения.
В зависимости от грузоподъемности мостовые краны делятся на малые (5-10 тонн), средние (10-25 тонн) и большие (более 50 тонн).
Перемещение грузов, связанных с подъемными работами во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве, осуществляется различными кранами.
Мостовые краны оснащены разнообразным погрузочно-разгрузочным оборудованием, в зависимости от назначения и характера работ: крюками, грейферами, специальными захватами и т.д. Использование мостового крана очень удобно, так как он не занимает полезной площади из-за движения подкранового пути, расположенного в верхней части цеха.
Электропривод большинства грузоподъемных машин характеризуется высокой частотой переключения, широким диапазоном регулировки скорости и постоянным повторным возникновением значительных перегрузок при разгоне и торможении механизма. В настоящее время электрооборудование крана включает в себя серию крановых двигателей переменного и постоянного тока, серию силовых и магнитных контроллеров, командные контроллеры, кнопочные динамики, тормозные электромагниты и электрогидравлические толкатели, пусковые электромагниты и электрогидравлические толкатели.
В настоящее время краны выпускаются большим количеством заводов. Эти машины используются в металлургии, строительстве, горнодобывающей, машиностроительной, транспортной и других отраслях промышленности во многих отраслях народного хозяйства. Развитие машиностроения, занимающегося производством кранов, является важным направлением развития национальной экономики.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Бадагуев, Б. Т. Грузоподъемные краны. Безопасность при эксплуатации / Б.Т. Бадагуев. – М., 2013. - 448 c.
2. Бадагуев, Б.Т. Безопасная эксплуатация грузоподъемных кранов / Б.Т. Бадагуев. - М.: Альфа-пресс, 2012. - 976 c.
3. Гордеева, М. Краны / М. Гордеева. - Москва: ИЛ, 2014. - 793 c.
4. Зайцев, Л.В. Автомобильные краны / Л.В. Зайцев. - М.: Высшая школа, 1982. - 208 c.
5. Королева, С. О кранах / С. Королева. - М.: Директ-Медиа, 2011. - 954 c.
6. Лобов, Н.А. Динамика передвижения кранов по рельсовому пути / Н.А. Лобов. - М., 2003. - 549 c.
7. Мутер, Р. Мостовые краны / Р. Мутер. - М., 1989. - 104 c.
8. Поликарпов, К. Динамика кранов с жестким подвесом груза / К. Поликарпов. - Москва: ИЛ, 2009. - 439 c.
9. Рассел, Д. 21-й отдельный моторизованный понтонно-мостовой батальон Ленинградского фронта / Д. Рассел. - М.: VSD, 2013. - 666 c.
10. Рассел, Д. 40-й отдельный понтонно-мостовой батальон / Д. Рассел. - М.: VSD, 2013. - 242 c.
11. Рассел, Д. 55-й отдельный моторизованный понтонно-мостовой батальон / Д. Рассел. - М.: VSD, 2013. - 637 c.
12. Рассел, Д. Грузоподъёмный кран / Д. Рассел. - М.: VSD, 2012. - 199 c.
13. Рассел, Д. Железнодорожный кран / Д. Рассел. - М.: VSD, 2013. - 919 c.
14. Ройтман, В. М. Безопасность труда на объектах городского строительства и хозяйства при использовании кранов и подъемников / В.М. Ройтман. - М.: АСВ, 2007. - 778 c.
15. Смирнов, О.А. Гидравлические стреловые краны на специальных шасси: учебное пособие / О.А. Смирнов. - М.: Высшая школа, 1987. - 216 c.