Электроснабжение мостового крана - курсовой

MOSTOVOJ_KRAN.docx

Краткая характеристика мостового крана 6
Условия работы и общая техническая характеристика оборудования мостового крана 7
Требования к системе электропривода и обоснование выбранного типа электропривода 9
Режимы работы двигателей крана 10
Расчет мощности электродвигателей их выбор по категориям и проверка 12
Расчет и построение механических характеристик двигателей 28
Расчет и выбор пусковых тормозных и регулировочных сопротивлений 30
Выбор аппаратуры управления и защиты 36
Токопровод к двигателям крана выбор троллеев и проверка их на допустимую потерю напряжения 39
Расчет и выбор тормозного устройства 40
Расчет освещения цеха 43
Техника безопасности 53
Однолинейная схема питания подъема 56
Кранами называются грузоподъемные устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на большие расстояния. По особенностям конструкций связанным с назначением и условиями работы краны разделяются на мостовые портальные козловые башенные и др. В цехах предприятий электромашиностроения наибольшее распространение получили мостовые краны с помощью которых производится подъем и опускание тяжелых заготовок деталей и узлов машин а также их перемещение вдоль и поперек цеха. Вид мостового крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией однако многие узлы кранового оборудования например механизмы подъема и передвижения выполняются однотипными для различных разновидностей кранов.
На электрических кранах устанавливают электродвигатели пусковые и регулировочные сопротивления тормозные электромагниты контроллеры защитную пускорегулирующую сигнальную блокировочную и осветительную аппаратуру конечные выключатели токосъемники. Питание на кран подается или через троллейные проводники неподвижно закрепленные на строительных конструкциях и токосъемники закрепленные на кране или при помощи гибкого шлангового кабеля. Электродвигатели аппараты и электропроводку кранов монтируют в исполнении соответствующем условиям окружающей среды.
В зависимости от вида транспортируемых грузов на мостовых кранах используют различные грузозахватывающие устройства: крюки магниты грейферы клещи и т.п. В связи с этим различают краны крюковые магнитные грейферные клещевые и т.п. Наибольшее распространение получили краны с крюковой подвеской или с подъемным электромагнитом служащим для транспортировки стальных листов стружки и других ферромагнитных материалов.
У всех типов кранов основными механизмами для перемещения грузов являются подъемные лебедки и механизмы передвижения.
По грузоподъемности мостовые краны условно разделяют на малые (масса груза 5-10 т.) средние (10-25 т.) и крупные (свыше 50 т.).
Перемещение грузов связанное с грузоподъемными операциями во всех отраслях народного хозяйства на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.
Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 –2500 кВт.
Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками грейферами специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования так как благодаря перемещению по крановым путям расположенных в верхней части цеха он не занимает полезной площади.
Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно - кратковременном режимом работы при большей частоте включения широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока серии силовых и магнитных контроллеров командоконтроллеров кнопочных постовонечных выключателей тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов комплектующих разные крановые электроприводы.
В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные
системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.
В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии строительстве при добыче полезных ископаемых машиностроении транспорте и в других отраслях.
Развитие машиностроения занимающиеся производством грузоподъемных машин является важным направлением развития народного хозяйства страны.
Краткая характеристика мостового крана
Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.
Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия предназначенную для подъема и перемещения груза удерживаемого грузозахватным устройством (крюк грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной имеющей весьма разнообразное. Мостовой кран (рисунок 1) представляет собой мост перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.
Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).
Грузоподъемные машины изготовляют для различных условий использования:
по степени загрузки времени работы интенсивности ведения операций степени ответственности грузоподъемных операций и климатических факторов эксплуатации.
К основным параметрам механизма подъёма относятся:
грузоподъемность скорость подъема крюка режим работы высота подъема грузозахватного устройства.
Рисунок 1 – Общий вид мостового крана
Номинальная грузоподъемность - масса номинального груза на крюке или захватном устройстве поднимаемого грузоподъемной машиной.
Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса в котором участвует данная грузоподъемная машина характера работы типа машины и ее производительности.
Условия работы и общая техническая характеристика оборудования 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 ммин. Крановые механизмы должны быть снабжены тормозами закрытого типа действующими при снятии напряжения.
На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 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.
Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л средний - С тяжёлый - Т весьма тяжёлый - ВТ.
Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ = 40%.
1 Кинематические схемы основных механизмов
Работу основных механизмов крана рассматривают по кинематическим схемам. Так как двигатели обычно имеют угловую скорость значительно большую чем скорость подъемного барабана или ходовых колес моста или тележки то движение к рабочим органам механизмов крана передается через редукторы ( на рисунках обозначены буквой Р).
Для механизмов подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом П (рисунок 2) при помощи которого движение от барабана Б передается крюку К.
На рисунке 3 представлена схема механизма тележки которая обычно имеет четыре ходовых колеса два из которых соединены валом приводятся в движение через редуктор Р от двигателя Д.
Передача движения к ходовым колесам концевых балок от двигателя установленного на мосту может осуществляться через редуктор Р расположенного в средней части моста (рисунок 4).
Каждый механизм крана имеет механический тормоз Т который устанавливается на соединительной муфте между двигателем и редуктором или на тормозном шкиве на противоположном конце вала двигателя.
Рисунок 2. Кинематическая схема подъемного механизма
Рисунок 3. Кинематическая схема тележки
Требования к системе электропривода и обоснование выбранного типа электропривода
Для выбора системы электропривода необходимо четко представлять себе технологические требования к приводу того механизма для которого он выбирается.
Для качественного выполнения подъема спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:
Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах в связи с тем что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью а пустой крюк или ненагруженную тележку – с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода особенно регулировочных с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.
Ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связано с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов с уменьшением раскачивания подвешенного на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения; второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.
Реверсирование электропривода и обеспечение его работы как в двигательном режиме так и в тормозном режиме.
Режимы работы двигателей крана
Электродвигатели установленные на кранах работают в тяжелых условиях часто в помещениях с повышенной температурой или с большим содержанием в них паров и газов а также на открытом воздухе. Мостовые краны имеют повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и торможениями.
Повторно - кратковременный режим – это режим работы двигателя при котором рабочие периоды tрабчередуются с периодами отключения t0.
Повторно - кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ).
где tраб– время работы (с)
Номинальное значение относительной продолжительности включения – 15 25 40 60%.
Рассмотрим режимы работы двигателей которые представлены на рисунке 5.
Двигатели механизмов моста и тележки при работе с грузом и без груза работают в нормальном двигательном режиме.
При подъеме груза или пустого крюка двигатель подъемного механизма работает в двигательном режиме а при опускании груза возможны два случая:
- если момент груза Мгрбольше момента двигателя Мдв то груз будет опускаться под действием собственного веса с учетом момента трения Мтри электродвигатель должен быть включен на подъем чтобы подтормаживать груз то есть в этом случае момент двигателя равен
Такой режим называется тормозным спуском.
- если момент груза будет меньше момента трения то электродвигатель должен быть включен на спуск и способствовать опусканию груза то есть работать в двигательном режиме в этом случае момент двигателя равен
Такой режим называется силовым спуском.
РРисунок 5. Режимы работы двигателей крана
ТТормозной спуск груза
ССиловой спуск малых грузов (двигательный режим)
Подъем груза (двигательный режим)
Передвижение (двигательный режим)
При опускании пустого крюка так же возможны два случая то есть спуск может быть и тормозным и силовым.
Расчет мощности электродвигателей их выбор по категориям и проверка
Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1
где FГ– сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом Н;
К – коэффициент трения ребер колес о рельсы;
GГ– вес крана с грузом Н;
G0– вес крана без груза Н;
R – радиус ходового колеса м;
- коэффициент трения скольжения в подшипнике;
r – радиус цапфы колеса м;
f – коэффициент трения качения ходового колеса;
Вычисляем вес крана с грузом
где mГ– грузоподъемность крана т;
g – ускорение свободного падения мс.
GГ= 35 · 98 · 103=343000 Н
Вычисляем вес крана без груза
где m0– вес моста т.
G0= 145 · 98 · 103= 117600 Н
Вычисляем радиус ходового колеса
где Dх– диаметр ходовых колес моста м.
Вычисляем радиус цапфы колеса
где Dц– диаметр цапфы колес моста м.
Вычисляем сопротивление движению механизма по формуле 1
Fr = 12 * * (002 * 0055 + 0001) = 40748 Н
Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6
где– F0сопротивление движению механизма при перемещении без груза Н;
Вычисляем F0по формуле:F0 = 12 * * (002 * 0055 + 0001) = 11928 Н
Рассчитываем момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7
где Мс1– момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом Н·м;
Г– сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом Н;
V – скорость перемещения моста мс;
n – частота вращения двигателя обмин;
- КПД механизма при полном грузе.
Находим частота вращения двигателя по формуле 8
Dх– диаметр ходового колеса м.
Mс1 = 955* = 1692Н·м
Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9
где Кз– коэффициент загрузки крана на холостом ходу;
G0– вес крана без груза Н.
Рассчитываем момент статического сопротивления на валу без груза по формуле 10
где Мс2– момент статического сопротивления на валу двигателя при
движении без груза Н·м;
F0– сопротивление движению механизма при перемещении без груза Н;
n – частота вращения двигателя обмин
- КПД механизма без груза.
Вычисляем КПД механизма без груза по формуле 11
Кз– коэффициент загрузки крана на холостом ходу;
Мс2 = 955 * = 627 Н·м
Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12
где Мэ– средний статистический момент Н·м;
Мс1– момент статического сопротивления на валу электродвигателя при движении с грузом Н·м;
Мс2– момент статического сопротивления на валу двигателя при движении без груза
Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13
где Рэ– средняя эквивалентная мощность механизма кВт;
Мэ– средний статистический момент Н·м;
n – частота вращения двигателя обмин.
Вычисляем время цикла по формуле 14
где tц– время цикла с;
Z – число циклов в час
Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15
где tраб– время работы при движении с грузом и без него с;
L – путь перемещения механизма м;
V – скорость перемещения моста мс.
Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы по формуле 16
где ПВр– продолжительность включения механизма во время работы %;
tраб– время работы при движении с грузом и без него с;
Приводим ПВрк стандартному значению ПВст= 30%
Рассчитываем мощность двигателя по формуле 17
где РПВст– мощность двигателя моста кВт;
Рэ– средняя эквивалентная мощность механизма кВт;
ПВр– продолжительность включения механизма во время работы %;
ПВст– стандартная продолжительность включения %.
РПВст = 65 * = 27 кВт
По расчетной частоте вращения учитывая род тока по величине РПВствыбираем двигатель постоянного тока Д31 данные которого приведены в таблице 1.
Проверяем выбранный двигатель таблица 1
Максимальный момент Мm
Частота вращения nмах
Определим номинальный момент по формуле 18
Мн=955·8000820=931 Н·м;
Двигатель проверяется по двум условиям;
Определим средний пусковой момент двигателя по формуле 19
Мп=16·931=14896 Н·м;
Определим маховый момент приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом и без него
С грузом по формуле 20
СДгр²=115 СДдв²+365(Gг+ G0)V²n² Н·м (20)
СДдв²=03·40=12 кг·м²
СДгр²=115·12+365(98000+117600) ·125²820²=1963 Н·м²
Без груза по формуле 21
СД0²=115 СДдв²+365(С0·V²)n² Н·м² (21)
.Рассчитываем время пуска для каждой операции
Максимально допустимое время пуска для механизмов передвижения 10-15 сек
С грузом по формуле 22
tп1=СДгр²·n375· (Мп-Мст1) сек (22)
tп1=1963·820375· (14896-1134)=12 сек
Без груза по формуле 23
tп2=СДгр²·n375· (Мп-Мст2) сек (23)
tп2=1135·820375(14896-675)=3 сек
т.к.получилось малое время пуска двигателя перемещения моста без груза
tп2=3 сек просчитаем двигатель меньшей мощности
Проверим двигатель постоянного тока Д 22
Мн=955 · 60001070=535
Определяем средний пусковой момент двигателя по формуле 19
Определим маховый момент приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом по формуле 20
СДдв²=0155 · 40 =62 кг · м²
СДгр²=115 · 62+365(98000+117600)125 ² 1070²=11452 Н·м²
без груза по формуле 21
СД0²=115 · 62+365(117600 · 125 ²)1070 ²=657 Н·м²
Рассчитываем время пуска для каждой операции с грузом по формуле 22
tп1=(11452 · 1070)375(963-1134)=-191 сек
т.к получилось отрицательное значение время пуска двигателя перемещения моста tп1=-191 то двигатель Д 22 не подходит
ля двигателя Д 31 при расчетах время пуска без груза уменьшим пусковой момент за счет введения в цепь реостата по формуле 22
Мп=1 Мн=1 · 931=931 Н·м (22)
Вычисляем время пуска без груза по формуле 23
tп2=1135 · 820375(931-675)=96 сек
Рассчитаем время торможения при каждой операции с грузом по формуле 24
tт =СДгр² · n375(Мт+Мст) сек (24)
tт1=1963 · 820375(931+1134)=2 сек
Для расчета время торможения без груза ограничим тормозной момент по формуле 24
Мт=08 Мном=08 · 931=7448 Н·м (25)
tт2=1135 · 820375(7448+675)=174 сек
Замедление находим по формуле 26
=06≤06;08 а2=07≤06;08
Определим время установившегося движения tуспо формуле 27
tу=360 · 0106-12-96-2-1742=64 сек
Строим нагрузочную диаграмму
Расчитаем эквивалентный момент по формуле 28
Определим эквивалентный момент пересчитанный на стандартный ПВ по формуле 29
6≤931-условия выполняется двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке
Условия выполняется следовательно для перемещения моста применяем двигатель постоянного тока Д 31
Определяем вес крана GГс грузом по формуле 2
GГ= 35 · 98 · 103= 343000 Н
Определяем вес крана без груза G0по формуле 3
где m0– вес тележки т.
G0= 24 · 98 · 103= 23520 Н
Находим радиус ходового колеса по формуле 4
где Dх– диаметр ходовых колес тележки м.
Находим радиус цапфы колеса по формуле 5
где Dц– диаметр цапфы колес тележки м.
Находим сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле
Fr = 2 * * (002 * 0055 + 0001) = 87965 Н
F0 = 2 * * (002 * 0055 + 0001) = 5645 Н
Мс1 = 955 * = 202 Н·м
Определим КПД х.х по формуле 11
Мс2 = 955 * = 106 Н·м
Мэ = = 161 Н * м (12)
Приводим ПВрк стандартному значению ПВст= 25%
Рассчитываем мощность механизма по формуле 17
РПВст = 23 * = 17 кВт
По полученной мощности механизма и расчетной частоте вращения учитывая род тока выбирается двигатель постоянного тока марки Д 12 данные которого приведены в таблице 2.
Частота вращения мах nмах
Проверяем выбранный двигатель.
Определим средний пусковой момент по формуле 18
Мпуск– среднее значение пускового момента двигателя Н·м;
Мпуск= (16-18) ·Мном(18)
где Мном– номинальный момент двигателя Н·м определяем по формуле 19
где Рном– номинальная мощность выбранного двигателя кВт;
nном– номинальная частота вращения выбранного двигателя обмин.
Мпуск= 16 · 209 = 3344 Н·м
Рассчитываем маховый момент приведенный к валу двигателя
с грузом по формуле 20
СДгр²=115 СДдв²+365(Сг+С0) · Vn² Н·м² (20)
СДгр²=115 · 2+365(98000+54880) · 06²1140²=177 Н·м²
СД0²=115 СДдв²+365(С0· V²)n² Н·м² (21)
СД0²=115·2+365(54880 · 06²)1140²=78 Н·м²
Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции
Вычисляем тормозное время
tт1tт2– время тормозное с грузом и без него с.
С грузом по формуле 24
Без груза по формуле 24
Замедление по формуле 26
Вычисляем установившееся время движения механизма по формуле 27
.Строим нагрузочную диаграмму
Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 28
Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 29
≤209 –условие выполняется двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке
Двигатель имеет малую нагрузку т.к двигателей меньшей мощности нет
3 Двигателя подъемного механизма
Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме груза по формуле 30
где Мс1– момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза Н·м;
Dб– диаметр барабана подъемной лебедки м;
G0– вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза Н;
- КПД подъемника при подъеме груза;
iрп– передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов.
Находим вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза по формуле 3
где m0– вес грузоподъемного устройства т.
G0= 077 · 98 · 103= 7546 Н
iрп= iр· iп=342 · 2=684
iп– кратность полиспастов.
Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза (тормозной спуск) по формуле 31
Мс2= Мс1·(2·-1) (31)
где Мс2– момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза Н·м;
Мс1– момент статического сопротивления на валу электродвигателя при подъеме груза Н·м;
Мс2= 1517 * (076 * 2 - 1) = 789 Н·м
Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства по формуле 32
где Мс3- момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза Н·м;
G0– вес грузозахватывающего устройства без груза Н;
- КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза.
Находим КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 11
Определяем момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 31
Мс4= Мс3·(2·-1) (31)
где Мс4- момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза Н·м;
Мс3- момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме
грузозахватывающего устройства без груза Н·м;
Мс4= 2758 * (2 * 009-1) = -2262 Н·м
Вычисляем эквивалентный статический момент со штрихом по формуле 33
где Мэ’- эквивалентный момент со штрихом Н·м;
Мс2– момент статического сопротивления на валу двигателя при опускании груза Н·м;
Мс3- момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза Н·м;
Мс4- момент статического сопротивления на валу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза Н·м.
где L – высота подъема м.
Вычисляем продолжительность включения механизма во время работы
Приводим ПВрк стандартному значению ПВст= 40%
Определяем эквивалентный статический момент по формуле 28
где Мэ- эквивалентный статический момент Н·м;
Мэ’- эквивалентный момент со штрихом Н·м;
Мэ = 1978 * = 1647 Н·м
Находим частоту вращения двигателя по формуле 8
Dб– диаметр барабана м.
По полученной мощности механизма выбирается двигатель постоянногоокаД806
Производим расчет и построение нагрузочной диаграммы
Предварительно выбранный двигатель проверяется по условиям нагрева строится нагрузочная диаграмма с учетом пусковых и тормозных режимов
Определим средний пусковой момент по формуле 19
Мпуск= (16-18) ·Мном(19)
где Мном– номинальный момент двигателя Н·м.определяем по формуле 18
Мпуск= 15 · 330 = 495 Н·м
Рассчитываем маховый момент приведенный к валу двигателя по формуле 20
СДгр²=115 ·СДдв²+365(Сг+С0) ·Vn² Н·м² (20)
СДгр²=115·40+365(9800+11760) ·02²635²=533 Н·м²
СД0²=115·40+365(11760·02²)635²=4642 Н·м²
Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции по формуле 22
Вычисляем тормозное время по формуле 24
Замедление по формуле 25
а1 =0201=2 а2=02015=133
а3=02018=111 а4=02029=068
Определим время установившегося движения tуспо формуле 26 (26)
Рассчитаем эквивалентный момент по формуле 27
Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 28
833≤330 –условие выполняется двигатель удовлетворяет условиям нагрева
Проверяем на перегрузку по формуле 34
кр=МмахМн=981330=29 (34)
Условие выполняется двигатель Д806 с мощностью 22кВт берем в качестве привода механизма подъема
Расчет и построение механических характеристик двигателей
Механической характеристикой называется зависимость скорости вращения двигателя от момента.
Характеристика двигателя будет естественной при условиях:
- напряжение на статоре должно быть номинальным;
- если отсутствуют добавочные сопротивления в статоре и роторе;
- на переменном токе частота будет ровна 50 Гц;
Для того чтобы построить естественную характеристику необходимо рассчитать три точки для механизмов.
1 Для двигателя моста определим точку х.х М=I=0
Точка 1 имеет координаты
где n0– обороты двигателя при пуске обмин.
Рассчитываем Т1- на идеальном холостом ходу
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 35
n0=Uнnн ·Uн-Iн ·Rдв обмин
где n0– обороты двигателя при пуске обмин;
Rдв =05 · Uн(1- nн) Iн=05 ·220(1-084)44=04 Ом
n0=820 ·220220-44 ·04=8856 обмин
Точка 2 имеет координаты
где Мном– номинальный момент двигателя Н·м; находим по формуле 18
nном–номинальные обороты двигателя обмин.
М=Мн=955 ·Рн nном=955 ·8000820=931 Н·м
Рассчитываем Т2 – в рабочем или номинальном Т2 (931; 820)
Механическая характеристика двигателя моста
Для двигателя тележки
Находим обороты двигателя при пуске по формуле 36
Rдв =05 · Uн(1- nн) Iн=05 ·220(1-085)146=113 Ом
n0=1140 ·220220-146 ·113=12312 обмин
nном– номинальные обороты двигателя обмин.
М=Мн=955 ·Рн nном=955 ·25001140=209 Н ·м
Механическая характеристика двигателя тележки
Для двигателя подъемного механизма
Rдв =05 · Uн(1- nн) Iн=05 ·220(1-079)116=019 Ом
n0=635 ·220220-116 ·019=70485 обмин
М=Мн=955 ·Рн nном=955 ·22000635=330 Н ·м
Механическая характеристика двигателя подъемного механизма
Расчет и выбор пусковых тормозных и регулировочных сопротивлений
Пусковым сопротивлением (реостатом) называется устройство служащее для введения и выведения сопротивления в цепи ротора в период пуска и разгона электропривода.
Введение и выведение сопротивления производится ступенчато (секциями).
Для расчета пусковых сопротивлений задаются числа ступеней Z
Z=1-2 для двигателей до 10 кВт
Z=2-3 для двигателей до 50 кВт
1. Расчеты ведем для моста
Определяем момент на двигателе по формуле 37
М=Мст1Мн=1134931=121 (37)
Рассчитываем максимальный статический ток по формуле 38
Iст.мах= I · Iн=121 ·44=5324 А (38)
Рассчитываем ток при расчете пускового сопротивления по формуле 39
I2=(11-12) Iст.мах=12 ·5324=6388 А (39)
Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
Находим отношение I1к I2по формуле 41
I1- расчетный ток при расчете пускового сопротивления А;
I2- ток при расчете пускового сопротивления А.
Вычисляем сопротивление на первой ступени по формуле 42
где R1- сопротивление на первой ступени Ом;
U2– номинальное напряжение между кольцами ротора В;
I1- расчетный ток при расчете пускового сопротивления А.
Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
где R2- сопротивление на второй ступени Ом;
R1- сопротивление на первой ступени Ом;
Вычисляем сопротивление двигателя по формуле 44
где Rдв- сопротивление на третьей ступени Ом;
R2- сопротивление на второй ступени Ом;
Находим расчетный момент по формуле 45
М1=I1 Iн ·Мн=130344 ·931=2757 Н ·м
М2=I2 Iн ·Мн=638844 ·931=1351 Н ·м
Находим сопротивления секций пускового реостата по формуле 46
где r1 r2 сопротивления первой второй и третьей секции Ом;
R1 R2 R3– сопротивления первой второй и третьей ступени Ом;
Rдв– сопротивление двигателя Ом.
r1= 168– 082 = 086 Ом
r2= 082– 04 = 042 Ом
Находим общее пусковое сопротивление реостата по формуле 47
Rп= 168- 04 = 128 Ом
Произведем расчет пусковых сопротивлений для механизма моста графическим способом
R1=a1a=3090=0.33 R1=R1 ·Rn=0.33 ·5=1.65
R2=aвaд=1590=0.16 R2=R2 ·Rn=0.16 ·5=0.8
Rn=UnIn=22044=5 Rдв= Rдв ·Rn=0.08 ·5=0.4
Все расчеты произведены верно
М=Мст1Мн=178209=085 (37)
Iст.мах= I · Iн=085 ·146=1241 А (38)
I2=(11-12) Iст.мах=12 ·1241=1489 А (39)
М1=I1 Iн ·Мн=349146 ·209=50 Н ·м (45)
М2=I2 Iн ·Мн=1489146 ·209=213 Н ·м
Rп= 63- 117 = 513 Ом
Rн=UнIн=220146=15 Ом
R1=a1a=50121=0.41 R1=R1 ·Rn=0.41 ·15=615
R2=aвaд=21121=017 R2=R2 ·Rn=0.17 ·15=255
Rn=UnIn=220146=15 Rдв= Rдв ·Rn=0.07 ·15=105
3 Для подъемного механизма
М=Мст1Мн=457330=138 (37)
Iст.мах= I · Iн=138 ·116=160 А (38)
I2=(11-12) Iст.мах=12 ·160=192 А (39)
. Определяем расчетный ток при расчете пускового сопротивления по формуле 40
. Вычисляем сопротивление на второй ступени по формуле 43
Находим полное сопротивление по формуле 48
Rп=R1-Rдв=073-018=0550 Ом (48)
М1=I1 Iн ·Мн=29952116 ·330=852 Н ·м
М2=I2 Iн ·Мн=192116 ·330=5462 Н ·м
где r1 r2r3сопротивления первой второй и третьей секции Ом;
r1= 073– 046 = 027 Ом
r2= 046– 029 = 017 Ом
Rн=UнIн=220116=189 Ом
R1=a1a=2771=0.38 R1=R1 ·Rn=0.38 ·189=071
R2=aвaд=1721=0.23 R2=R2 ·Rn=0.23 ·189=0.43
R3=aвaд=1171=0.15 R3=R3 ·Rn=0.15 ·189=0.28
Rn=UnIn=220116=189 Rдв= Rдв ·Rn=0.09 ·189=017
се расчеты произведены верно
Выбор схемы управления
Принципиальная схема –это схема электрических соединений выполненная в развернутом виде .Она является основной схемой проекта
электрооборудования мостового крана и дает общее представление об электрооборудовании данного механизма отражает работу системы автоматического управления механизмом. По схеме осуществляется проверка правильности электрических соединений при монтаже и наладке электрооборудования.
В схему управления мостового крана входит защитная панель ППЗК схема электропривода механизма перемещения моста схема электропривода механизма перемещения тележки подъема.
Выбор аппаратуры управления и защиты
Контроллеры бывают силовые (кулачковые) и магнитные (командо - контроллеры).
Силовые контроллеры своими контактами включаются в силовые цепи двигателей.
Магнитные контроллеры своими контактами включаются в цепи управления и через эти контакты в определенных положениях получают питание катушки контакторов которые уже своими контактами будут давать питание на двигатель.
Выбор контроллера для моста и тележки
При выборе контроллера нужно учитывать;
- мощность двигателя;
- номинальное напряжение;
- расчетную продолжительность включения.
Данные двигателя моста и тележки
По справочнику Яуре А.Г. «Крановый электропривод» выбираем силовые кулачковые контроллеры
мощность испол двиг. 10кВт
Выбор контроллера для подъемного механизма
Выбираем магнитный контроллер постоянного тока типа ПС или ДПС предназначенный для управления электроприводами механизмов подъема
Для механизма подъема с Рном =22 кВт по справочнику выбираем контроллер типа ПС
Мощ. испол двиг. 30кВт
2 Крановые конечные выключатели
Конечные выключатели
Крановые конечные выключатели служат для предотвращения перехода механизмами предельно допустимых положений (ограничение подъема грузозахватывающего устройства или хода моста и тележки) а также блокировка открывания люков и двери кабины.
Конечные выключатели выбираются с учетом скорости перемещения механизмов.
Произведем выбор конечных выключателей
Для механизмов перемещения - КУ 701 рычажной с самовозратом
Для подъема - КУ 703 с самовозратом от груза
Скорость механизма 003-2 мс
Категория размещения У1
Скорость механизма 001-1 мс
3 Максимальные реле типа РЭ0401 для зашиты цепей крановых
Расчет максимального реле по формуле 48
Для моста Iср=25·44=110 А
Для тележки Iср=25·146=365 А
Для подъема Iср=25·116=290 А
Для группы Iмах =2412
Для механизмов перемещения подъема выбираем реле типа РЭ0401
Тележка 2ТД.304.096-18
Подъем 2ТД.304.096-8
Группа 2ТД.304.096-4
Применяются для пуска регулирования угловой скорости и торможения
Резисторы выбирают по суммарному значению пускового сопротивления с учетом значений секций
Производим выбор резисторов:
Для моста Rn=22044=5 Ом
Для тележки Rn=220146=15 Ом
Для подъема Rn=220116=189 Ом
Номинальное сопротивление Rn=5 Ом
Мощность двигателя Рн=8кВт
Контроллер КВ101 Номинальное сопротивление Rn=15 Ом
Мощность двигателя Рн=25 кВт
Номинальное сопротивление Rn=189 Ом
Мощность двигателя Рн=22кВт
Крановая защитная панель осуществляет следующие виды защиты:
- Электроснабжении осуществляется с помощью нулевых контактов и контактора.
- Защита от токов короткого замыкания и больших свыше 250% перегрузок.
- Концевая защита обеспечивающая отклонения при достижении механизмов крана крайних положений осуществляется с помощью конечных выключателей.
- Блокировка предотвращение включения двигателей при открытой двери кабины и открытом люке.
- Аварийное отключение.
- Отключение при снижении напряжения в сети свыше 15 %.
Для крановых защитных панелей с Imax= 6А выбирают плавкие предохранители по условию Iвст≥ Imax
По Imaxвыбираются плавкие предохранители типа ПР-2-15 Iвст= 6А
Конструкция защитной панели представляет собой металлический шкаф с установленной в нем аппаратурой
Размещается защитная панель в кабине крана
Выбираем защитную панель типа ППЗК для трех двигателей постоянного тока
Основная аппаратура ППЗК
-вводной рубильник QW
-контактор линейный КМ
-контакт люка и двери SQ
-контакты конечных выключателей SQ
-аварийный выключательA
Выбираем защитную панель ППЗБ 160
Токопровод к двигателям крана выбор троллеев и проверка их на допустимую потерю напряжения
Токопровод к двигателям крана осуществляется от общей сети цеховой подстанции.
Так как механизмы крана вместе с двигателями и аппаратурой перемещаются то токопровод к ним осуществляется при помощи контактных проводов троллеев или гибкими медными кабелями.
От цеховой трансформаторной подстанции через линейный автомат кабелем проводится питание к основной сборке а от нее подается питание на главные троллеи которые устанавливаются на изоляторах вдоль подкранового пути на безопасной высоте со стороны противоположной кабине.
Токосъем осуществляется так: по ребрам уголков троллеев сделанных из профилированной стали скользят чугунные башмаки которые крепятся на изоляторах. Молнии токосъема соединены с мостом.
При помощи медных многошпалочных перемычек башмаки соединены зажимами к линейной коробке находящиеся на мосту а от них провода и кабели идут к защитной панели.
Троллеи находятся вдоль пролета моста а токосъемник расположен на тележке.
Выбор сечений троллеев осуществляется по длительному току и проверяется на допустимую потерю напряжения.
Для троллеев применяется профилированная сталь с профилем 5 6 75:
× 40× 40; 6× 63× 63; 75× 80× 80.
Определяем нагрузку крана по формуле 49
Р-сумма мощностей всех двигателей =Р3
Кн –коэффициент использования=012
Рр=012 ·325+03 ·325=13650Вт
Расчетный ток определяем по формуле 50
Ip=PpUn ·ср=13650220 ·082=756 А (50)
ср = м+ т+ п3=084+085+0793=082
Размер троллеев 50 ·50 ·5 мм
R0=027Ом0001=000027Ом
Проверяем на потерю напряжения по формуле 51
U=200 ·Iмах ·lR0Un≤3-4% (51)
При этом: Iмах=К · Iн1+ Iн2=17 ·116+44=2412 А
U=200 ·2412 ·24000027220=142%≤3-4%
Из произведенных расчетов троллеи выбираем 50 ·50 ·5 мм
Проводку выполняем проводом ПРТО-500
Ip= Iн=146 А S=25мм²
Ip= Iн=116 А S=50мм²
p=17 ·116+146+44=2558 А S=150мм²
Расчет и выбор тормозного устройства
Крановый механизм должен иметь устройство для его остановки в данном положении или ограничения пути торможения при побеге после отключения приводного электродвигателя. Такими устройствами называются тормоза обеспечивающие остановку механизма крана за счет сил трения между вращающимся шкивом или диском и неподвижной тормозной поверхностью связанной с механизмом.
1 Расчет тормозов для моста
Определяем расчет тормозного усилия необходимое для остановки механизма по формуле 52
Мтр.у=(Q ·Rkk ·9810 ·)+(GDг2· nн3750 · Vфакт) ·+ Мстmax (52)
где Мтр.у– тормозное усилие Н·м;
G – вес механизма с грузом Н;
- передаточное число;
- номинальное КПД моста;
GDг2– маховый момент двигателя Н·м;
- замедление моста при остановке мс2;
Vфакт– фактическая скорость моста мс;
nн– номинальная частота вращения двигателя обм.
Принемаем:= 065 мс2;
Найдем передаточное число по формуле 53
где- передаточное число;
nн– номинальная частота вращения двигателя обм;
nх.к– обороты ходового колеса обм.
Найдем обороты ходового колеса по формуле 54
где nх.к– обороты ходового колеса обм;
V – скорость передвижения моста мс;
Dх– диаметр ходовых колес моста м.
Мтр.у=(10000+12000 ·0.3 ·0.849810 ·1242.4)+(114.52 ·8203750 ·1.25 ) · 0.65+113.4=126.4Н·м
Момент тормозной по формуле 55
где ПВр– расчетная продолжительность включения %;
ПВст– стандартная продолжительность включения %;
Мтр- тормозной момент Н·м.
Параллельное возбуждение
2. Для механизма тележки
Мтр.у=(10000+5600 ·0175 ·0.859810 ·21111)+(177 · 11403750 · 06 ) · 0.65+178=236Н·м
3. для механизма подъема по формуле 56
Определяем расчет тормозного момента необходимое для остановки механизма по формуле 57
Мтр.=94 ·Q ·V ·n=94 ·10000 ·0.2 ·0.79635=233.8Н·м (57)
Выбираем тормоза 420≤4296
Торм момент 420 Н ·м
Расчет освещения цеха
Целью расчета является выбор количества светильни -ков определение мощности источников света расположение их в помещение цеха а также расчет осветительной сети.
Исходными данными являются: назначение цеха (литейный цех) и его размеры:
В качестве источников света выбираем дуговую ртутную лампу высокого давления для общего освещения типа ДРЛ так как 1) высота помещения превышает 6м; 2) ДРЛ удобна в эксплуатации: Рассчитаны на большие сроки службы имеют большой световой поток высокую световую отдачу и незначительные размеры выпускаются на большие мощности; 3) работа ДРЛ не зависит от температуры окружающей среды.
Норма освещенности для данного производственного помещения: Еmin=200 Лк.
Для производственного помещения выбираем рабочее равномерное общее освещение а также аварийное освещение.
В качестве светильника выбираем светильник типа РСП 13 со степенью защиты 53 классом светораспределения - П КСС в нижнюю полусферу глубокий Г1 (08-12).
Расстояние от светильника до рабочей поверхности м:
где Н = 10 м- высота помещения;
hс = 07 м - высота свеса;
hр= 0 м - высота рабочей поверхности (пол).
Нр= 10 - (07 + 0) = 93 (м).
Расстояние между светильниками для КСС Г1:
L = (08 ÷ 12) Нр= 08 * 93 = 744 (м).
Расстояние от края светильника до стен:
l = 05 L = 05 744 = 292 (м).
Количество светильников в ряду:
Общее количество светильников:
nc= nв*nа= 6* 5 = 30 (шт).
Расстояние между светильниками в одном ряду:
Расстояние между рядами:
Определяем показатель помещения согласно рекомендации:
По справочнику с учётом коэффициентов отражения и показателя помещения находим коэффициент использования светового потока при пот=05;ст=03; п=01:
Рассчитаем световой поток одой лампы в Лм если коэффициент минимальной освещённости z = Еср Еmin = 12:
где Kз= 2 - коэффициент запаса;
Еmin – нормированная освещённость лк.
Фл.р. = = 199452 (Лм).
По найденному значению Фл подбираем лампу поток которой должен отличаться не более чем на (-10 – +20)%.
Принимаем лампу ДРЛ 700(6) - 3 имеющую следующие технические данные:
номинальная мощность лампы Рн= 700 Вт;
световой поток Фл= 406 клм.
Общая мощность световой установки:
Руст = Рл nсв= 700 30 = 21000 Вт.
Составим схему расположения светильников рабочего освещения в цехе (рисунок 11.1)
Рисунок 1 - План расположения светильников в цехе.
Схема осветительной сети рабочего освещения.
Для проверки определим по плану помещения координаты точки А в которой предполагается минимальная освещенность и по кривой силы света Г1 используя справочник определим минимальные освещенности от ближайших светильников.
По пространственным изолюксам в зависимости от Нр и расстояния d находим близ лежащую кривую на которой указана освещенность е.
(Нр; d1) е1 = 25 лк;
(Нр; d2) е2 = 054 лк.
Определим суммарную освещённость для точки А.
е =4е1 + 2е2 = 425 + 2054 = 1108 (лк).
Определить фактическую освещённость в точке А при =1:
По результатам проверки точечным методом правильности выбора источников света методом коэффициента использования можно сделать вывод что выбор был произведен правильно так как фактическая освещенность находится в пределах нормы и поэтому для рабочего освещения принимаем лампы типа ДРЛ 700(6) - 3.
Для аварийного освещения выбираем лампы типа ЛН (лампы накаливания).
Норма освещенности аварийного освещения составляет не менее 5% от нормы рабочего освещения то есть:
Е = Еmin 005 = 200 005 = 10 (лк )
Выбираю светильник типа НСП 20 источник света которого должен иметь мощность 500 Вт для создания кривой силы света Д3 класс светораспределения светильника - П степень защиты IP52.
По заданной мощности лампы светильника НСП 20 Рл=500Вт выберем ЛН типа Г125-135-500 с номинальным световым потоком Фл=9200 лм.
Определим количество ламп для аварийного освещения преобразовав формулу (11.15):
Выбираем светильники типа НСП 20 и расположим их в один ряд по центру на следующих расстояниях:
Lа= 1252 м - расстояние между светильниками.
Рисунок 2 - План расположения светильников в цехе.
Схема осветительной сети аварийного освещения.
Рассчитаем осветительную сеть рабочего освещения схема которой приведена на рисунке выше получающую питание отРУНН напряжением 380220В трансформаторной подстанции. На рисунке групповой щиток освещения установленный в производственном помещении с пыльной средой. Линии освещения питают светильники с лампами ДРЛ коэффициент мощности которых сosj=09.
Вся сеть выполнена проводом АПРТО в трубах. АПРТО - провод с алюминиевой жилой с резиновой изоляцией в оплетке из хлопчатобумажной пряжи пропитанной противогнилостным составом.
Питающая линия 1-2 длиной 100м выполнена четырех - проводной а распределительные линии 2-3 2-4 двухпроводными.
Для четырех проводной сети 380220В коэффициент С1 = 46 а для двухпроводной С2=77.
Для распределительных линий заменим равномерно распределенную по длине нагрузку сосредоточенной в середине линии для чего определим приведенную длину распределительных линий м:
l - длина участка сети с равномерно распределенной нагрузкой м.
Определим моменты всех участков кВт м:
где Р - нагрузка распределенная на данном участке кВт.
М2-3 = 56 * 43 = 2408 (кВт м);
М2-4 = 56 * 43 = 2408 (кВт м).
Определим момент нагрузки питающей линии 1-2.
М1-2 = (Р2-3 + Р2-4) * l1-2 = (56 + 56) * 100 = 1120 кВт (м).
Определим сечение линии 1-2 мм2:
где М1-2 - сумма моментов нагрузки данного и всех после -дующих по направлению потока энергии участков осветительной сети кВт м;
Sm - сумма моментов нагрузки всех ответвлений питаемых через данный участок с другим числом проводов отличным от числа проводов данного участка кВт м;
aпр- коэффициент приведения моментов зависящий от числа проводов на участке линий и в ответвлении (для трехфазного участка линии с нулевым проводом и однофазным ответвлением aпр=185);
DUд%- допустимая потеря напряжения DUд%=55%;
С1- коэффициент определенный в п. 11.32.
Принимаем стандартное сечение провода АПРТО Sст.1-2 = 10мм2.
Находим действительную потерю напряжения в линии 1-2.
Для участков линий 2-3 2-4 располагаемая потеря напряжения:
DU2-3 = DU2-4 = DUд% - DU1-2 = 55 – 243 = 307 %
Сечения проводов распределительных участков по формуле 11.36:
Принимаем стандартное сечение провода АПРТО для распределительных участков Sст=10 мм2.
Проверим выбранные сечения по длительно допустимому току нагрузки они должны удовлетворять следующему условию:
где Iдоп- длительно допустимый ток провода АПРТО при заданном сечении А;
Iр - расчетный ток линии А.
К = 095 - поправочный коэффициент на условие прокладки провода при температуре окружающей среды +30о С.
Для двухпроводных распределительных линий токи определяются:
Iр= I2-4 = = = 283 (А)
Так как сечение провода АПРТО на распределительных участках
Sст= 10 мм2 то его длительно допустимый ток Iдоп= 50 А и условие выполняется: Iдоп= 50 А³ 298 А = .
следовательно сечения проводов на распределительных участках были выбраны верно.
Для четырехпроводной питающей линии расчетный ток равен:
Так как сечение провода АПРТО на питающей линии Sст= 10 мм2 то его длительно допустимый ток Iдоп= 50А и условие выполняется:
Iдоп= 50 А³ 199 А = .
Следовательно сечения проводов для питающей линии были выбраны верно.
В результате расчета осветительной сети рабочего освещения были выбраны:
-вводной провод АПРТО 10;
-распределительный провод АПРТО 10.
Рассчитаем осветительную сеть рабочего освещения. Линии освещения питают светильники с лампами накаливания коэффициент мощности которых cosj =1:
Вся сеть выполнена проводом АПРТО в трубах.
Питающая линия 1 - 2 длиной 100м и распредели -тельная линия 2-3 выполнены двухпроводными. Следователь -но коэффициент для двухпроводной линии С2=77.
Для распределительной линии заменим равномерно распределенную по длине нагрузку сосредоточенной в середине линии для чего определим приведенную длину распределительной линии по формуле 11.33:
Определим момент распределительного участка по формуле 11.34:
М2-3 = 2 * 3732 = 7464 кВт (м).
Определим момент нагрузки питающей линии 1-2 по формуле 11.35:
М1-2 = 2 * 100 = 200 (кВт м).
Определим сечение линии 1-2 по формуле 11.36:
Принимаем стандартное сечение провода АПРТО Sст.1-2 = 10 мм2 .
Находим действительную потерю напряжения в линии 1-2 по формуле 11.37:
Для участка линии 2-3 располагаемая потеря напряжения по формуле 11.38:
DU2-3 = DUд% - DU1-2 = 55 - 26 = 29 %.
Сечения провода распределительного участка по формуле 11.36:
Принимаем стандартное сечение провода АПРТО для распределительного участка Sст= 4 мм2.
Проверим выбранные сечения по длительно допустимому току нагрузки они должны удовлетворять условию 11.40.
где к = 095 - поправочный коэффициент на условие прокладки провода при температуре окружающей среды +30о С.
Для двухпроводной распределительной линии ток определяется по формуле 11.41:
Так как сечение провода АПРТО на распределительном участке 2-3
Sст= 4 мм2 то его длительно допустимый ток Iдоп= 28 А и условие 11.40 выполняется: Iдоп= 28 А³ 957 А = Следовательно сечения проводов на распределительном участке были выбраны верно.
Для двухпроводной питающей линии расчетный ток определяется по формуле 11.41:
Так как сечение провода АПРТО на питающей линии Sст= =10 мм2 то его длительно допустимый ток Iдоп= 50 А и условие 11.40 выполняется: Iдоп= 50 А³ 957 А = . Следовательно сечения проводов для питающей линии были выбраны верно.
-распределительный провод АПРТО 4.
Выберем осветительные щиты. При выборе осветительного щитка необходимо чтобы выполнялось условие:
где Iном.щ- номинальный ток осветительного щитка А;
I-расчетный ток питающей линии А.
Для рабочего освещения выберем щит серии ЯОУ -8503 так как выполняется условие 58:
Iном.щ= 63 А³ 50 А = I1-2
Для аварийного освещения выберем осветительный щиток серии ЯОУ - 8504 так как выполняется условие 11.58:
Iном.щ= 63 А³ 28 А = I1-2
Таблица 1 - Технические данные осветительных щитков серий ЯОУ - 8503 и ЯОУ - 8504 на напряжение 380220В.
Автоматический выключатель
Техника безопасности
Требования к устройству грузоподъемных механизмов их эксплуатации и ремонту регламентированы «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов Госгортехнадзора» ПУЭ «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
На основании этих правил разрабатывают и вручают крановщику местные инструкции чтобы обеспечить исправное состояние кранов грузозахватных механизмов и безопасные условия их работы руководство обязало:
- Назначить ответственных за их безопасной эксплуатацией.
- Создать ремонтную службу для профилактических осмотров и ремонтов.
- Лица ответственные за справное состояние кранов обязаны обеспечить их регулярные осмотры и ремонты.
- систематический контроль за правилами ведения журнала периодических осмотров и своевременное устранение неисправностей.
- Проводить обслуживание и ремонт кранов обученным и аттестованным персоналом. Срок проверки знаний и проведения систематического инструктажа не менее чем через 12 месяцев.
- Своевременную остановку и подготовку к технологическому освидетельствованию кранов вывод их в ремонт в соответствии с графиком.
Крановщик имеет право приступить к работе на кране только при получении ключа-бирки на право управления краном.
Слесари электромонтеры и другие лица при осмотре кранов должны брать ключ-бирку на время пребывания их на кране. Крановщик перед началом работы осматривает все механизмы крана и убедившись в их полной исправности приступает к работе.
На неисправном кране запрещено работать.
- Перед включением главного рубильника или автомата следует осмотреть крановые пути. Настил крана и пол должны быть чистыми.
- Чистить смазывать и реконструировать кран на ходу категорически запрещается.
- Во время работы запрещается находиться около движущихся механизмов на мосту крана за исключением слесарей и электриков-ремонтников если нужно определить качество работы при испытании механизма.
- При нахождении на мосту крана ремонтного рабочего главный рубильник должен быть отключен
- Нельзя использовать конечные выключатели для остановки механизмов крана.
Техника безопасности в электроустановках направлена прежде всего на предотвращение несчастных случаев поражения электрическим током. Для обеспечения электробезопасности требуется принимать следующие технические способы и средства:
- Защитное заземление
- Защитное отключение
- Изоляция токов едущих частей
- Оградительные устройства
- Предупредительные сигнализации
- Средства защиты и предохранительные приспособления
- Блокировки защиты и знаки безопасности
К работе с электроустановками допускаются лица прошедшие инструктаж не имеющие медицинских противопоказаний и обучены безопасным методам труда.
Для обеспечения электробезопасности работ предусмотрены следующие организационные мероприятия:
- Назначение лиц ответственных за организацию проведения работ.
- Оформление наряда допуска для проведения работ.
- Допуск к ведению работ.
- Оформление перерывов и окончания работы.
В целях безопасности работ с действующими электроустановками необходимо выполнять следующие мероприятия: при проведении работ со снятием напряжения.
- Отключение установки
- Отключение коммутационных аппаратов
- Снятие предохранителей
- Отсоединение концов питания
- Наличие предупреждающих знаков и ограждений частей остающихся под напряжением
- Заземление и ограждение рабочего места.
Крановщики мостовых кранов должны иметь квалификационную группу II по технике безопасности а ремонтники III группу.
Во время ремонтных работ на кранах допускается использование переносных ламп на напряжение 12 В.
Выполнение этих мер обеспечивает безопасность проводимых работ.
Заземление крана и его использование
Заземление это преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок которые могут оказаться под напряжением в связи с пробоем изоляции на корпус. В качестве заземлителей в первую очередь используют естественные заземлители в виде проложенных под землей металлических коммуникаций. Когда естественные заземлители отсутствуют или их использование не дает нужных результатов то применяют искусственные заземлители – заземляющий контур. Не допускается использование в качестве заземлителей трубопроводы горючих жидкостей газов алюминиевые оболочки кабелей алюминиевые проводники и кабели проложенные в блоках туннелях каналах. В качестве искусственного заземлителя используют: угловая сталь 50 60 75х75 с толщиной стенки не менее 4 мм и длиной до 5 метров. Заземлители забивают в ряд или по контуру на такую глубину при которой от верхнего конца заземлителя до поверхности земли остается 05 – 08 м.
Расстояние между вертикальными заземлителями должно быть в пределах 25 – 3 м. Для соединения вертикальных заземлителей между собой применяют стальные полосы толщиной не менее 4 мм и сечением не менее 48 мм.
Магистрали заземления внутри зданий напряжением до 1000 В выполняют стальной полосой сечением не менее 100 мм. Ответвления от магистрали к электроустановкам выполняют стальной полосой сечением не менее 24 мм.
Согласно ПУЭ для обеспечения электробезопасности все металлические части электрооборудования по которым не должен проходить ток должны быть заземлены.
При монтаже электрооборудования мостовых кранов заземлению подлежат корпуса электродвигателей; кожухи всех аппаратов; стальные трубы в которых проложены провода; корпуса пускорегулирующих резисторов; кожуха контроллеров и т.д. Заземление металлоконструкций мостовых кранов выполняется через подкрановые пути и обеспечивается контактом между рельсами и ходовыми колесами. Стенки рельсов должны быть надежно соединены перемычками сваркой или приварены к подкрановым балкам образуя при этом непрерывную электрическую цепь.
Присоединение заземляющего провода к рельсам должно выполняться при помощи сварки а присоединение к корпусам двигателей аппаратов – при помощи болтовых соединений обеспечивающих надежный контакт. Заземляющие провода присоединяются к магистралям заземления которые соединяются с металлоконструкциями крана. Заземление проверяют 1 раз в год не менее чем в двух точках.
В электроустановках до 1000 В с глухозаземленнойнейтралью должно быть выполнено зануление. В таких установках не разрешается применять заземления корпусов без их связи с глухозаземленнойнейтралью источника т.к. это может привести к появлению опасного для человека напряжения на корпусе поврежденного оборудования.
Зануление – это преднамеренное соединение частей электроустановки нормально не находящихся под напряжением с глухозаземленнойнейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока.
Задачей зануления является пути наименьшего сопротивления для человека однофазного короткого замыкания обеспечивающего надежное отключение автоматических выключателей сгорание плавких всавок. В качестве нулевых защитных проводников используют: изолированные и неизолированные проводники нулевые жилы кабелей и проводов металлические конструкции зданий подкрановые пути и т.д.
Изменение полного сопротивления петли «фаза-ноль» для наиболее удаленных и наиболее мощных электроприемников производится раз в пять лет.
Силовая схема ЭП Схема управления ЭП
ЭмТ – электромагнитный тормоз;
К1 К10 – контакты контроллера;
Rн – батареи сопротивлений;
R1-1; R1-2; R2-2; R2-1; R3 – ступени сопротивлений;
BB – трёхфазный вводной автоматический выключатель;
Пр1; Пр2 – плавкие вставки для цепи управления;
КЛ – катушка магнитного пускателя;
КЛ1 КЛ5 – контакторы линейные;
РМО; РМ – нормально закрытый контакт;
ВКЛ – кнопка включения;
ВА – выключатель автоматический;
КнР – кнопка разрыва цепи управления;
ТК – конденсатор проходной;
ВККП; ВКВТ; ВКВМ; ВКНТ; ВКНМ - механический нормально закрытый контакт;
РМО1; РМО2 – реле мощности общее;
РМ1 РМ3 – реле мощности;
К-П; К-Т; К-М— крестовый выключатель для выбора направления вращения шпиндельной головки и перемещения траверсы («верх» — «левое» — «отключено» — «правое» — «низ»).
Крановое электрооборудование: Справочник Ю.В. Алексеев А.П. Богословский. - М.: Энергия 1979г.
Крановый электропривод: Справочник А.Г. Яуре Е.М. Певзнер. - М.: Энергоатомиздат 1988г.
Методическое пособие по практической работе по электрооборудованию по теме: Расчет мощности и выбор кранового электродвигателя. Выбор аппаратуры управления и защиты.
Б.Ю. Липкин: Электроснабжение промышленных пред- приятий и установок. - М.: Высшая школа 1981г.
В.М. Васин: Электрический привод: Учеб. Пособие для техникумов. - М.: Высшая школа 1984г.
Методическое пособие по практической работе по электрооборудованию по теме: Расчет освещения производственного цеха по заданным условиям. Составление схемы питания осветительной установки. Выбор аппаратов управления освещением.
Справочная книга по светотехнике Ю.Б. Айзенберг. – 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат1995г.
Л.Л. Коновалова Л.Д. Рожкова Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа 1980г.
А.Ф. Зюзин Н.З. Поконов А.М. Вишток: Монтаж эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. 2-е изд. доп. и перераб. - М.: Высшая школа 1980г.