ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 15
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лекция №6
Приводы ГПМ.
Под приводом понимается система, состоящая из двигателя, аппаратуры управления и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму.
Привод можно разделить на силовой, при помощи которого приводятся в движение рабочие органы и привод управления, осуществляющий управление двигателями, тормозами, муфтами и т.п.
По виду энергии привод бывает ручной, электрический, гидравлический, пневматический, от ДВС, паровой. Часто используют в ГПМ комбинированный привод: электрогидравлический, электропневматический, привод от ДВС в сочетании с электроприводом.
Ручной привод.
Ручным приводом снабжают краны малой грузоподъемности, работающие с малыми скоростями подъема груза, поворота или передвижения, а также лебедки, тали и домкраты. Производительность ГПМ зависит от усилия, прикладываемое рабочим к приводной рукоятке. Это усилие не является постоянным. При проектировании ГПМ с ручным приводом размеры приводных рукояток и тяговых колес должны назначаться в предела, при которых может быть обеспечена удобная и безопасная работа рабочего. Радиус вращения рукояток рекомендуют принимать равным 200-400 мм. Длина ручки рукоятки – 300-350 мм для одного рабочего и 450-500 для 2-х рабочих. На механизме с 2-мя рукоятками могут работать не более 4-х, а на цепи тягового колеса – не более 3-х человек.
Недостаток – малая мощность, ограниченная для одного рабочего до 0,2 кВт.
Гидравлический привод.
Основные преимущества – плавное бесступенчатое регулирование скорости движения рабочих органов машин; большая перегрузочная способность; малая масса и размеры; малая инерционность привода, что особенно важно для машин работающих в повторно-кратковременном режиме; высокая надежность и долговечность.
Недостатки – большая стоимость, трудность предупреждения утечек рабочий жидкости, ухудшение работы при низких температурах, необходимость частой замены рабочей жидкости.
В ГПМ применяют гидродинамические передачи и объемный гидропривод.
К гидродинамическим передачам относятся гидротрансформатор и гидромуфта, используемые в качестве промежуточной передачи между двигателем и рабочими механизмами в кранах с приводом от ДВС. Гидротрансформатор изменяют крутящий момент на выходном валу и частоту его вращения и способствует увеличению производительности машины, уменьшает динамические нагрузки, действующие на рабочие механизмы и двигатель.
Объемный гидропривод имеет приводной двигатель и насос, подающий рабочую жидкость, систему трубопроводов и клапанов управления.
Гидродвигатели разделяют на гидроцилиндры с возвратно-поступательным движением; поворотные с ограниченным поворотным движением; гидромоторы с неограниченным вращательным движением. Гидроцилиндры получили широкое применение в механизмах уменьшения вылета стрелы и подъемниках.
Роторные гидромоторы устанавливают на лебедках, механизмах подъема и передвижения кранов, на механизмах поворота.
Паровой привод.
Применяется для передвижения стреловых кранов железнодорожного типа.
Преимущества: высокая эксплуатационная надежность; простота ремонта, ухода и управления; возможность плавного регулирования рабочих скоростей; хорошая перегрузочная способность.
Недостатки: отсутствие постоянной готовности к работе; низкий КПД; большие габариты и масса; опасность в пожарном и санитарном отношениях; В тоже время возможность использования атомной энергии, аккумуляторов водяного пара может привести к использованию этого привода в ГПМ, требующих применения автономного источника энергии.
Пневматический привод.
Этот привод применяют в подъемниках и легких кранах с ограниченной высотой подъема, лебедках и талях; а также для управления механизмами кранов с приводом от ДВС. Для работы во взрывоопасной среде, когда использование электродвигателей недопустимо, применяют пневмапривод.
Сжатый воздух к пневмоприводу ГПМ подается от компрессорных установок.
Для создания поступательного перемещения, например, грузового гибкого элемента служат пневмоцилиндры с поступательным перемещением штока. В талях и лебедках, в которых подъемный канат навивается на барабан, энергия сжатого воздуха образуется в механическую энергию поднимаемого груза с помощью роторных пневмомоторов, которые выполнены поршневыми или шестеренными.
Достоинства: плавная безударная работа; простота конструкции; удобства и легкость управления; простота и легкость управления.
Недостатки: высокая стоимость эксплуатации; ограниченный радиус действия по причине трудности подачи сжатого воздуха; низкий КПД; малая грузоподъемность.
Привод от ДВС.
Этот привод не зависит от источника питания. Получил широкое применение в передвижных стреловых кранах (железнодорожных, пневмоколесных, гусеничных, тракторных, плавучих.
Преимущества: постоянная готовность к работе, отсутствие расхода топлива во время перерывов; независимость от других источников энергии; относительно высокий КПД; небольшие габариты и вес.
Недостатки: отсутствие возможности разгона под нагрузкой, что вынуждает устанавливать специальные муфты; ограниченная перегрузочная способность; невозможность реверсирования и неустойчивость работы при малой частоте вращения; необходимость квалифицированного обслуживания.
Дизель – электрический привод позволяет упростить механическую часть трансмиссии. Состоит из дизельного двигателя и генератора постоянного тока, питающего энергией электродвигатели отдельных механизмов. Стоимость такого двигателя высока и он недостаточно экономичен.
Электрический привод.
Получил наибольшее применение в ГПМ.
Преимущества: возможность установки самостоятельных двигателей для каждого механизма; бесшумность и простота управления; высокая прочность; большая перегрузочная способность; экономичность эксплуатации; возможность легкого реверсирования и регулирования рабочих скоростей в широком диапазоне.
Недостатки: зависит от внешнего источника электроэнергии.
В ГПМ применяют электропривод с двигателями переменного и постоянного тока.
Электропривод с двигателем переменного тока по сравнению с приводом постоянного тока обладает более низкой стоимостью и меньшими затратами при эксплуатации, вследствие более простой и надежной конструкции. Кроме того, электродвигатели переменного тока получают электроэнергию не посредственно из сети, а для электродвигателей постоянного тока требуются индивидуальные устройства.
В ГПМ используют специальные крановые, металлургические двигатели и двигатели общепромышленного назначения. Специальные крановые двигатели отличаются от двигателей общепромышленного применения повышенной перегрузочной способностью и надежностью работы при частых пусках и остановках.
Перегрузочная способность электродвигателей оценивается коэффициентом:
,где
- максимальный и номинальный моменты, развиваемые двигателем.Крановые двигатели имеют повышенную механическую прочность,
могут работать с частыми перегрузками, а также с частотой вращения, превышающей в 2,5 раза максимальную.
В электроприводе ГПМ применяют крановые асинхронные двигатели серии MTKF и металлургические двигатели серии MTKH с короткозамкнутым ротором и серий MTF и MTH с фазным ротором, рассчитанные на номинальные напряжение. Широкое применение находят асинхронные короткозамкнутые двигатели общего назначения серии 4АС с повышенным скольже6нием, серии 4АР с повышенным пусковым моментом и асинхронные фазные двигатели серий АК и АСК.
Свойства электродвигателей и их пригодность для привода оценивают по паспортным данным двигателей, т.е. по их номинальной мощности, частоте вращения, напряжению и силе тока, перегрузочной способностью, пусковому моменту и режиму работы. Электродвигатели должны эксплуатироваться в таких условиях, которые соответствуют их паспортным данным.
Асинхронный короткозамкнутый двигатель является наиболее простым по конструктивному исполнению и надежным в эксплуатации. Двигатели серии МТК, МТКН, MTKF:
где
- номинальный момент; 
- пусковой момент; 
- максимальный момент. Момент и сила тока короткозамкнутого двигателя при пуске значительно превосходят номинальные значения.Условное обозначение: М – машина; Т – трехфазная; К – с короткозамкнутым ротором (отсутствие буквы – с фазным ротором); Х2 - № габарита; Х3 – порядковый номер серии; Х4 – условная длина сердечника; Х5 – число полюсов.
1. Двигатель серии MTF 011-06 – двигатель трехфазный, асинхронный, с фазным ротором, класса нагревостойкости изоляции F, нулевого габарита, первой серии, первой длины, шестиполюсный.
2. Двигатель серии MTКF 311-6 – двигатель трехфазный, асинхронный, с короткозамкнутым ротором, класса нагревостойкости изоляции F, третьего габарита, первой серии, первой длины, шестиполюсный.
3. Двигатель серии 4АН 280 М – двигатель трехфазный, асинхронный 4-ой серии; Н – защитный, с высотой оси вращения 280 мм, с установочным размером по длине станины М.
Асинхронные короткозамкнутые двигатели применяют для привода лебедок, талей, однобалочных мостовых кранов, легких кранов, т.е. в тех случаях, когда не требуется регулирование скорости и невысокое число включений в час. При применении короткозамкнутых двигателей в механизмах передвижения необходимо проверит отсутствие пробуксовки приводных колес при разгоне. Механическая характеристика этого двигателя весьма жесткая.
Недостаток – малый пусковой момент.
Асинхронный двигатель с фазным ротором в отличии от короткозамкнутого позволяет регулировать скорости приводного механизма. Серии (MT, MTF, MTH)
Недостатки: имеют металлоемкость и габаритные размеры несколько больше, по устройству и управлению сложны, более дорогие.
Достоинства: обеспечивают плавность пуска и торможения, изменяют в достаточных размерах пусковые моменты, регулируют скорость в двигательном и тормозном режимах, имеют меньшие потери энергии в обмотках при переходных процессах. Основная особенность таких двигателей – возможность уменьшения при помощи реостата пускового тока при увеличении пускового момента. Вследствие простоты конструкции и значительного пускового момента они являются наиболее распространенными в крановых механизмах.
При необходимости широкой регулировки скорости применяют двигатели постоянного тока, поскольку в асинхронных двигателях с контактными кольцами нельзя получит жестких характеристик на пониженных частотах вращения. Двигатели постоянного тока серии Д, МП, ДП устанавливают на металлургических и других специальных кранах, где при тяжелых режимах работы требуется плавное и глубокое регулирование скорости. Для механизмов подъема чаще применяю электродвигатели последовательного и смешанного возбуждения, обладающие большой допустимой перегрузкой по моменту. Применять двигатели последовательного возбуждения недопустимо в тех механизмах, где нагрузка м. б. очень малой, при малой нагрузке частота вращения сильно возрастает.
Основные расчеты электродвигателя.
Статические нагрузки в механизмах зависят от назначения и режима работы; в механизмах подъема от веса груза: в механизмах передвижения и поворота – сопротивление от сил трения в опорах, в грейферных – сила зачерпывания сыпучих грузов.