Механизм подъема крана (стр. 2 )

Место установки путевого выключателя должно выбираться с учетом обеспечения безопасного вы6ега механизма (м):

–для механизма подъема – = (0,5...0,7) ;

–для механизма вылета стрелы – =(0,6...0,8) ;

–для механизма передвижения – =(4,0...6,0) ;

где v - максимальная линейная скорость, м/с.

Механизм подъема должен иметь ограничитель грузоподъемности, срабатывающий при 110% номинального груза , при этом должны быть исключены возможные ложные срабатывания, вызываемые кратковременными динамическими нагрузками.

Для предотвращения схода канатов с ручьев барабанов грузовых лебедок механизм подъема должен быть оборудован устройством, автоматически отключающим электродвигатели при ослаблении канатов.

Для безударного выбирания зазоров в передачах системы управления электроприводами механизмов поворота и изменения вылета стрелы должны обеспечить предварительный момент двигателя в течение 0,4-0,5 с. Начальный пусковой момент электродвигателя механизма передвижения портального крана должен определяться из условий отсутствия пробуксовки приводных колес.

Механизмы, предназначенные для поворота вращающейся части крана устанавливают либо на неповоротной части крана, либо на его поворотной части. В первом случае колесо последней передачи, выполненное в виде зубчатого венца или цевочного круга, закрепляют на поворотной части крана. Во втором случае зубчатый венец или цевочный круг располагается на неповоротной части, образуя в механизме планетарную передачу с двигателем, которым здесь является поворотная часть крана.

Наибольшее распространение получили опорно-поворотные устройства на поворотном круге, который может быть изготовлен в виде кругового рельса для перемещения поворотной части на катках или шарах или представлять собой  двухрядный  подшипник  большого  диаметра,  воспринимающий опрокидывающие моменты (шаровой погон).

Краны на колонне могут иметь различные конструктивные решения, но принципиально различают конструкции на вращающейся или неподвижной колонне. Затраты энергии при производстве работ и, тем самым,  стоимость работ определяются сопротивлениями вращению, что зависит в первую очередь от нагрузок в опорно-поворотном устройстве. Нагрузки определяются реакциями опор при работе крана и изменяются в зависимости от изменения вылета и массы перемещаемого груза.

По  компоновке  механизма  вращения  кранов  (тележек)  с электродвигателем  могут  быть  с  горизонтальным  и  вертикальным расположением двигателя. Они обычно снабжены фрикционными муфтами предельного момента.

Механизм вращения с вертикальным расположением двигателя более компактен, позволяет избежать конических, червячных и др. передач имеющих малую надёжность или низкий КПД, проще в обслуживании.

2. Расчет нагрузок механизма подъема

Предварительное расчетное значение мощности электродвигателя, соответствующее нагрузке привода, находится из выражения:

,                (2.1)

где – номинальная грузоподъемность крана с учетом веса грузозахватного устройства , Н; – ускорение свободного падения – скорость подъема номинального груза м/с; – номинальный КПД механизма.

3. Расчет и построение циклограммы

Циклограмма показывает последовательность и длительность операций, входящих в цикл работы крана. Она представляет собой график изменения скорости перемещения груза во времени, который строят в произвольном масштабе для каждого механизма крана.

По циклограмме определяют длительность цикла и относительные продолжительности включения электродвигателей каждого механизма крана. Циклограммы рассчитывают и строят для наиболее тяжелого режима погрузочно-разгрузочных работ.

3.1. Расчет линейных и угловых перемещений груза

Средняя высота подъема груженого или спуска холостого гака:

м.  (3.1)

При работе по схеме «судно-склад» выгрузка сыпучего груза осуществляется при угле поворота стрелы в сторону склада .

При работе по схеме «склад - судно» забор материала осуществляется при угле .

Значение угла поворота стрелы крана при работе в среднем принимают равным .

Для дальнейших расчетов принимаем , а перемещение – 10 м.

3.2. Определение длительности разгона и торможения механизмов

Минимальное значение суммарной длительности разгона (пуска) электропривода механизма подъема определяется с учетом допустимых ускорений:

  (3/2)

где – установившаяся скорость перемещения груза, м/с; – среднее допустимое ускорение механизма, , которое определяется требованиями, предъявляемыми к крановым электроприводам.

Средние значения суммарной длительности разгона механизмов поворота, перемещения, изменения вылета стрелы находятся в следующих диапазонах 5…8; 6…8; 2,5…3,0.

Значения  длительности  торможения всех  электроприводов принимаются равными длительности разгона: с. 

.

3.3. Определение длительности установившихся режимов работы

Длительность установившихся режимов работы электроприводов крана:

– для механизмов подъема и передвижения

  (3.3)

– для механизма поворота стрелы

  (3.4)

где – линейное и угловое перемещение груза, м; – коэффициент использования паспортной скорости (для механизмов подъема и изменения вылета стрелы , поворота 0,7…0,8, передвижения 0,8…0,9); – угловая скорость установившегося движения механизма поворота, .

3.4. Определение длительности цикла

Длительность цикла:

с,  (3.5)

где G – грузоподъемность крана; Q – производительность крана.

3.5. Построение циклограммы

По найденным выше параметрам на рис.3.1 построена циклограмма портального крана, работающего по схеме «судно–склад».

Рисунок 3.1 – Циклограмма портального крана

  3.6. Определение относительной продолжительности включения

По циклограмме на рис.3.1 определяются время работы электродвигателя в течение цикла, и определяется относительная продолжительность включения

  (3.6)

где с – полное время работы двигателя в течение всего цикла, с.

4. Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей

Цикличность работы кранового механизма подъема, необходимость «мягкой» посадки груза и ряд других факторов приводят к тому, что работа двигателей сопровождается большим числом включений в час (до 800…1200 включений). Для обеспечения необходимой производительности при действии номинального момента сопротивления на валу время разгона привода, должно быть минимальным. Этого можно достичь с помощью крановых электродвигателей, которые отличаются повышенной кратностью максимального момента , большим допустимым числом включений в час и высокой надежностью во время эксплуатации.