Електроустаткування баштового крану

Електроустаткування баштового крану

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

Тема: “Електроустаткування баштового крану”

ДП.5.090609.02.07.13.32.000.ПЗ

2-Е-07/11

Мандзюка

Дмитра Анатолійовича

2010

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ЗАГАЛЬНОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

1.1 Будова, принцип роботи, технічна характеристика

1.2 Вимоги до електроустаткування баштового крану

1.3            Аналіз схеми та вибір живлячих напруг

2     РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

2.1            Розрахунок потужності двигуна приводу піднімання

2.2            Розрахунок характеристик і визначення перехідних процесів

2.2.1     Розрахунок пускових опорів

2.3            Розрахунок допоміжних механізмів

2.4            Вибір апаратів керування та захисту

2.5            Розрахунок перерізу та вибір живлячих провідників

2.6            Розрахунок заземлення установки

2.7            Розрахунок освітлення робочої зони

2.8            Розрахункова монтажна таблиця

3МОНТАЖНА ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНА ЧАСТИНА

3.1            Опис спроектованої схеми керування

3.2            Технологічний процес налагодження

3.3            Техніка безпеки при виконанні монтажу

4ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

4.1            Встановлення необхідних затрат на виконання практичної роботи

4.2            Встановлення потрібної кількості матеріалів

4.3            Встановлення трудомісткості слюсарно-монтажних та налагоджувальних робіт

4.4            Вибір кількості робітників

4.5            Розрахунок оплати праці

4.6            Розрахунок кошторису витрат

ЛІТЕРАТУРА

ВСТУП

Баштовий кран - одне з важливих досягнень людства, без якого важко уявити сучасне будівництво, має багату історію. Найпростіші крани, як і більшість вантажопідйомних машин, до кінця XVIII ст. виготовлялися з дерев'яних деталей і мали ручний привід. До початку XIX ст. відповідальні, швидкозношуючі деталі (осі, колеса, захвати) стали робити металевими. У 20-х рр. XX ст. з'явилися перші суцільнометалеві підйомні крани спочатку з ручним, а в 30-і рр. - З механічним приводом.

Перший паровий кран створили у Великобританії в 1830 р., гідравлічний - там же в 1847 р. Двигун внутрішнього згорання був використаний в підйомному крані в 1895 р., а електричний двигун в 1880-85 рр. майже одночасно в двох країнах - США і Німеччини. Це були мостові крани з одномоторним приводом. У 1890 створені крани з багатомоторним індивідуальним приводом теж у США і Німеччини.

Виготовлення підйомних кранів сучасного типу в світі почалося в кінці ХІХ ст. (Путиловський, Брянський, Краматорський, Миколаївський та ін. заводи). Після 1917р. кранобудування перетворилося у велику галузь важкого машинобудування із спеціалізованими заводами. Станом на перше січня 1985 року в світі в експлуатації перебувало 50 000 баштових кранів. Щорічно заводи випускали близько 4000 кранів, причому потреби будівельного комплексу перевищували цю цифру на 1000.

Сьогодні технологія будівництва змінилася: монолітна і цегляно-монолітна технології застосовуються повсюдно. А, оскільки будуються зараз, в основному, висотні будинки, зовсім не дивно, що потреби будівельників, у тому числі у відношенні баштових кранів та бетононасосів, теж змінилися.

В даний час вантажопідйомні баштові крани різних типів, модифікацій і вантажопідйомності успішно застосовуються в різних галузях, не тільки в будівництві. Сучасні крани зручні у використанні, абсолютно безпечні і екологічні. Крім цього, крани виробляються в широкому асортименті - різної конструкції і з різною вантажопідйомністю, що дозволяє споживачеві вибрати відповідну модель саме під свої потреби.

1.                ЗАГАЛЬНОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

1.1 Будова. Принцип роботи. Технічна характеристика

Баштовий кран - поворотний кран зі стрілою, закріпленою у верхній частині вертикально розташованої башти (Рисунок 1.1). Основні параметри баштового крана: вантажопідйомність, виліт, висота підйому вантажу, глибина опускання вантажу, швидкість підйому (опускання) вантажу, швидкість повороту башти, швидкість переміщення крана.

Існує безліч типів баштових кранів. Вони знайшли широке застосування при будівництві будівель і споруд у виробництві вантажно-розвантажувальних робіт. Баштовий кран складається з наступних основних вузлів: башта, ходова рама з колесами, опорно-поворотний пристрій, поворотна платформа з вантажної і стріловий лебідкою, з противагою; механізм повороту і електрообладнання, механізм підйому вантажу, механізм для зміни вильоту, механізм пересування крану і т . д.

Рисунок 1.1 Баштові крани (а - швидкомонтований кран на гвинтових опорах РБК-2-20; б - кран на рейковому ходу КБ-504А) 1 - ходова рама, 2 - опорно-поворотний пристрій, 3 - поворотна платформа, 4 - механізм повороту, 5 - вантажна лебідка; 6 - стрілова лебідка; 7 - противага, 8 - башта, 9 - кабіна; 10 - стріловий расчал 11 - візкова лебідка, 12 - стріла; 13 - вантажний візок; 14 - крюкова підвіска.

Всі баштові крани мають башту, що мається на увазі вже самим їх назвою, і стрілу; ці башти та стріли бувають найрізноманітнішими. Башта крана - як би його кістяк, який служить для підтримки стріли на певній висоті, а також для передачі навантажень з стріли на ходову раму й кранові шляху. Вежу виготовляють з металевих куточків або труб, іноді бувають башти, виконані у вигляді суцільної труби. У вертикальному положенні вежі кріпляться на портал або шарнірно з допомогою підкосів.

У низки кранів висота вежі при необхідності може змінюватися за допомогою висувних секцій (телескопічні і нарощувані вежі). Існують крани з вежею, яка складається в бічному напрямку за допомогою монтажного поліспаста. Такий тип вежі особливо зручний при транспортуванні крана з одного об'єкта на інший. Якщо башта крана - його корпус, то стріла - його рука, за допомогою якої кран дотягується до потрібного предмета, що знаходиться від нього на певній відстані. Стріли кріплять до верхньої частини башти. Вони бувають підйомними або балковими.

Продуктивність праці машиніста крана багато в чому залежить від розташування його кабіни, її розмірів, планувального і конструктивного її вирішення. Основна вимога до кабіни - забезпечення хорошого огляду в зоні дії крана, а також максимально зручне для машиніста розташування апаратури і обладнання. Кабіни можуть бути вбудовані всередині башти (кран МСК-5-20) або винесені за вежу (виносні кабіни), підвішені до металоконструкціями за верхню частину (кран БКСМ-5-5а), або оперті своєю підставою на майданчик порталу або поворотного оголовка (кран БК-180). На баштових кранах серії КБ встановлена виносна уніфікована кабіна. Передня стінка її повністю засклена, три інші, що мають вікна, виконані з подвійної обшивки (зовнішньої - металевою і внутрішньої - фанерною) з утеплювальний прокладкою між ними. Лобове та бокові вікна кабіни - відчиняються. М'яке крісло може переміщатися уздовж кабіни по

напрямних, при цьому відкидне сидіння повертається навколо вертикальної і горизонтальної осей, може опускатися і підніматися. Все це дозволяє машиністові під час роботи вибирати найбільш зручні пози.

Усередині кабіни розташована апаратура керування механізмами крана - Командоконтролери, обмежувач вильоту і вантажопідйомності, вимірювальний пульт анемометра, аварійний вимикач, щиток освітлення, вентилятори, вогнегасник і сигнальні лампи. Є спеціальні місця для зберігання аптечки, одягу, і інструмента, для електропечі і зберігання кранового журналу. Всі робочі руху крана проводять за допомогою чотирьох механізмів:

механізму пересування, механізму повороту, вантажної лебідки, візкової (при балочних стрілах) або стріловий (при підйомних стрілах) лебідки. Основними вузлами кожного механізму є електропривод, редуктор, муфти, гальмо, відкриті зубчасті передачі, а також виконавчі органи - барабани, ходові колеса, провідні шестерні. Редуктор потрібен для передачі обертального моменту від двигуна до виконавчих органів - колесам, барабану, шестерням.

Муфти служать для з'єднання обертових валів; гальма - для утримання механізмів у заданому положенні і повної їх зупинки. Механізм пересування в баштових кранах на рейковому ходу забезпечує переміщення крана по крановим шляхами. Для рівномірного розподілу навантаження на колеса крана їх об'єднують у балансирні ходові візки. Кран, що спирається тільки на 4 колеса, обладнаний одним механізмом пересування з приводом на два колеса. Провідні ходові візка крана, що має 8 і більше коліс, обладнані індивідуальним приводом. На рамі провідної ходової візки розміщений двигун, зубчастий редуктор, що передає обертання на ходові колеса. На торцях рами розміщені протиугінні пристрої, які при їх опусканні можуть міцно закріпити кран на рейках. Коли кран знаходиться в неробочому стані, захвати перешкоджають викраденню крана вітром. На одній з візків закріплений кінцевий вимикач обмежувача шляху переміщення крана. Наприкінці кранового шляху ставиться вимикає лінійка, при наїзді на яку спрацьовує кінцевий вимикач, зупиняючи рух крана.

Механізми повороту для обертання поворотної частини крана бувають з горизонтальним розташуванням двигуна (кран БКСМ-5-5а) і вертикальним (кран МСК-5-20). Лебідку вибирають в залежності від параметрів баштового крана, і, перш за все, його вантажопідйомності. Лебідки при всьому їх різноманітті мають єдину конструктивну схему і складаються з електродвигуна, редуктора, гальма і барабана. Лебідки більш досконалих конструкцій забезпечують кілька швидкостей підйому і опускання вантажу, плавну його посадку. На деяких баштових кранах великої вантажопідйомності встановлюють дві вантажні лебідки: для важких вантажів і для легких і середніх. Стрілові лебідки призначені для зміни кута нахилу і вильоту гака і мають ту ж конструкцію, що і вантажні лебідки. Уніфіковані лебідки на кранах серії КБ використовуються і як вантажні, і як стріляв. Вони відрізняються один від одного розмірами двигуна і барабана, на якому кріпиться сталевий канат.

Візкові лебідки служать для переміщення вантажного візка з балочної стрілі. Усі механічні частини баштового крана мають електричний привід. До

устаткування електроприводу крану відносяться асинхронні електродвигуни, апарати керування електродвигунами, регулювання їх швидкості, управління вантажами, електро- і механічного захисту, різні прилади для перемикань і контролю в силових ланцюгах і ланцюгах керування. Крім того, на баштових кранах встановлено численне допоміжне обладнання: світильники, прожектори, прилади для електрообігріву, звукової сигналізації. Електричний струм подається до електроустаткування крана по кабелю і приводам. Управляють електродвигунами крана (включають, регулюють швидкості, зупиняють, змінюють напрямок руху) за допомогою силових і магнітних контролерів. Силові контролери (безпосереднього управління) через контактні пристрої (контактори), що мають ручний привід, замикаючи і розмикаючи силові електричні ланцюги, керують роботою електродвигуна.

1.2 Вимоги до електроустаткування баштового крану

Електрообладнання баштового крану за призначенням поділяється на основне – обладнання електроприводу і допоміжне – обладнання робочого та ремонтного освітлення і обігрівання.

До основного електрообладнання відносяться:

1)                електродвигуни;

2)                апарати управління електродвигунами – контролери, командо-контролери, контактори, магнітні пускачі, реле управління;

3)                апарати керування частоти обертання електродвигунів – пускорегулюючі реостати, гальмівні машини;

4)                апарати керування гальмівних пристроїв – гальмівні електромагніти і електрогідравлічні штовхачі;

5)                апарати електричного захисту – захисні панелі; автоматичні вимикачі, максимальні і теплові реле, запобіжники, розподільчі ящики, та ін.., апарати, які забезпечують максимальний та нульовий захист електродвигунів;

6)                апарати механічного захисту – кінцеві вимикачі і обмежувачі вантажопідйомності, які забезпечують захист крана і його механізмів від переходу крайніх положень і перевантажень;

7)                напівпровідникові випрямлячі (селенові, германієві і кремнієві) які є перетворювачами змінного струму в постійний, яким живляться обмотки збудження гальмівних машин, обмотки магнітних підсилювачів, а силові кола і кола управління деяких типів баштових кранів;

8)                генератори змінного і постійного струму, які застосовуються в деяких типах баштових кранів в якості джерела живлення для всього електрообладнання або електрообладнання приводів окремих механізмів;

9)                апарати і пристрої, які використовуються для різних переключень і контролю силових кіл і кіл управління – кнопки, рубильники, вимикачі, перемикачі, вимірювальні пристрої.

До допоміжного обладнання відносяться освітлювальні пристрої (світильники, прожектори), пристрої електрообігрівання (електропечі, нагрівачі), пристрої звукової сигналізації (дзвінки, сирени), а також апарати управління та захисту (трансформатори, вимикачі, запобіжники і т.п.), які встановлені в колах освітлення і обігріву.

Робота електрообладнання вантажопідйомних кранів залежить від: повторно-короткотривалих режимів роботи, реверсу, частоти обертання приводу, значних перевантажень, вібрацій, вологості, перепаду температур, тяжкий доступ для обслуговування і ремонту. Тому електрообладнання повинне бути надійно захищеним від навколишнього середовища, мати підвищену стійкість, високоякісну ізоляцію. Цим вимогам відповідають машини і апарати спеціального кранового виконання.

1.3 Аналіз схеми керування та вибір живлячих напруг

Правильне управління краном забезпечує плавний без ривків і розкачування, переміщення вантажу, а також точну зупинку його над заданим місцем. При цьому скорочується час робочого циклу і підвищується виробництво крана.

Механізмами баштового крану керують із кабіни. Крім цього у рядів кранів може бути виносний пульт, який керує декількома механізмами. Управління із кабіни. Напрям руху рукояток, ричагів або маховиків контролерів і командо контролерів, які установлені в кабіні, як правило відповідає напряму викликаних ними рухів. Але кабіна крана обертається разом з баштою, тому при роботі рекомендується прийняти початковим будь-який із торців кранової дороги, щоб рух крана від нього відповідав напряму «Вперед», а до нього напрямку «Назад».

Механізм крану можна перемикати з прямого ходу на зворотній лише при повній зупинці крана. Переключення механізму без зупинки може призвести до динамічного навантаження і кран може поламатися , або виникне пошкодження механізму.

Якщо необхідно швидко зупинити кран, то для передбачення аварії або нещасного випадку, слід відключити аварійний вимикач. При цьому відключиться лінійний контактор і електродвигуни будуть від’єднанні від мережі живлення. Забороняється використовувати кінцеві вимикачі для зупинки крана, лише у разі перевірки можна її використовувати.

При переключенні управління механізмами на виносний пульт в схемі крана закорочується частина захисних пристроїв: максимальне реле, кінцеві вимикачі, сигналізація.

Не дозволяється для плавної посадки вантажу використовувати саморобні розгальмовуючі пристрої з ручним або ножним управлінням. Включати механізм необхідно плавно, з витримками на кожному положенні контролера. Не допускається різкий перехід рукоятки з нульового в останнє положення, якщо в схемі не передбачений ступінчатий розгін під контролем реле часу.

Робота на малій швидкості (посадочна) на протязі тривалого часу, понижає виробництво крана, а для приводу гальмівних машин призводить до перегріву і швидкого виходу із ладу електрообладнання .

При звичайному регулюванні швидкості двигуна шляхом ступінчатої зміни (швидкості) пускорегулюючого реостату в роторному колі, швидкістю підйому вантажу (або стріли управління) збільшується при переводі рукоятки контролера від нульового до останнього положення. А при опусканні вантажу (або стріли) швидкість на перших положеннях контролера буде більша ніж на останньому – тобто зменшується.

Для механізмів повороту, переміщення крана і вантажного візка характерне збільшення швидкості, при переводі рукоятки з першого в останнє положення, незалежно від напрямку руху механізму.

Управління механізмами з виносного пульта використовують лише при монтажі або наладці крана, коли машиніст не може знаходитись в кабіні. Виносний пульт представляє собою металеву коробку в якій розміщені апарати управління (кнопки, аварійний вимикач і т.п.), зв’язані з електрообладнанням крана багатожильним кабелем довжиною 18÷20 м.

Електрообладнання крану розраховане на живлення від зовнішньої трифазної електромережі змінного струму з лінійною напругою 380 В і нейтральним проводом. Коло управління працює на змінному струмі напругою 220 В і постійному струмі, отриманим від випрямляча V2. Коло робочого освітлення – на змінному струмі напругою 220 В, коло ремонтного освітлення - на змінному струмі напругою 12 В від понижуючого трансформатора Т2.

2.                РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

2.1 Розрахунок підйому приводу механізму піднімання

Розрахунок механізму крана заключається у визначені потужності двигуна при підніманні вантажу, його опусканні, підніманні та опусканні, підніманні та опусканні захвату. Паузи між роботою механізму: переміщення візка та крану, час на стропову (під єднання вантажу) та розтроповку. Час роботи механізмів називають часом циклів.

1)                Визначаємо час циклів

 ,                                                     (2.1)

де N – кількість циклів.

 (хв/ц)

2)                Приймаємо, що час піднімання рівний часу опускання і визначаємо:

,                                                       (2.2)

де Нп – висота піднімання; 17,5 м

Vп – швидкість піднімання; Vp=0,25 м/сек

 (сек)

3)                Визначаємо потужність двигуна при підніманні вантажу

                               (2.3)

де G – вага вантажу;

G0 – вага лебідки;

ηм – ККД механізму; 0,72.

G=m*q,                                            (2.4)

де m – масса вантажу; 15000 кг

q – прискорення вільного падіння; 9,8 м/с2

G=15000*9,81=147150 (кН)

G0=m0*q,                                         (2.5)

де m0 – маса лебідки; 800 кг

G0=800*9, 81=7850 (кН)

53,8 (кВт)

4)                Визначаємо потужність приводу при підніманні захвату

 (2.6)

де η0 – ККД холостого ходу; 0,4÷0,6

 (кВт)

5)                Визначаємо потужність при опусканні вантажу

 (2.7)

 (кВт)

6)                Визначаємо потужність двигуна при опусканні захвату;

                                (2.8)

 (кВт)

Страницы: 1, 2, 3