книги / Электроприводы крановых механизмов. (Системы электропривода и методы расчета)

6П2.1.081 Г 37

УДК 621.86/87-83

Герасимяк Р. П., Параил В. А.

Г 37 Электроприводы крановых механизмов. М., «Энер­ гия», 1970.

136с. с илл.

Вкниге на основании конкретизированных требований к приводу крановых механизмов анализируются возможности различных систем электропривода переменного и постоянного тока и даются рекоменда­ ции по их применению для основных механизмов кранов.

Книга предназначается для инженерно-технических работников,

занимающихся проектированием и эксплуатацией крановых электро­ приводов. Она может быть полезной также студентам вузов и техни­ кумов, специализирующимся в области электропривода или подъемно­ транспортной техники.

3-3-10

6П2.1.081

177-170

ВВЕДЕНИЕ

Внедрение 'комплексной механизации и широкой ав­ томатизации в народное хозяйство страны немыслимо без развития и совершенствования подъемно-транспорт­ ной техники. Значительную долю ее 'составляет крановое оборудование, незаменимое при подъеме и перемещении грузов на складах, строительных площадках, в цехах и портах, а также «при выполнении различных монтажных операций.

Основная масса кранов, за исключением небольшой группы кранов специального назначения (например, ко­ вочные), не участвует в непосредственном изготовлении продукции. Однако, обеспечивая технологический процесс доставкой сырья и полуфабрикатов, осуществляя тран­ спортировку готовой продукции или участвуя в монтаже, ремонте, краны представляют собой очень важное звено технологического процесса, нередко определяющее про­ изводительность основной технологической линии.

Кратко остановимся на назначении и основных па­ раметрах наиболее распространенных типов кранов.

Мостовые краны выпускаются грузоподъемностью 5—250 тс. Они применяются при изготовлении, монтаже и ремонте оборудования на различных предприятиях. Для монтажных работ на крупных гидроэлектростанци­ ях созданы мостовые краны грузоподъемностью до 500 тс. К мостовым относится большая группа металлурги­

одном кране), а также механизмы передвижения моста и тележки. Скорости отдельных механизмов определя-

з-

механизма может предъявлять свои специфические тре­ бования. Однако возможна разработка общих важней­ ших требований и методики их установления для той или иной группы механизмов с аналогичным характером технологического процесса и сходной механической частью.

В предлагаемой читателю книге первые две главы посвящены определению требований, предъявляемых к электроприводу крановых механизмов.

При рассмотрении требований, предъявляемых к электроприводу механизмов подъема, особое внимание уделяется методике установления данных, определяющих вид механических характеристик, которые должен обес­ печить электропривод. Работа электропривода на этих характеристиках позволит осуществить технологический процесс как в статике, так и в значительной мере в ди­ намике.

Обоснованные и достаточно четко сформулированные требования, предъявляемые к электроприводу того или иного механизма крана, дают возможность решить важ­ нейший принципиальный вопрос — выбор рода тока и системы электропривода.

Оценка существующих систем кранового электропри­ вода и рекомендации по их применению неоднократно освещались в литературе [Л. 36, 40, 60, 78, 83]. Благо­ даря вкладу отечественных специализированных научных организаций (ВНИИПТмаш, ВНИПТИ, ВНИИстройдормаш), ведущих предприятий (завод «Динамо» им. Кирова и др.), а также вузов (МЭИ, ЛИВТ, ОПИ) за последние годы создан ряд новых систем и получили свое развитие в крановом электроприводе некоторые из­ вестные системы. Большие и полезные работы по со­ вершенствованию привода крановых механизмов прово­ дятся и за рубежом.

Предлагаемый труд является попыткой систематизи­ ровать накопленный в настоящее время отечественный и зарубежный опыт проектирования и эксплуатации сис­ тем крановых электроприводов. Поэтому в гл. 3 дается обзор и сравнительная оценка различных систем элект­ роприводов переменного и постоянного тока примени­ тельно к механизмам кранов. Для облегчения выбора того или иного привода в гл. 4 сведены некоторые реко­ мендации по выбору рода тока и системы электропри­ вода основных механизмов кранов.

В работе освещены электроприводы лишь основных механизмов кранов, т. е. таких, которые применяются в подъемно-транспортных операциях и определяют качест­ во и темп этих операций. К основным механизмам от­ носятся в первую очередь механизмы подъема с их наи­ более разнообразными требованиями и сложными сис­ темами электропривода (этим механизмам и их электро­ приводам в работе уделено основное внимание), меха­ низмы передвижения мостов и тележек, а также пово­ рота стреловых кранов.

Ввиду возрастающей тенденции к применению на кранах асинхронного привода в книге большое внима­ ние уделено системам переменного тока, а гл. 5 посвяще­ на учету влияния электромагнитных моментов асинхрон­ ного двигателя на элементы крановых механизмов.

В заключение необходимо подчеркнуть, что настоя­ щая работа не является полным справочным пособием по проектированию электропривода кранов. Вследствие ограниченного объема книги в нее включены лишь не­ которые вопросы, не освещенные либо недостаточно ос­ вещенные в литературе, а также отдельные результаты исследований, выполненных авторами. Предлагаемая работа должна помочь специалистам в решении ряда важных проблем при проектировании кранового элект­ ропривода.

Г л а в а п е р в а я

ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА

Для выбора системы электропривода, помимо знания технических возможностей рассматриваемых систем, на­ дежности работы, их стоимости и т. п., необходимо чет­ ко представлять технологические требования, предъяв­ ляемые к приводу тем механизмом, для которого он вы­ бирается. Точное установление требований к электро­ приводу облегчает выбор оптимальной системы, т. е. такой, которая является наименее сложной и дорогой из всех систем, обеспечивающих желаемые эксплуатацион­ ные показатели данного механизма.

Ниже рассмотрены некоторые важнейшие требования к приводу подъемных механизмов кранов.

1-1. Диапазон изменения статических моментов при подъеме и спуске

Одним из основных требований к электроприводу ме­ ханизмов подъема кранов является обеспечение опреде­ ленного диапазона изменения моментов двигателя (как при подъеме, так и спуске грузов), зависящего главным образом от возможного диапазона изменения статиче­ ских моментов сопротивления механизма.

Для механизмов подъема характерна несимметрия нагрузки для обоих направлений движения. При этом степень несимметрии нагрузки возрастает с повышением к. п. д. механизма. На рис. 1-1 показаны пределы изме­ нения моментов сопротивления при подъеме и спуске для разных значений номинального к. п. д. В идеализи­ рованном случае (отсутствуют потери в механизме,

г)=1,0) момент сопротивления при подъеме (спуске) пустого грузозахватывающего приспособления

чина статического момента Мс при спуске пустого гру­ зозахватывающего устройства либо малого груза (си­ ловой спуск) может значительно усложнить систему электропривода, если при этом требуется низкая ско­ рость. Аналогичная картина может иметь место, когда необходимы пониженные -скорости при подъеме пусто­ го крюка или легкого груза.

Момент при спуске грузозахватывающего устройства и малых грузов рекомендуется определять на основании равенства потерь при подъеме и спуске этого груза ли­ бо построением диаграммы Mc = f(Q ), при помощи ко­ торой можно найти и критический груз (т. е. груз, спуск которого с установившейся -скоростью осуществляется без помощи двигателя) [Л. 31, 38]. Оба эти метода, а также определение минимального статического момента в режиме подъема базируются на знании к. п. д. меха­ низма при подъеме ' грузозахватывающего устройстваDa.

(рис. 1-2), впервые опубликованным Фейглем *в 1926 г. и приводимым до настоящего времени в большинстве ру­ ководств. К сожалению, использование этих кривых, особенно для малых Q, может внести существенную по­ грешность при вычислении действительного момента

потерь и величины крити­ ческого груза [Л. 22, 59],

момент от груза Q

М т= Qa,

где

As.

а — ~W'

Du — диаметр барабана; i — передаточное число.

Знак перед моментом потерь Мп определяется на­ правлением движения груза.

Момент потерь составляют: момент постоянных потерь М„о, не зависящих от груза, и момент потерь, прямо пропорциональных моменту, создаваемому гру­ зом [Л. 19, 35]:

Тогда статический момент при спуске груза