Вступ

Електропри́від- це електромеханічна система для приведення в рух виконавчих механізмів робочих машин і керування цим рухом в цілях здійснення технологічного процесу.

Сучасний електропривід — це сукупність електромашин, апаратів і систем керування ними. Він є основним споживачем електричної енергії (до 60 %) і головним джерелом механічної енергії в промисловості.

Найефективнішим способом економії енергії на всіх виробництвах, де потрібне регулювання продуктивності механізмів на базі електродвигунів змінного струму є застосування регульованого електроприводу змінного струму. Впровадження такого електроприводу на механізмах з квадратичною навантаженням (насосів, вентиляторів, повітродувок) дозволяє відмовитися від дроселювання і досягти економії електроенергії в 30-70 %.

Види елетроприводів:

1. Нерегульовані, прості, призначені для пуску і зупинки двигуна, що працюють в одношвидкісному режимі.

2. Регульовані, призначені для регулювання частоти обертання і керування пуском і гальмуванням електродвигуна для заданого технологічного процесу.

   1. Неавтоматизовані

   2. Автоматизовані

1. Характеристика механізму

1.1 Классифікація суднових грузопідіймальних механізмів

Для виконання вантажних операцій всі морські судна забезпечені підйомними механізмами.

Розрізняють основні і допоміжні вантажні пристрої. Перші призначені для операцій з перевезенням вантажами, другі - для внутрішньо суднових операцій.

Вантажопідіймальними механізмами є лебідки, крани, підйомники і транспортувальні механізми.

Розрізняють лебідки вантажні та спеціальні. До спеціальних належать топенанті, буксирні, тралові, шлюпочні, трапові та інші лебідки. Вони можуть бути паровими, електричними або гідравлічними.

Крани бувають стріловими, поворотними і козловими. Останні застосовуються на новітніх судах - контейнеровозах. За типом приводу крани поділяються на електричні і гідравлічні.

До підйомників відносяться ліфти - пасажирські та вантажні, елеватори. Підйомники мають переважно електричний привід.

Транспортуючими механізмами є транспортери, пнемо-жолоба. Ці механізми використовуються на деяких спеціалізованих судах.

Крани швидше підготовляються до дії і більш продуктивні, внаслідок чого останнім часом їх встановлюють не тільки на пасажирських і прирівняних до них судах, а й на вантажних.

Вантажні стріли є найбільш поширеним вантажним пристроєм, робота якого забезпечується вантажними лебідками. Кількість вантажних лебідок, обслуговуючих стрілу, залежить від того, яка схема виконання вантажних операцій застосовується. Застосовуються такі основні схеми роботи вантажними стрілами: робота одиночній легкої вантажний стрілою; спареними вантажними стрілами; стрілами з подвійними топенантами; великовагові стріли. Робота спареними стрілами (одна стріла встановлюється в положення «за борт», а друга - в положення «над люком») значно прискорює виробництво вантажних операцій, але вимагає більшого числа лебідок.

Вантажні стріли виготовляють дерев'яними (при вантажопідйомності 1,5-3 т) і металевими (при вантажопідйомності 5-15 т).

Вантажні стріли можуть навішуватись на двоногі, П-подібної форми щогли, жорсткіші порівняно з щоглою, що виключає необхідність установки додаткових під палубних підкріплень і застосування стоячого такелажу. У результаті вага щоглового пристрою зменшується на 15-25%. Крім того, використання двоногих щогл звільняє верхню палубу по всій довжині її носовій і кормової частин і дозволяє застосовувати для обслуговування середніх трюмів судна рухливі крани вантажопідйомністю до 5 т.

Судна спеціального призначення можуть мати стріли-важковаговики, що забезпечують вантажопідйомність 25-30, а іноді 300 т. Ці судна обладнуються також мостовими кранами.

Великовагові вантажні стріли мають оснастку, аналогічну оснащенні легких стріл з вантажними талями і топенант-талями, але спираються не на щоглу, а на палубу біля щогли.

Топенантна лебідка вантажного пристрою забезпечує підйом і опускання стріли, вантажна лебідка - переміщення гака з вантажем, лебідка відтяжок - поворот стріли. На вантажних пристроях зі стрілами використовуються, як правило, сталеві канати.

1.2 Системи єлектроприводов суднових грузопідіймальних механізмів

Особливості роботи:

В даний час все більш широке застосування знаходять пристрої з поворотними механізованими стрілами різних систем. Найбільш часто вживані системи Халла і Велле. Ці пристрої обладнані трьома вантажними лебідками, з яких одна використовується для підйому, а дві інші - для повороту і зміни вильоту стріли.

В системі Халлена для переміщення стріли потрібна спільна робота лебідок. При синхронній роботі лебідок здійснюється вертикальне переміщення стріли, а при протихідний роботі - її поворот.

В системі Велліна лебідки мають подвійний барабан. Завдяки цьому і спеціальної запасовці стропів для горизонтального переміщення стріли досить включення однієї з лебідок залежно від напрямку руху, що значно полегшує управління.

Основні вимоги:

1. Вантажопідйомність. Для вантажних лебідок ГОСТ 12617-78 встановлює як вантажопідйомність, яка визначається масою вантажу, що піднімається, так і тягове зусилля, залежне від оснащення вантажних стріл.

2. Швидкість. Значення швидкостей вантажопідіймальних механізмів встановлюються тільки в стандартах, а у вимогах класифікаційних документів відсутні. ГОСТ 12617-78 ділить суднові лебідки за швидкостями на чотири групи. Перша група об'єднує тихохідні лебідки з малими тяговими зусиллями (до 22 кН) і швидкостями від 0,25 до 0,67 м / с. Друга група включає лебідки з тяговими зусиллями від 22 до 36 кН і швидкостями від 0,67 до 1,5 м / с. У третю групу входять лебідки з тяговими зусиллями від 36 до 90 кН і швидкостями від 1,5 до 0,4 м / с. Четверта група включає швидкохідні лебідки. При цьому лебідки з тяговими зусиллями 18, 36 і 56/36 кН і швидкостями від 1,67 до 1 м / с.

3. Продуктивність. Норми по продуктивності обумовлені тільки стандартом на вантажні лебідки.

4. Рід струму, напруга, система електроприводу. Класифікаційними документами передбачено, що електроприводи з живленням безпосередньо від мережі повинні виготовлятись на напругу 380 В, 50 Гц змінного струму продуктивності вантажних лебідок і 220 В постійного струму і, як виняток, в обгрунтованих випадках на 220 В, 50 Гц змінного струму. Допускається застосування всіх сучасних систем електроприводів.

5. Прискорення (уповільнення) вантажу. Шлях гальмування. ГОСТ 12617-78 встановлює значення середнього прискорення рівним 3 м / с * при роботі з номінальним вантажем. При гальмуванні зазначеного вантажу шлях гальмування, виражений в метрах, не повинен перевищувати 0.6 значення найбільшої швидкості спуску, вираженої в метрах в секунду.

6. Гальма вантажопідіймального механізму. Вантажопідйомний механізм повинен мати автоматичний нормально замкнутий гальмо (з пристроєм для ручного розгальмовування). Розрахункова держав посилити гальма має бути не менше 1,5 номінального тягового зусилля механізму

1.3 Правила Регістру

Вантажний пристрій повинен утримуватися в справному стані, необхідному для безпечного та інтенсивного проведення вантажних операцій, схоронності вантажів, що перевантажуються і тари. Тому, крім проведення періодичних оглядів у встановлені терміни, такелажне оснащення, найважливіші деталі та механізми оглядають перед кожною вантажно-розвантажувальної операцією.

У відповідності з Правилами Регістру кожна відповідальна деталь вантажного пристрою повинна мати клеймо із зазначенням допустимого робочого навантаження. На кожну вантажну стрілу наносять чіткий напис про допустиму вантажопідіймальність і дату випробування.

Вантажні шкентеля і топенант повинні бути цілісними по всій довжині (без з'єднань, сплесне і надриву стрендей). Забороняється застосовувати у вантажних пристроях трос, якщо в будь-якому його місці на довжині, що дорівнює 8 діаметрам троса, загальне число лопнули дротів перевищує 10% їх загального числа, а також іржаві і сильно деформовані троси. Не дозволяється піддавати троси сильним вигинам, З цією метою діаметри шківів блоків повинні бути рівні не менше 13 діаметрам троса для тросів, часто використовуваних в блоках, і не менше 7,5 діаметрам для тросів, що використовуються епізодично.

Топенантного ланцюга очищають від іржі та фарбують. Забороняється використання ланцюгів, що мають ланки з тріщинами або зносом, складовим 10% первісного діаметра і більш.

Вертлюги вантажних гаків повинні бути добре розхожі і змащені, штирі скоб вантажних гаків загвинчені до місця. Штирі, що займають в скобі вертикальне положення, встановлюють головкою догори, щоб вони не могли випасти в разі само відгвинчування. Вантажні скоби, вживані замість гаків для підйому важкоатлетів, повинні мати штирі, утримувані на місці чеками або шпильками.

Блоки періодично змащують, щоб їх шківи вільно оберталися. Не допускається використання блоків з тріщинами на щоках, окутті або шківи, з розігнутим гаком, зі стертим нагелем або пошкодженої втулкою. Кожна відремонтована або замінена знімна деталь повинна мати клеймо і сертифікат про випробування її пробним навантаженням.

Обслуговування вантажних лебідок (кранів) повинно здійснюватися відповідно до вимог Правил технічної експлуатації суднових технічних засобів. При обслуговуванні механізованих люкових закриттів належить керуватися вказівками заводських інструкцій.

Вантажні операції відносяться до категорії робіт підвищеної небезпеки. Правила техніки безпеки на суднах морського флоту визначають вимоги до вантажного пристрою судна та регламентують безпечні прийоми роботи з люковими закриттями, при підготовці та експлуатації вантажного пристрою, виконанні вантажних операцій.

Так, перед роботою з закриттями системи Мак-Грегора місця проходження тягових тросів необхідно обгородити і зробити напис «Прохід закрито». Забороняється ходити по люків секціям під час їх відкриття, закриття, а також при частковому відкритті. Встановлені у вертикальне положення секції повинні бути надійно застопорені, забороняється залишати їх не застопореними навіть на короткий час. Будь-які роботи в просторі між відкритими люковими секціями можуть виконуватися тільки з дозволу вахтового помічника капітана або керівника робіт. На весь час робіт між секціями на палубі повинен знаходитися матрос, який зобов'язаний стежити за тим, щоб ніхто не зняв стопорів з люкових секцій, не під'єднав тягові троси до секцій, не включив систему управління люкових закриттів з гідравлічним приводом.

На не повністю закритих люкових секціях забороняється проводити будь-які роботи до тих пір, поки не буде встановлене тимчасове леєрне огородження, що виключає можливість падіння людей у ​​трюм. Леєр з вивішеними заборонними знаками повинна бути огороджена палуба в місцях проведення перевантажувальних робіт із того борта, в бік якого переміщується вантаж.

Не можна спускатися в неосвітлені і не провентильовані трюми. Переносити освітлювальні люстри, підвішені на штертах, можна тільки при знятій напрузі і після того, як всі люди вийдуть з трюму.

Особи, які беруть участь у вантажних операціях, до початку роботи проходять інструктаж з техніки безпеки. До роботи на вантажопідіймальних механізмах в якості кранівника і Лебідчик, а також в якості стропальника допускаються матроси першого класу та інші члени екіпажу, які пройшли спеціальне навчання і мають спеціальні свідоцтва. До роботи на великовагових пристроях допускаються тільки спеціально підготовлені члени екіпажу, прізвища яких оголошені наказом по судну після здачі ними іспиту. Сигнальником можуть призначатися тільки досвідчені матроси першого класу.

Лебідчик або кранівник виконує всі сигнали, подані тільки сигнальником, крім сигналу аварійної зупинки, який повинен бути виконаний незалежно від того, ким і яким способом він поданий. Всякий незрозумілий сигнал слід сприймати як сигнал зупинки. Сигнал про підіймання вантажу може бути поданий тільки після того, як стропальник підтвердить, що вантаж застропований належним чином, і сигнальник переконається, що переміщення не наражає на небезпеку людей, що працюють у трюмі або на палубі.

При роботі на лебідках і кранах забороняється:

1. піднімати вантажі, маса яких більше вантажопідйомності стріли або крана;

2. допускати нерівномірне натягнення усіх гілок при підйомі вантажу з використанням багатовіткових стропів;

3. поправляти стропи, коли вантаж знаходиться на вазі, расстроплівать вантаж перш, ніж він твердо не встав на прокладки;

4. розгойдувати вантаж для укладки його поза радіусом дії стріл або крана;

5. піднімати вантаж з розташованими на ньому людьми або незакріпленими предметами, а також вантаж, що знаходиться в нестійкому положенні або закладений іншими вантажами;

6. відтягувати, розгортати і зупиняти розгойдується вантаж під час підйому, переміщення або опускання без застосування спеціальних відтяжок.

7. Крім того, при роботі на лебідках і кранах не можна:

8. подавати вантаж у трюм без попереджувального окрику чи сигналу, якщо в трюмі перебувають люди;

9. подавати в трюм вантаж до того, як з просвіту люка буде прибраний раніше поданий вантаж і люди відійдуть в безпечне місце;

10. проносити вантаж на висоті менше 0,5 м від конструкцій судна або предметів, що знаходяться на шляху переміщення вантажу.

2. Проектування електроприводу вантажної лебідки

2.1. Обґрунтування вибору типу двигуна

Машина-двигун і передавальний механізм називаються приводом. В залежності від роду двигуна привід може бути пневматичним, гідравлічним, паровим, тепловим і електричним. Для лебідки вибираємо електричний привід

Електропривід - електромеханічний пристрій для приведення суднового механізму в обертання або інший вид руху шляхом перетворення електричної енергії в механічну

За конструктивним виконанням електроприводи бувають:

1. Груповими або трансмісійними;

2. Одиночними;

3. Багато двигунними.

Для даного приводу вибираємо одиночний привід, так як привід вибираємо для одного виробничого механізму і немає необхідності в застосуванні декількох двигунів.

За характером зміни швидкості двигуна під час роботи суднові електроприводи поділяються на нерегульовані - двигуни завжди працюють незначно змінюючи швидкість лише із зміною навантаження, і регульовані - примусова зміна швидкості за допомогою спеціальних пристроїв і підтримки її на заданому рівні.

Привід вибираємо регульований, так як необхідно змінювати швидкість підняття вантажу.

Привід вибираємо реверсивний, тобто здатність двигуна швидко змінювати напрямок обертання.