15493

Привід вантажопідйомних машин

Лекция

Производство и промышленные технологии

ТЕМА: Привід вантажопідйомних машин Залежно від типу призначення і характеру роботи вантажопідйомної машини можуть бути використаний різний привід її механізмів. Привід вантажопідйомних машин класифікується за наступними ознаками: за виглядом вживаної руші...

Украинкский

2013-06-13

77.5 KB

2 чел.

ТЕМА: Привід вантажопідйомних машин

Залежно від типу, призначення і характеру роботи вантажопідйомної машини можуть бути використаний різний привід її механізмів.

Привід вантажопідйомних машин класифікується за наступними ознаками:

  1.  за виглядом вживаної рушійної сили :

а) ручний привід,

б) машинний привід

Ручний привід застосовується у виняткових випадках при рідких підйомах невеликих вантажів на невелику висоту і за особливих умов, що виключають або утрудняють застосування машинного приводу. Основним принципом технічного прогресу є максимальна механізація і автоматизація виробничих процесів, що закладається в сучасних, передових технологіях.

  1.  машинний привід, залежно від типу двигуна, може бути:

а) привід з паровим двигуном,

б) привід з гідравлічним двигуном,

в) привід з пневматичним двигуном,

г) привід з двигуном внутрішнього згорання,

д) привід з електричним двигуном.

У вантажопідйомних машинах також широко використовуються комбіновані приводи- електрогідравлічний, електропневматичний, дизель-електричний і т.д

При виборі типу приводу, при проектуванні вантажопідйомної машини, необхідно керуватися наступними міркуваннями:

  1.  складністю запуску і часом запуску двигуна,
  2.  величиною пускового моменту двигуна і відношенням пускового моменту до ефективного моменту,
  3.  пристосованістю двигуна до зміни моменту, що крутить,
  4.  складністю підведення енергії до двигуна,
  5.  умовами перемикання і реверсування,
  6.  безперервністю і безпекою в роботі,
  7.  умовами обслуговування двигуна,
  8.  компактністю приводу і машини в цілому,
  9.  необхідної продуктивності вантажопідйомної машини,
  10.   економічним показником- вартістю переробки тонни вантажу.

Цим всім вимогам краще за всіх відповідає електричний привід, в слідстві чого вони і набули переважне поширення у вантажопідйомних машинах і механізмах.

  1.  по вигляду вживаних передач:

а) привід із зубчатими циліндричними і конічними передачами,

б) привід з черв'ячними передачами,

в) привід ланцюговими передачами,

г) привід з кривошипно-шатунними передачами.

У вантажопідйомних машинах переважне застосування, в основному, знаходять прямозубі циліндрові передачі, косозубі і шевронні передачі застосовуються дуже рідко.

Конічні передачі прагнуть не використовувати, зважаючи на низький їх ККД і лише там вони застосовуються де необхідно передавати момент, що крутить, під кутом.

Черв'ячні передачі у вантажопідйомних машинах, також не знаходять широкого застосування, завдяки невисокому ККД, значному ускладненню монтажу і демонтажу, огляду і розміщення всього приводу, використовуванню дефіцитного кольорового матеріалу і підвищеній вартості виготовлення. Проте, за останній час, зустрічаються у вантажопідйомних машинах глобоїдальні  черв'ячні передачі, які багато в чому усувають недоліки звичних архимедових черв'ячних передач.

Ланцюгові передачі знаходять застосування для приводу не приводних ходових коліс або для приводу  кабельних- барабанів, а також як і кривошипно-шатунні передачі  в спеціальних кранах в механізмах пересування, зміни вильоту стріли і коливальних механізмах.

8.1. Ручний привід

У вантажопідйомних механізмах ручний привід застосовується при підйомі невеликих вантажів і не на велику висоту, коли швидкість і продуктивність не є визначальними в технологічному процесі. Наприклад, в будівельних і портових лебідках, талях, домкратах і ін.

8.2. Машинний привід

Паровий привід

Паровий привід застосовується в стріловидних пересувних кранах залізничного типу. В даний час не знаходить застосування у вантажопідйомних машинах.

Перевага парового двигуна:

а)  висока експлуатаційна надійність,

б) відносна простота обслуговування, ремонту і управління,

в) можливість плавного регулювання робочих швидкостей,

г) гарна перевантажувальна здатність робочої характеристики двигуна.

Недоліки парового двигуна:

а) відсутність постійної готовності двигуна до роботи,

б) низький ККД,

в) великі габарити і маса двигуна,

г) небезпека в пожежному і санітарному відношенні.

У той же час можливість використання атомної енергії, акумуляція водяної пари, економія традиційних енергоресурсів може привести і використанню цього приводу в майбутньому у вантажопідйомних машинах, що вимагають автономного джерела енергії.

Гідравлічний привід

Гідравлічний привід набув широке поширення в останнє десятиліття в різних механізмах вантажопідйомних машин, дякуючи наступним його перевагам:

а) можливість безступінчатого регулювання швидкості руху робочих органів машини,

б) володіє великою перевантажувальною здатністю,

в) невелика вага і габарити,

г) мала інерційність приводу,

д) висока надійність і довговічність,

е) простота здійснення автоматизації управління приводом.

Недоліки гідравлічного приводу:

а) знижена економічність при роботі з вантажами, вага яких менше за номінальний,

б) складність подачі робочої рідини до приводу пересувних машин,

в) різко погіршується робота приводу при низьких температурах,

г) необхідність ретельного спостереження за станом ущільнень,

д) великі гідравлічні опори за наявності довгих трубопроводів,

е) висока вартість комплектуючого устаткування./насосы, гідроциліндри, трубопроводи, трансформатори, мінеральні масла, пристрої ущільнення і т.д.

Пневматичний привід

Пневматичний привід набув також широке поширення в невеликих пневматичних підйомниках, автокранах, вантажних  маніпуляторах, ливарних і механообробних цехах і у вибухонебезпечних приміщеннях.

Переваги пневматичного приводу:

а) простота конструкції і управління приводом,

б) плавна безударна робота,

в) зручність і легкість управління,

г) простота ремонту і обслуговування,

д) велике допустиме число вмикань в годину.

Недоліки пневматичного приводу:

а) низький ККД,

б) неможливість використвання пневматичного приводу в пересувних кранах з живленням від загальної мережі стислого повітря,

в) висока вартість експлуатації,

г) велика витрата повітря.

Привід з ДВЗ (двигун внутрішнього згорання)

Привід з двигуном внутрішнього згорання набув широке поширення в пересувних стріловиих кранах - залізничних, пневмоколісних, гусеничних, тракторних, плавучих, кранах -екскаваторах і ін. вантажопідйомних машинах і механізмах.

Переваги  приводу з ДВЗ:

а) постійна готовність до роботи,

б) відносно невеликі габарити і вага,

в) високий ККД,

г)висока економічність - відсутність витрати палива під час перерв в роботі,

д) можливість регулювання швидкістю механізмів вантажопідйомної машини.

Недоліки приводу з ДВЗ:

а) відсутність можливості розгону під навантаженням, що вимушує встановлювати спеціальні фрикційні або гідравлічні муфти,

б) обмежена перевантажувальна здатність, що приводить до застосування двигунів з підвищеною потужністю, що приводить до зниження ККД,

в) застосування складних реверсивних пристроїв оскільки ДВЗ  має постійний напрям обертання валу двигуна,

г) необхідність кваліфікованого обслуговування.

Дизель-електричний привід -дозволяє спростити механічну частину трансмісії. Такий привід складається з дизельного двигуна і генератора постійного струму, що живить енергією електродвигуни окремих механізмів вантажопідйомної машини.   Вартість такого приводу висока і він недостатньо економічний.

Електричний привід

Електричний привід набув найбільш поширення у вантажопідйомних механізмах.

Перевага електроприводу:

а) можливість встановлення самостійних двигунів для кожного механізму,

б) безпека і простота управління,

в) можливість застосування різних запобіжних пристроїв,

г) економічність експлуатації,

д) постійна готовність до роботи,

е) можливість реверсування і регулювання робочих швидкостей в достатньо широких межах.

  Недоліки електроприводу:

а) залежить від зовнішніх джерел електричної енергії.

У вантажопідйомних машинах знаходять застосування електродвигуни:

  1.  постійного струму, / серії Д/,
  2.  змінного струму /серії МТF,MТН,МТКF, МТКН і ін.

Двигуни постійного струму

Перевага двигунів постійного струму:

а) допускають можливість регулювання швидкості у вельми широких межах,

б) володіють механічною характеристикою, що максимально задовільняють вимогам до роботи вантажопідйомних машин,

в) допускають великі перевантаження двигуна в період несталого руху по моменту   = 2,5 …4,0 =

.г) вимагають меншу кількість дротів.

За способом збудження двигуни постійного струму підрозділяються на:

1.електродвигуни з послідовним / серієсним/ збудженням,

2. електродвигуни з паралельним /шунтовим/ збудженням,

3.електродвигуни із змішаним  /компауднні/ збудженням.

Характеристика двигуна називається - жорсткою, якщо при зміні моменту, навантаження -частота обертання двигуна змінюється трохи.

Характеристика двигуна називається м’якою, якщо при зміні моменту, навантаження-частота обертання двигуна змінюється в значних межах.

Механічна характеристика електродвигуна постійного струму з послідовним збудженням найм'якша, що дозволяє виконувати переміщення малих вантажів з великою швидкістю і навпаки, що приводить до підвищення продуктивності вантажопідйомної машини (рис. 8.1).

Рис. 8.1

Двигуни послідовного збудження запускаються за допомогою пускового  опору в ланцюзі якоря так, що у міру збільшення числа обертів по черзі виводяться секції реостата.

З огляду на те, що швидкість двигуна при зменшенні навантаження зростає, механізми з таким двигуном, в уникнення рознесення двигуна, повинен працювати з допустимим мінімальним вантажем, тобто не можна застосовувати там, де навантаження близьке  нулю. Вони знаходять застосування в розливних, грейферних, кліщових  і ін. кранах де маса захватного пристрою достатньо велика.

Механічна характеристика двигунів постійного струму з паралельним збудженням мають жорстку характеристику  в порівнянні з послідовним, застосовуються в тих механізмах, для яких за умов технологічного процесу потрібна жорстка характеристика і можливість плавно і в достатньо широких межах регулювати швидкість (рис.8.2).

Рис. 8.2

Регулювання швидкості електродвигуна  з паралельним збудженням виконується:

  1.  шляхом зміни опору в ланцюзі якоря двигуна,
  2.  шляхом зміни опору в ланцюзі обмотки збудження,
  3.  шляхом зміни напруги, що підводиться до двигуна.

Електродвигуни постійного струму застосовуються, головним чином, на кранах металургійного виробництва, де все устаткування працює на постійному струмі або використовуються  спеціальні пристрої перетворюючих промисловий змінний струм в постійний ( Урформер), що значно дорожче. Тому  в переважаючій більшості у вантажопідйомних машинах знаходять застосування електродвигуни змінного струму що живляться безпосередньо від мережі, не вимагають дорогого перетворюючого пристрою і мають меншу вагу, габарити і вартість виготовлення двигуна.

Електродвигуни змінного струму

1. Електродвигуни змінного струму з короткозамкненим ротором.

Асинхронний короткозамкнений електродвигун є найпростішим по конструкції, дешевим і найнадійнішим в експлуатації двигуном.

Асинхронний короткозамкнений  електродвигун має механічну характеристику на ділянці робочих швидкостей досить жорстку, тобто його швидкість мало залежить від величини навантаження  (рис.8.3).

Короткозамкнений електродвигун вмикається прямо в мережу і застосовується для приводу лебідок, талів, монорельсових візків, кран-балок, легких кранів, тихохідних підйомників в тих випадках, коли не потрібне регулювання швидкості і при невисокому числі вмикань в годину, тобто  двигун вмикається в мережу, має пусковий  струм в 4…6 разів перевищує величину нормального струму при сталому русі.

Рис. 8.3

Всі пускові втрати, пропорційні  кінетичній енергії приводу, перетворяться в теплову енергію, йдуть на нагрів обмоток самого двигуна. Тому, при великому  завантаженні вантажопідйомної машини ці двигуни застосовувати не можна. Окрім цього пусковий момент електродвигуна, а отже, і прискорення механізму при кожному пуску досягає максимальної величини, що ускладнює управління вантажопідйомною машиною і викликає високі динамічні напруги в елементах механізму і металоконструкції, а також сприяє розгойдуванню вантажу.

У разі потреби регулювання швидкості у момент зупинки механізму, застосовуються так звані двошвидкісні короткозамкнені асинхронні електродвигуни, що можна одержати зміною числа пар полюсів обмотки статора, тобто число обертів обертання магнітного поля статора асинхронного електродвигуна рівне:

,

де  f- частота мережі змінного струму,

       р - число пар полюсів обмотки статора.

               2.Електродвигуни змінного струму з фазовим ротором.

Електродвигуни з фазовим ротором у відмінності від електродвигунів з короткозамкненим ротором, дозволяють здійснювати регулювання швидкості приводного механізму, що досягається зміною опору в ланцюзі ротора двигуна.

Асинхронні електродвигуни кранів з фазовим ротором мають дещо більшу вагу, габарити і вартість виготовлення, але менше втрат енергії в обмотках при перехідних процесах в порівнянні з електродвигунами з короткозамкненим ротором. Тому, їх можна використовувати при більш напруженому режимі роботи. Електродвигуни з фазовим ротором включаються в мережу за допомогою регульованих опорів - реостатів (рис. 8.4).

Рис. 8.4

При введенні опору в ланцюг ротора механічна характеристика асинхронного електродвигуна з фазовим ротором трансформується так,що максимальний момент зміщується у бік менших швидкостей, при чому, чим більше введений опір, тим більше цей зсув. Із збільшенням опору ланцюга ротора швидкість електродвигуна, при постійному моменті, зменшується, а механічна характеристика стає менш жорсткою.

Регульовані властивості асинхронного електродвигуна з фазовим ротором використовуються для здійснення плавнішого розгону механізмів, ніж при короткозамкненому електродвигуні. При цьому величина пускового струму значно знижується

Асинхронний електродвигун з фазовим ротором - найбільш поширений у  вантажопідйомних машинах, він застосовується для приводу всіх механізмів кранів, особливо де за умов роботи потрібен порівняно тривалий періоду роботи із зниженими швидкостями.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22972. Системи числення, які застосовуються у мікропроцесорній техніці 713.5 KB
  Так наприклад число 371 може бути розкладено по степенях числа 10 таким чином: 371=3х1027х1011х100 = 300701 Двійкова система числення У електроннообчислювальній техніці зручніше користуватися двійковою системою числення в основі якої лежить число 2. Так наприклад число 1001 є 4 бітовим числом а розглянутий нами вище двійковий еквівалент числа 37110 тобто 101110011 девятибітовим числом. Для цього багаторозрядне двійкове число розбивається на тетради кожна з яких містить по чотири розряди двійкового числа.
22973. Мікропрцесори та малі електронно-обчислювальнні машини (ЕОМ) 1.85 MB
  Будова і принцип дії центральної частини малої ЕОМ Кожна мала електронно обчислювальна машина ЕОМ містить два блоки процесор і основну память рис. У блоці основної памяті зберігається оброблювана інформація і програми за якими вона обробляється. Процес розвязання будь якої задачі на ЕОМ складається з послідовності елементарних дій котрі може виконувати процесор а саме операції вибірки інформації з памяті або запису до неї арифметичні та логічні операції операції порівняння тощо. На кожному кроці обробки інформації процесор...
22974. Робота з зовнішніми пристроями. Паралельний інтерфейс. 6.59 MB
  Але зручніше скористатися спеціальною ВІС паралельним програмованим адаптером ППА типу КР580ВВ55А в міжнародних позначеннях 8255А. ППА спроможний обслуговувати 3 зовнішні пристрої через три свої порти АВ і С кожний по 8 розрядів. вибір кристалу =1 ППА відключений = 0 ППА задіяний. Комбінація що відповідає DРКС означає запис в РКС регістр керуючого слова інструкції про те що має робити ППА.
22975. Послідовний інтерфейс 3.66 MB
  Всі ці функції може виконувати спеціальна ВІС що входить до мікропроцесорного комплекту КР580 і має назву Універсальний Синхронно Асинхронний Програмований Прийомопередавач УСАПП типу КР580ВВ51. УСАПП типу КР580ВВ51 в значній мірі є автономним у своїй роботі. Все інше робить сам УСАПП. При видачі даних МП звертається до УСАПП як до зовнішнього пристрою.
22976. Організація пам’яті мікропроцесорної системи 11.06 MB
  Функції виводів цього ОЗП позначено на рис. R визначає напрямок руху інформації чи то запис до ОЗП чи то читання з нього. ОЗП типу КР541РУ2 Це статичний ОЗП на ТТЛ логіці.
22977. Мікропроцесор КР1810ВМ86 (8086) 6.05 MB
  Але у порівнянні з МП80 він має такі істотні відміни: при збереженні тієї ж nМОН технології була досягнута вища ступінь інтеграції і на кристалі 55 х 55 мм розташовано біля 30 тисяч транзисторів; зменшено інерційність логічних елементів і тактову частоту підвищено до 5 8 МГц; завдяки цьому продуктивність мікропроцесора збільшилась на порядок; розширено розрядність шини даних до 16 розрядів; розширено розрядність шини адреси до 20 розрядів таким чином забезпечено можливість адресувати память до 1 Мбайт; розширено у кілька разів...
22978. Переривання 5.91 MB
  Організація переривань Все починається з того що ЗП виставляє сигнал високого рівня логічну одиницю на вхід INT мікропроцесора. Ці дані будуть оброблятися мікропроцесором за підпрограмою обробки переривань яка повинна бути заздалегідь закладена у память мікропроцесора . Замість цього в лічильник команд заноситься адреса команди з якої починається підпрограма обробки переривань. Лише після цього стає можливим введення даних з ЗП і старт підпрограми обробки переривань цих даних.
22979. Прямий доступ до пам’яті (ПДП) 3.8 MB
  Контролер ПДП Забезпечити роботу в режимі захоплення шин можна за допомогою логічних схем та тригерів саме так це зроблено наприклад у €œМікролабі€ але зручніше скористатися спеціальною ВІС контролером прямого доступу до памяті КПДП. Працює КПДП в двох сильно відмінних один від одного режимах: в режимі програмування коли мікропроцесор €œзакладає€ в нього необхідні інструкції і в режимі обміну даними між зовнішнім пристроєм і ОЗП. Схематичне зображення ІМС КПДП типу КР580ВТ57 подано на рис. В режимі програмування вони...
22980. Клавіатура і індикація 5.36 MB
  ОЗП індикації являє собою область операційної памяті в якій стільки комірок скільки знаків може бути розміщено на екрані. Побудова знаків Знаки на екрані дисплею будуються за мозаїчним принципом. Знакоформувач Знакоформувач являє собою ПЗП в якому закладена інформація про структуру утворюваних ним знаків. Таким чином ці три ІМС можуть створювати 96 різних знаків символів.