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

47543. Методические указания. Менеджмент 102.5 KB
  Управление персоналом : учебное пособие Н. Психология делового общения : учебное пособие Г. Психология конфликта : учебное пособие Н. Деловое общение : учебное пособие сост.
47545. Методические рекомендации.Организация обслуживания в общественном питании 500.5 KB
  Характеристика проектируемого предприятия Составление меню проектируемого предприятия Сервисная деятельность предприятия Маркетинговая деятельность предприятия
47548. ДЕРЖАВНА АТЕСТАЦІЯ ВИПУСКНИКІВ 282.5 KB
  Для бакалаврів надані рекомендації щодо виконання випускної атестаційної роботи державний іспит та кваліфікаційної дипломної роботи надана інформація щодо майбутнього вступу до магістратури. Структура та зміст дипломної роботи. Порядок захисту дипломної роботи. Критерії оцінки дипломної роботи.
47549. Методические рекомендации. Международные отношения 1.11 MB
  В пособии даны рекомендации необходимые студентам при прохождении производственной и преддипломной практик написания отчетов по практикам а также для обобщения и анализа собранных материалов и написания дипломной работы. Целью проведения преддипломной практики является закрепление навыков полученных в период производственной практики а также сбор анализ и обобщение материалов для написания дипломной работы. Перед студентами в период прохождения практики ставятся следующие задачи: – изучение структуры организации в которую...
47550. Финансы и кредит. Методические указания 437 KB
  Выбор темы дипломной работы Формулировка названия дипломной работы План дипломной работы Последовательность оформления дипломной работы и подготовка к ее защите