Mechanikos darbas
5 (100%) 1 vote

Mechanikos darbas

Turinys

1. Mechanizmo ir technologinio proceso aprašymas 4

2. Elektros mašinos parinkimas 9

3. Variklio parametrų skaičiavimas 13

4. Smagratinio momento skaičiavimas 15

5.Variklio tikrinimas įšilimui 18

6. Tiristorinio įtampos keitiklio – asinchroninio variklio mechaninės charakteristikos 22

7. Asinchroninių pavarų greičio reguliavimo sistemos funkcinė schema 26

8. Tachogeneratoriaus parinkimas 26

9. Greičio reguliavimo kontūro stiprinimo koeficiento skaičiavimas 27

10. Variklio mechaninė charakteristika kai statoriaus srovė pastovi 29

11. Asinchroninės elektros pavaros su tiristoriniu įtampos reguliatoriumi statinės

charakteristikos skaičiavimas 31

12. Srovės reguliavimo kontūro elementų skaičiavimas 33

13. Tiristorių parinkimas ir jų apsauga 34

14. Tiristorinio įtampos keitiklio perdavimo koeficientas 35

15. Asinchroninio variklio perdavimo funkcija 36

16. Filtro perdavimo funkcija 38

17. Techninis asinchroninio variklio linearizavimas ir reguliatorių parinkimas 39

18. Darbų sauga 47

19. Pavaros charakteristikos 48

20. Literatūros sąrašas 49

1 pav. Bendras tiltinio krano vaizdas 4

2 pav .Tiltinio krano perstūmimo mechanizmo kinematinė schema 4

3 pav. Krano variklių darbo režimų mechaninės charakteristikos 8

4pav. Detalizuota pavaros kinematinė schema 15

5pav. 1-os movos supaprastintas vaizdas 16

6pav. 2-os movos supaprastintas vaizdas 16

7pav. Pavaros apkrovos diagrama 21

8pav. Tiristorinio keitiklio – asinchroninio variklio mechaninės charakteristikos 25

9pav Pavaros greičio automatinio reguliavimo sistemos funkcinė schema. 26

10pav.Tachogeneratoriaus jungimo schema 26

11pav. Tiristorių valdymo sistemos charakteristika 28

12pav. Statinės mechaninės charakteristikos 31

13pav Transformatoriaus jungimo schema. 33

14pav. Matematiškai linearizuoto asinchroninio variklio struktūrinė schema 36

15pav. a – linearizuotos pavaros funkcinė schema; b – struktūrinė schema; c – linearizuojančio elemento struktūrinė schema 39

16pav. Linearizuojančio elemento įėjimų ir išėjimų signalų su masteliais paaiškinamoji schema 44

17pav. Linearizuojančio elemento įėjimų ir išėjimų aiškinamoji schema 45

I. MECHANIZMO IR TECHNOLOGINIO PROCESO APRAŠYMAS

1. TILTINIŲ KRANŲ TILTO PASKIRTIS IR KONSTRUKCIJA

Įvairių pramonės šakų gamyklų vidaus transporte vieni iš labiausiai paplitusių kranų yra tiltiniai kranai.

Tiltinis kranas, kurio bendro vaizdo schema parodyta 1 pav., sudarytas iš dviejų pagrindinių dalių – tilto 1 ir vežimėlio 2.

Krano tiltas – tai ištisai plieninė konstrukcija. Tilto pagrindinės dalys yra dvi išilginės sijos 3, besiremiančios į tilto skerssines sijas 4. Skersinių sijų galuose yra tilto ratai 5, kuriais visas kranas gali važinėti pokraniniais bėgiais 6 išilgai krano aptarnaujamos patalpos.

Ant krano išilginių sijų esančiais bėgiais važinėja krovinių kėlimo vežimėlis.

Kai kranas skirtas iki 10 t kroviniams kelti, krano tiltas gali turėti ne dvi pagrindines išilgines sijas, bet vieną. Šiuo atveju vietoj vežimėlio po krano sija kabinamas elektrinis telferis. Tiltiniai kranai, turintieji elektrinį telferį, paprastai vadinami sijiniais kranais.

1 pav. Tiltiniotinio krano bendro vaizdo schema

Krano tilto išilginės sijos gali būti gaminamos iš ištisinių valcuotų dvitėjinių profilių, gali būti suvirinamos iš lakštinio plieno arba gali būti iš santvarų.

Dabartinių tiltinių kranų keliamoji galia yra labai įvairi. Yra kranų, galinčių kelti iki 500 t krovinius. Anga tarp pokraninių bėgių siekia iki 32 m. Krovinių kėlimo greitis yra 10 – 40 m/min, vežimėlio pervažiavimo greitis – 20 – 60 m/min, o krano tilto – 60 – 140 m/min/

Pastaruoju metu, žymiai didėjant pramoninių pastatų angoms, projektuojami tiltiniai kranai, kurių atstumas tarp pokraninių bėgių siekia 55 m.

Jėgos šaltinio atžvilgiu tiltiniai kranai esti elektriniai ir rankiniai. Rankiniai tiltiniai kranai naudojami iki 20 t kroviniams kelti.

Krano tiltas turi pervažiavimo mechanizmą 8,o jo perstūmimo mechanizmo kinematinė schema ( 2 pav. ) :

2 pav. Tiltiniotinio krano perstūmimo mechanizmo kinematinė schema

Kranas yra sumontuotas ant keturių ratų , iš kurių du yra varomi elektros variklio per vertikalų reduktorių . Ratų ir reduktoriaus velenai yra sujungti movomis. Krano tilto pervažiavimo mechanizmas montuojamas vienos kurios tilto išilginės sijos šone.

Kaip taisyklė, tiltinio krano važiuoklės elektros pavaroje yra naudojami dviejų briaunų ratai, kurių atstumas tarp briaunų didesnis už bėgio galvutę 10-20 mm.

Vežimėlis taip pat turi pervažiavimo mechanizmą 10 ir krovinių kėlimo mechanizmą 9.

2. KRANO ELEKTROS VARIKLIŲ DARBO REŽIMAI IR MECHANINĖS CHARAKTERISTIKOS

3 paveiksle atvaizduotos supaprastintos krano kėlimo ir perstūmimo elektros variklių mechaninės charakteristikos, esant pagrindiniams darbo režimams. I ir III ketvirčiuose yra variklio režimo charakteristikos, II ir IV—stabdymo režimų charakteristikos. Žymėjimai paveiksle: Mv — variklio sukimo momentas, Mst — statinės apkrovos
momentas.

Variklio režimas. Tarkime, kad kėlimo variklis įjungtas taip, kad jo mechaninė charakteristika yra 1. Tada, kai apkrovos momentas Mst=M2, variklis, dirbdamas greičiu n2, kelia krovinį. Šiuo atveju variklio momento kryptis sutampa su judėjimo kryptimi ir yra priešinga statinės apkrovos momento krypčiai.

Variklio režimas taikomas taip pat nuleidžiant lengvus krovinius arba tuščią kablį, kai kėlimo mechanizmo stabdymo momentas (trinties momentas) yra didesnis už tą momentą, kurį sukuria krovinys (kablys). Variklis dirba, pavyzdžiui, pagal charakteristiką 3, išvystydamas momentą Mv=-M6 ir greitį –n6. Sis režimas pavadintas jėgos nuleidimo režimu.

Įjungimas priešinga kryptimi. Esant sunkiam kroviniui Mst=M1 ir tai pačiai kėlimo variklio mechaninei charakteristikai 1, nuleidžiamas krovinys tokiu greičiu, kuris atitinka — n1. Variklis dirba įjungimo priešinga kryptimi režimu, nes jis įjungtas kėlimui, bet veikiant apkrovos momentui, jo rotorius sukasi priešinga kryptimi. Šiuo atveju varančiuoju momentu yra momentas Mst o stabdymo momentu — variklio momentas Mv. Toks krovinio nuleidimo režimas vadinamas nuleidimo stabdant režimu.

Įjungimo priešinga kryptimi režimas taikomas taip pat krano perstūmimo varikliui stabdyti ir reversuoti, jeigu, pavyzdžiui, kranui judant tiesiogine kryptimi, variklis bus perjungtas atbuline kryptimi.

Rekuperacinis stabdymas. Generatorinio (rekuperacinio) stabdymo režimas sudaromas tada, kai variklio greitis yra didesnis už idealios tuščiosios eigos greitį n0. Tarkime, kad -atvirame ore esančio krano perstūmimo variklis dirbo variklio režimu pagal charakteristiką 2 greičiu n3, nugalėdamas statinį momentą Mst=M3. Staiga krano judėjimo kryptimi papūtė toks stiprus vėjas, kad jis butų galėjęs ne tik nugalėti pasipriešinimą judėjimui, bet ir nustumti kraną, jeigu variklis nebūtų ėmęs kurti stabdymo momentą —M4, sukdamasis greičiu n4>n0 ir rekuperuodamas energiją į tinklą.

Kėlimo varikliui rekuperacinio stabdymo režimas taikomas tada, kai krovinys nuleidžiamas stabdymo režimu, pavyzdžiui, pagal charakteristiką 3, kai Mst=M5 ir |n5|>n0, arba pagal charakteristiką 5, kai momento reikšmė ta pati ir |n’5|>n’0.

Dinaminis stabdymas. Šis režimas sudaromas tada, kai variklis dirba kaip generatorius, apkrautas išorine varža. Jis taikomas, nuleidžiant krovinius stabdymo režimu mažais greičiais (charakteristika 4, taškas M5, -n5), taip pat stabdant pavarą.

3. KRANŲ ELEKTROS ĮRENGIMŲ YPATYBĖS

Tiltinių kranų elektros įrengimams budingos sunkios darbo sąlygos kartotiniu trumpalaikiu režimu, kai įjungimų per valandą dažnumas labai didelis, dulkinos patalpos,oras labai drėgnas, temperatūra smarkiai svyruoja, vyksta vibracija. Dėl to kranų elektros įrengimams keliami ypač griežti reikalavimai, kad jie dirbtų patikimai, būtų paprasta ir saugu juos aptarnauti ir lengva gauti didelį našumą. Reikalavimai, keliami kranų elektros įrengimams, yra išdėstyti ,,Bokštinių kranų projektavimo techninėse sąlygose“, ,,Elektros įrenginių įrengimo taisyklėse“, atitinkamuose bendrasąjunginiuose standartuose.

Yra keturi pagrindiniai (pagal jų intensyvumą) kranų mechanizmų darbo režimai: Л — lengvas; C — vidutinis; T—sunkus; BT—labai sunkus. Darbo režimo intensyvumo sąvoka apima: santykinę įjungimo trukmę ĮT, paleidimų dažnumą h (įjungimų per valandą skaičių), aplinkos temperatūrą, krano paros ir metų panaudojimą ir kitus rodiklius. Antai lengvą krano darbo režimą atitinka ĮT=15—25%, h60; vidutinį—ĮT= 15-25%, hl20; sunkų—ĮT= 25-40%, h240; labai sunkų — ĮT=40-60%, h300-600.

Pagrindiniai kranų elektros įrengimai — specialus kranų nuolatinės ir kintamosios srovės elektros varikliai, jėgos kontroleriai, komandiniai kontroleriai, magnetiniai kontroleriai, paleidimo reguliavimo rezistoriai, stabdymo elektromagnetai, galiniai jungikliai ir kt.— dažniausiai yra standartiniai. Todėl įvairių konstrukcijų kranai paprastai komplektuojami iš tokių elektros įrengimų pagal tipines schemas. Kraną maitinančio tinklo įtampa: kintamosios srovės — 220 arba 380 V, nuolatinės srovės — 220 arba 440 V.

Kranų elektros pavarų greitis reguliuojamas elektriniu būdu gana plačiose ribose (paprastų kranų iki 3: 1, specialių kranų, pavyzdžiui montavimo, iki 10 : 1 ir daugiau). Greitį reguliuoti reikia todėl, kad sunkius krovinius pageidautina perkelti mažesniu greičiu, o tuščią kablį, neapkrautą vežimėlį ir t. t.— didesniu greičiu, kad būtų didesnis našumas. Krovinys į vietą nuleidžiamas mažu greičiu, kad tiksliai atsistotų į savo vietą. Elektros pavaros yra reversinės su elektriniu ir mechaniniu stabdymu.

Krano elektros įrengimai parenkami, atsižvelgiant į šiuos pagrindinius veiksnius: krano kėlimo galią, perstūmimo greitį, reikalingą greičio reguliavimo diapazone ir mechaninių charakteristikų kietumą, įjungimų per valandą skaičių, krano panaudojimą kėlimo galios ir laiko atžvilgiu (paros, metų), aplinkos sąlygas.

Kranams, maitinamiems trifaze kintamąja srove, dažniausiai naudojamos asinchroninių elektros variklių su faziniu rotoriumi pavaros, kai variklio sukimosi greitis reguliuojamas rezistoriumi rotoriaus grandinėje. Tokia kėlimo mechanizmų pavara neturi pakankamų mechaninių charakteristikų ir nėra
susidaro žymūs elektros energijos nuostoliai paleidimo reguliavimo rezistoriuose, ypač kai greitis reguliuojamas plačiose ribose. Tačiau ji yra gana paprasta, jai nereikia nuolatinės srovės šaltinio.

Kai kuriuose kranuose yra dviejų ir trijų greičių asinchroniniai trumpai sujungti varikliai, kurių sukimosi greitis reguliuojamas laipsniškai, keičiant polių porų skaičių. Kartais naudojami trumpai sujungti varikliai su rezistoriais statoriaus grandinėje, su kuriais galima keisti variklio paleidimo momentą ir reguliuoti greitį.

Kranų asinchroninių variklių greičio sklandaus reguliavimo, keičiant srovės dažnumą, sistemos (sistemos su dažnumo keitikliais) Tarybų Sąjungoje nepaplito, nes jų elektros įrengimų gamyba ir eksploatacija yra sudėtinga, be to, kranams nepakankamai tinka jų charakteristikos. Plačiau naudojamos tokios elektros pavaros sistemos, kuriose greitis reguliuojamas, apkraunant pagrindinį asinchroninį variklį papildoma reguliuojama apkrova (naudojant mechaninį frikcinį stabdį su distanciniu valdymu arba stabdymo generatorių, pavyzdžiui, sūkurinio tipo, kintamosios srovės stabdymo generatorių).

Pastaruoju metu plačiau imta naudoti asinchroninės pavaros sistemas su prisotinimo droseliais statoriaus arba rotoriaus grandinėje ir bekontakčiu valdymu.

Nuolatinės srovės kranų pavaros paprastai daromos su nuoseklaus žadinimo elektros varikliais, turinčiais kranams reikalingas charakteristikas. Tačiau nuolatinė srovė naudojama rečiau, negu kintamoji (pavyzdžiui, kai kuriems unikaliems kranams, galingiems metalurgijos kranams), nes nuolatinei srovei gauti reikalingi keitikliai. Jeigu nuolatinės srovės trolėjų linija turi maitinti tik vieną kraną, tai naudingiau naudoti elektros pavara pagal sistemą generatorius—variklis, panaudojant elektromašininius stiprintuvus (EMS) kaip generatorius arba generatoriaus žadintuvus. Dabartiniu metu ruošiamos ir kranų elektros pavarų sistemos su tiristoriniais keitikliais.

Kranų elektros varikliai ir visos elektrinės grandinės apsaugomi nuo trumpųjų jungimų ir perkrovų, didesnių kaip 200%. Šiluminė apsauga kranuose nenaudojama, nes kranų elektros varikliai apskaičiuoti kartotiniam trumpalaikiam darbo režimui ir žymioms perkrovoms, kurioms esant šiluminė apsauga gali be reikalo juos atjungti. Kranų valdymo schemose turi būti vadinamoji ,,nulinė apsauga“, kad, nutrūkus elektros energijos tiekimui ir vėl atsiradus įtampai, elektros varikliai patys neįsijungtų. Tilto ir vežimėlio perstūmimo mechanizmuose yra galiniai jungikliai, apribojantys mechanizmų eigą į abi puses. Kai ant bėgių kelio yra du ir daugiau tiltų, taip pat ant vieno tilto du vežimėliai, įtaisomi galiniai jungikliai, kad mechanizmai nesusidurtų. Kėlimo mechanizme turi būti galinis jungiklis, apribojantis griebtuvo eigą į viršų.

Kad būtų saugu aptarnauti kraną, duryse, vedančiose iš bėgių kelio arba kabinos į tiltą, numatoma blokuotė, atjungianti trolėjų įtampą, atidarant duris. Visi krano mechanizmai turi turėti stabdžius, o kėlimo mechanizmai — automatinius stabdžius, veikiančius, atjungus maitinimą.

4. KRANŲ ELEKTROS VARIKLIAI IR JŲ GALINGUMO PARINKIMAS

Specialūs kranų varikliai (taip pat metalurgijos kranų varikliai) skiriasi nuo bendrojo naudojimo variklių tuo, kad jų konstrukcija stipresnė, izoliacija šilumai atsparesnė, yra didelis perkrovos pajėgumas, mažesnis rotoriaus sukimo momentas (nes mažesnis skersmuo ir didesnis ilgis). Kranų didelių elektros variklių stovai yra išardomi, dėl to lengviau juos aptarnauti sunkiose eksploatacijos sąlygose.

Kranų elektros variklių katalogų duomenys ir charakteristikos nurodomi kartotiniam trumpalaikiam darbo režimui, kai ciklo trukmė 10 min ir ĮT=15, 25, 40, 60 ir 100%, arba trumpalaikiam darbo režimui, kai ciklo trukmė 30 ir 60 min. Pagrindinį vardinį darbo režimą atitinka ĮT, lygi 25%. Variklių perkrovos pajėgumas vardinio momento atžvilgiu nustatomas taip pat kai ĮT=25%.

Nuoseklaus, mišraus ar lygiagretaus žadinimo nuolatinės srovės kranų elektros varikliai yra 220 ir 440 V įtampos, nuo 2 iki 250 kW galingumo (kai ĮT=25%). Jų sukimosi greitis—nuo 400 iki 1500 aps/min. Šie varikliai yra uždaros konstrukcijos su natūralia ventiliacija. Jie taip pat gali būti apsaugotos prapučiamos konstrukcijos, kai ĮT=100%.

Pagrindinė trifazių asinchroninių kranų variklių serija yra MT. Šios serijos MT ir MTB tipų varikliai turi fazinį rotorių; jų galingumas nuo 1,5 iki 160 kW, sinchroninis sukimosi greitis 600, 750, 1000 aps/min. MTK ir MTKB tipų variklių rotorius yra trumpai sujungtas, slydimas padidintas, galingumas nuo 1,5 iki 40 kW, sinchroninis sukimosi greitis 750 ir 1000 aps/min. MT serijos variklių perkrovos pajėgumas momento atžvilgiu lygus 2,3—3. Variklių konstrukcija uždara, iš išorės apipučiama. MTB ir MTKB tipų variklių izoliacija yra iš B klasės stiklo-žėručio medžiagų. Be pagrindinių MT serijos variklių konstrukcijų, gaminamos jų modifikacijos MTM ir MTKM su F ir H klasių stiklo izoliacija, skirtos sunkaus darbo režimo mechanizmams (kranams, dirbantiems aukštos temperatūros aplinkoje, metalurgijos mechanizmams). Į MT seriją įeina ir dviejų greičių varikliai su trumpai sujungtu rotoriumi.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 2156 žodžiai iš 7159 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.