Лекции В.Н.Богачева (ГЛАВА 3. ПРИВОД ГПМ)

Посмотреть архив целиком

Технологические грузоподъемные машины. 23



Глава 3. Привод грузоподъемных машин.

В ГПМ применяют электро-, гидро-, пневмо- и ручной приводы.

§1. Электропривод.

Наиболее распространен. Наиболее ходовое напряжение - 380 В.

Применяют, в основном, асинхронные электродвигатели переменного тока.

  1. Специальные крановые двигатели:

    1. ) с фазным ротором серии МТ (более распространены);

    2. ) с короткозамкнутым ротором серии МТК.

Минимальная мощность крановых электродвигателей при ПВ 15%, 25%, 40%, 60% составляет соответственно 2 квт; 1.7 квт; 1.4 квт;

1,2 квт.

2. При мощности, меньшей минимальной мощности крановых электродвигателей, а также для приводов электроталей, кран-балок, подъемников, механизмов передвижения применяют общепромышленные электродвигатели с повышенным скольжением.

Рекомендуют синхронные частоты вращения (nc) 1000 мин-1 и 1500 мин-1.

Асинхронные электродвигатели обладают жесткой механической характеристикой, т.е. слабой зависимостью частоты вращения от вращающего момента (рис.3.1). На рис.3.1 обозначено:

Тн, Тпуск, Тmaxноминальный, пусковой и максимальный вращающие моменты, Тс и nc - момент сопротивления и соответствующая ему частота вращения, n0 – частота вращения холостого хода.



Рис.3.1.

Так как частота вращения слабо зависит от вращающего момента, то ее принимают постоянной и равной номинальной частоте nН.

Двигатели с короткозамкнутым ротором просты и надежны, но перегреваются при частых пусках.

Двигатели с фазным ротором имеют большие габаритные размеры, массу и стоимость, но допускают более напряженные режимы эксплуатации. У них в цепь ротора включены переменные сопротивления (реостаты).

Р
ассмотрим пусковые характеристики двигателя с фазным ротором (рис.3.2).

Рис.3.2.

В начальный момент сила тока ограничена максимальным сопротивлением, и двигатель разгоняется по участку А – Б искусственной характеристики 1 от n = 0 до n = n1. При n = n1 сопротивление уменьшают, двигатель переходит на искусственную характеристику 2 по горизонтальному участку Б – В и разгоняется по участку В – Г характеристики 2 от n = n1 до n = n2. При n = n2 сопротивление снова уменьшают, двигатель переходит на искусственную характеристику 3 и разгоняется по участку Д – Е характеристики 3 от n = n2 до n = n3. При полностью выключенном сопротивлении двигатель переходит на естественную характеристику 4 и разгоняется до частоты nc, соответствующей моменту сопротивления Tc.

Таким образом, двигатель разгоняется плавно и пусковой ток уменьшается.

Электродвигатель выбирают в соответствии с ПВ т.к. один и тот же двигатель развивает тем большую мощность, чем меньше ПВ.

§2. Гидро- и пневмопривод.

Достоинства.

  1. Широкий диапазон регулирования скоростей.

  2. Большая перегрузочная способность.

  3. Плавность работы.

  4. При одинаковой мощности габариты, масса и инерционность гидродвигателей меньше, чем у электродвигателей.

Недостатки.

  1. Низкий КПД.

  2. Высокая точность изготовления деталей.

  3. Для гидропривода - необходимость устройства индивидуальной гидростанции.

  4. Для пневмопривода - необходимость наличия централизованной пневмосети.

1. Гидропривод.

Гидронасос подает рабочую жидкость в гидродвигатель. Рабочая жидкость – минеральные масла. Температура застывания масла должна быть ниже температуры окружающей среды. Наиболее ходовые давления – 10 МПа и 16 МПа.

    1. Гидродвигатели.

      1. Гидроцилиндры.

Гидроцилиндры применяют, в основном, в механизмах подъема, иногда – в механизмах поворота. Используют следующие типы гидроцилиндров (рис.3.3):

а) плунжерные (рис.3.3,а);

б) поршневые с односторонним штоком (рис.3.3,б);

в) поршневые с двусторонним штоком (рис.3.3,в);

г) телескопические (рис.3.3,г).

Рис. 3.3.

В качестве примера рассмотрим механизм подъема груза с поршневым гидроцилиндром с односторонним штоком (рис.3.4).

Рис. 3.4.

Так как ход l штока невелик, то для обеспечения необходимой высоты H подъема груза гидро- и пневмоцилиндры механизмов подъема используют обычно в сочетании со скоростными полиспастами.

Полиспаст – это система подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом. Полиспасты бывают силовые и скоростные. Силовые полиспасты дают выигрыш в силе, но проигрыш в скорости и перемещении. Скоростные – наоборот.

Основная характеристика полиспаста – его кратность а. Кратностью полиспаста называют отношение скорости выходного звена механизма к скорости перемещения груза. В механизмах с канатным барабаном скоростью выходного звена является окружная скорость барабана и, следовательно, скорость ветви каната, набегающей на барабан, а в механизмах с цилиндрами – скорость штока цилиндра.

В примере на рис.3.4 кратность полиспаста а =1/4.

Высота подъема груза Н = l/а=4l.


Грузоподъемная сила ,

где P – давление рабочей жидкости;

п – КПД полиспаста.

      1. Гидродвигатели поворотные (рис.3.5).

Применяют для механизмов поворота. Угол поворота – обычно до 270.







Рис.3.5. 1 – лопасть; 2 – вал;3 – корпус; 4 – упор;

5 – каналы для подвода и отвода рабочей жидкости.

      1. Гидромоторы. Применяют при необходимости больших угловых перемещений.

1.2 Гидронасос.

Гидронасос может обслуживать один или несколько гидродвигателей. Производительность насоса при обслуживании нескольких гидродвигателей и их последовательной работе

,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий утечки масла;

- максимальный расход жидкости в двигателе.

Двигатели, имеющие расход жидкости меньше максимального, будут работать со скоростями больше заданных. Если это недопустимо, то применяют насос с регулируемой производительностью или, по - возможности, увеличивают диаметры двигателей с меньшими расходами. Регулируемые насосы существенно дороже нерегулируемых, а увеличение диаметра двигателя приводит к возрастанию силы (момента) сверх номинального значения.

    1. Электродвигатель гидронасоса.

Статическая мощность электродвигателя, кВт:

,

где P, МПа – давление рабочей жидкости;

Vнас, м3с – производительность насоса;

  0,9 – КПД.

По каталогу выбирают двигатель с номинальной мощностью Pн Pст в соответствии с ПВ.

2. Пневмопривод.

Сжатый воздух из централизованной пневмосети поступает в пневмодвигатель.

Давление воздуха в заводских пневмосетях обычно не более 0,63 Мпа. Применяют пневмодвигатели:

  1. пневмоцилиндры;

  2. пневмодвигатели поворотные лопастные.

Конструкции пневмоцилиндров и поворотных пневмодвигателей аналогичны конструкциям гидроцилиндров и поворотных гидродвигателей соответственно.

В технологических грузоподъемных машинах пневмопривод применяют редко.

Ручной привод.

Ручной привод применяют ограниченно в машинах небольшой грузоподъемности, работающих с малой интенсивностью.



Случайные файлы

Файл
92010.rtf
28225-1.rtf
96667.rtf
102169.rtf
4948.rtf