Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 4 из 38)
ПВ
100% (2.1)При расчѐте ПВ длительность цикла работы двигателя не свыше 10 мин, а для механизмов – в течение одного часа. Интенсивность работы механизма определяется также следующими коэффициентами:
коэффициентом использования в течение суток:
число часов работы в сутки
KC;24
коэффициентом использования в течение года:
число дней работы в году
КГ;365
коэффициентом использования в течение часа:
Кч = tраб/60,
где t раб– время работы механизма в течение часа, мин; коэффициент использования крана по грузоподъемности:
КГР = QСР/Q,
где QСР – среднее значение массы поднимаемого груза за смену, т; Q – номинальная грузоподъемность, т.
Режим работы механизмов регламентирует ГОСТ 25835–83, согласно которому все механизмы грузоподъемных машин в зависимости от условий их использования разделяют на шесть групп режима работы, определяемых к л а с с о м и с п о л ь з о в а н и я и к л а с с о м н а г р у ж е н и я .
К л а с с ы и с п о л ь з о в а н и я механизмов, характеризующие
интенсивность использования механизма при эксплуатации и установленные в зависимости от общего времени работы T, т. е. от времени нахождения данного механизма в движении в течение заданного срока службы nг, (в годах), следующие: АО , А1, А2 ,АЗ ,А4 ,А5, А6.
К л а с с ы н а г р у ж е н и я механизма характеризуют относительную нагрузку механизма в соответствии со спектром нагрузок и зависят от значения коэффициента нагружения К:
класс нагружения В1 B2 B3 B4
коэффициен К до 0,125 0,125…0,25 0,25…0,50 0,50…1,0
До введения ГОСТ 25835–83 определение режима работы механизмов производили согласно правилам Госгортехнадзора, которыми были установлены следующие режимы работы грузоподъемных машин, определяемые совокупностью условий их эксплуатации: с ручным приводом (Р); с машинным приводом – легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ) режимы работы. Основным недостатком этой классификации по режимам работы являлось то, что она не содержит достаточной информации, необходимой для проектирования крана и его элементов, и не связана с действительной долговечностью крана. Примерное соответствие группы режимов работы механизмов, устанавливаемых ГОСТ 25835–83 и правилами Госгортехнадзора, следующее:
Группа режима работы механизмов
(ГОСТ 25835–83) 1, 2, 3 4 5 6
Режим работы согласно правилам Госгортехнадзора Л С Т ВТ
2.4. Расчетные нагрузки.
Согласно существующим нормам расчеты грузоподъемных машин должны производиться с учетом всех нагрузок, возникающих в различных условиях эксплуатации.
Основными являются три расчетных случая:
I – соответствует нормальным условиям эксплуатации крана при нормальных нагрузках и скоростях;
II – соответствует максимальным рабочим и максимальным динамическим нагрузкам в периоды резких пусков, реверсов, экстренных торможений и предельных ветровых нагрузок рабочего состояния крана. При этом могут возникать пробуксовки приводных колес, срабатывания муфт предельного момента, электрозащиты и пр.;
III – максимальные нагрузки. Нерабочее состояние крана вне помещения при неподвижных механизмах и без груза. На кран действуют, кроме собственного веса, большие ветровые нагрузки, а иногда нагрузки от снега и обледенения.
При перевозке и монтаже элементы крана могут подвергаться большим перегрузкам, что необходимо учитывать еще в стадии проектирования.
Для случая I детали механизмов и металлоконструкции рассчитывают на выносливость, долговечность и износ. Для кранов легкого режима металлоконструкцию на выносливость не рассчитывают.
В случае II детали механизмов и металлоконструкции рассчитывают на прочность относительно пределов текучести; производят расчет на грузовую устойчивость крана.
В случае III выполняют расчет на прочность металлоконструкции, тормозов противоугонных устройств крана, механизмов изменения вылета стрелы, опорноходовых и поворотных устройств.
Собственную устойчивость крана рассчитывают при наиболее опасном (по нагрузкам) положении стрелы.
На выносливость детали рассчитывают по эквивалентным нагрузкам согласно графикам загрузки механизма во времени; если графиков нет, то по усредненным графикам использования механизмов, построенным на основе обобщенного опыта эксплуатации. Спектр нагрузок, определяющий условия нагружения детали, оценивается с помощью приведенной расчетной нагрузки.
Глава 3. ПРИВОДЫ МАШИН.
3.1. Общие сведения.
Под приводом понимается система, состоящая из двигателя, аппаратуры управления и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму.
Привод можно разделить на силовой, при помощи которого приводятся в движение рабочие органы машины, и привод управления, осуществляющий управление двигателями, тормозами, муфтами и т. п. По виду энергии, используемой для создания движущего момента или усилия, привод бывает ручной, электрический, гидравлический, пневматический, от двигателей внутреннего сгорания, паровой. Кроме того, в грузоподъемных машинах часто используют комбинированный привод: электрогидравлический, электропневматический, привод от двигателей внутреннего сгорания в сочетании с электроприводом и др.
Тип привода выбирают с учетом его особенностей и конкретной грузоподъемной машины.
Широко распространенный ранее паровой привод (имеющий такие недостатки, как громоздкость и большая масса, низкий КПД, длительность растопки парового котла, необходимость в обслуживании парового котла при перерывах в работе крана) в настоящее время почти полностью вытеснен приводом от двигателей внутреннего сгорания.
3.2. Ручной привод.
Ручным приводом снабжают краны малой грузоподъемности. работающие с малыми скоростями подъема груза, поворота или передвижения, а также лебедки, тали и домкраты.
Производительность грузоподъемных машин с ручным приводом в основном зависит от усилия, прикладываемого рабочим к приводной рукоятке или тяговому колесу. Причем это усилие по различным причинам (утомляемость рабочего и др.) не является постоянным. Поэтому для машин, работающих в напряженном режиме, целесообразно применять механический или автоматический привод управления.
При расчете элементов механизмов с ручным приводом на прочность исходят из усилия, прикладываемого к приводной рукоятке и равного 800 Н. В механизме с тяговой цепью это усилие составляет 1200 Н.
3.3. Электрический привод.
В грузоподъемных машинах применяют электропривод с двигателями постоянного и переменного тока. Основным преимуществом двигателей постоянного тока является возможность регулирования скорости в широких пределах и получения механических характеристик, наиболее полно удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к работе грузоподъемных машин. Кроме того, двигатели постоянного тока обладают большей перегрузочной способностью и более напряженным режимом работы.
Электропривод с двигателем переменного тока по сравнению с приводом постоянного тока обладает более низкой стоимостью и меньшими затратами при эксплуатации, вследствие более простой и надежной конструкции. Кроме того, электродвигатели переменного тока получают электроэнергию непосредственно из сети, а для электродвигателей постоянного тока требуются индивидуальные или цеховые преобразовательные устройства.
В грузоподъемных машинах используют специальные крановые, металлургические двигатели и двигатели общепромышленного назначения. Специальные крановые двигатели отличаются от двигателей общепромышленного применения повышенной перегрузочной способностью и надежностью работы при частых пусках и остановках. Перегрузочная
способность электродвигателей оценивается коэффициентом
Tн ,где Tmax и Tн – соответственно максимальный и номинальный моменты, развиваемые двигателем.
Для крановых электродвигателей переменного тока коэффициент λ составляет 2,5–3,4, а двигателей постоянного тока в пределах 2,5–4,0. Крановые двигатели имеют повышенную механическую прочность, могут работать с частыми перегрузками, а также с частотой вращения, превышающей в 2,5 раза номинальную. В электроприводе грузоподъемных машин применяют крановые асинхронные двигатели серии МТКF и металлургические двигатели серии МТКН с короткозамкнутым ротором и серий МТF и МТН с фазным ротором, рассчитанные на номинальное напряжение 220, 380 и 500 В, и крановые двигатели постоянного тока серий МП, ДП, КПДН с номинальным напряжением 110, 220 и 440 В. Широкое применение находят также асинхронные короткозамкнутые двигатели общепромышленного назначения серии 4АС с повышенным скольжением, серии 4АР с повышенным пусковым моментом и асинхронные фазные двигатели серий АК и АСК.
А с и н х р о н н ы й к о р о т к о з а м к н у т ы й д в и г а т е л ь является наиболее простым по конструктивному исполнению и надежным в эксплуатации. Характеристика его приведена на рис. 3.1.
Рисунок 3.1– Характеристика асинхронного короткозамк-нутого двигателя: nн, nк – соответственно номинальная и критическая частота вращения; nн'– номинальная частота вращения в режиме генераторного торможения; Tmax, Tп, Tн – соответственно максимальный, пусковой (начальный) и номинальный моменты двигателя.