3-2. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ УСТРОЙСТВ
Схемы управления.
Электродвигатели кранов и подъемников, а также некоторых станков и прессов работают в повторно- кратковременном режиме, характеризующемся чередованием периодов работы (нагрузки и паузы), во время которых двигатель имеет холостой ход или останавливается. Частые пуски при повторном кратковременном режиме вызывают усиленный нагрев двигателей, поэтому для такого режима выпускают специальные крановые электродвигатели. Они допускают значительные перегрузки по сравнению с обычными и имеют нормальную мощность при определенном значении коэффициента ПВ, называемого относительной продолжительностью включения и определяемого в процентах из формулы
где tр — общее время работы электродвигателя за один полный цикл; t0 — общее время пауз за один полный цикл.
Предположим, что цикл работы двигателя вертикального перемещения крюка составляет 200 с (спуск холостого крюка, остановка для закрепления груза, подъем, остановка, во время которой мост с грузом перемещается, спуск с грузом, остановка для снятия груза с крюка и подъем холостого крюка),
Время работы двигателя под нагрузкой tр в течение одного цикла составляет 50 с, а время пауз (остановки и холостой ход) t0— 150 с. В этом случае относительная продолжительность включения
Двигатели для повторно-кратковременного режима изготовляют для работы с ПВ=15, 25, 40, 60% и рассчитывают на время одного цикла, равное не более 10 мин.
Мостовые краны и подъемники выпускают с двигателями для работы как на переменном, так и на постоянном токе. Наиболее распространены мостовые краны и лифты, работающие на трехфазном переменном токе.
В комплект пускорегулирующей аппаратуры краноновых электродвигателей входят, тормозные магниты, контроллеры, панели управления и защиты, устанавливаемые в кабине крановщика, и пусковые сопротивления. Тормозные магниты служат для быстрого торможения, остановки механизмов и удержания на высоте поднятого груза после остановки электродвигателя. В электрических схемах кранов наряду с механическим торможением тормозными магнитами, которые зажимают тормозные колодки вала электродвигателя, применяют электрическое торможение (противовключением, переводом двигателя в генераторный режим и др.).
Для кранов применяют контроллеры барабанного и кулачкового типов (в зависимости от количества включений в час).
Панели управления и защиты содержат в зависимости от схемы крана контакторы, рубильники, предохранители, реле и пр.
Крановые сопротивления предназначены для пуска двигателей. Их выпускают в виде ящиков с чугунными и фехралевыми сопротивлениями.
На рис. 3-27 показана схема управления крановым трехфазным асинхронным двигателем с фазным ротором при помощи кулачкового контроллера. В верхней части барабана контроллера происходит включение схемы статора двигателя. Фаза сети Л2 после включения рубильника Р подается непосредственно к выводу С2 статорной обмотки, минуя контроллер. Две другие фазы сети Л1 и Л2 после включения рубильника попадают на пальцы контроллеров С1 и С3, к которым также подключены выводы С1 и С3 статорной обмотки.
Рис. 3-27. Схема управления крановым трехфазным асинхронным двигателем при помощи кулачкового контроллера.
Контроллер имеет по пять положений влево и вправо. Для каждого положения звездочка указывает на замкнутое состояние контакта; отсутствие ее означает разомкнутое состояние контакта. При среднем (нулевом) положении контроллера электродвигатель не работает, так как к статору подключена только одна фаза Л2.
При повороте штурвала контроллера влево в первое положение фаза Л1 соединяется с выводом С1, а фаза Л3 — с выводом С3 и электродвигатель начинает работать. Нетрудно проследить по схеме, что при дальнейшем повороте штурвала контроллера влево до последнего, пятого, положения соединение фаз Л1 и Л3 с выводами С1и С3 не изменяется, двигатель работает во всех положениях в одну сторону. При повороте штурвала в нулевое положение контакты разомкнутся. Катушка тормозного магнита ТМ при этом положении контроллера обесточится и его якорь отпадает, в результате чего тормозные колодки зажмут шкив двигателя и последний остановится.
При переводе штурвала контроллера в правое положение фаза Л1 попадает не на вывод C1, как ранее, а на вывод С3. Соответственно фаза Л3 попадет на вывод С1 и двигатель начнет вращаться в обратном направлении.
В нижней части контроллера собрана схема включения сопротивлений, введенных в цепь ротора электродвигателя. При положении контроллера 1 три сопротивления полностью введены и двигатель, потребляя небольшой ток, начинает развертываться. В положении 2 замыкается контакт Р5, при этом часть сопротивления P5—P6 выводится (шунтируется). В последнем положении 5 все сопротивления полностью выведены, ротор электродвигателя закорочен и развивает нормальную скорость вращения.
Грузовые подъемники могут иметь рычажное и кнопочное управление. Наибольшее применение получили подъемники с кнопочным управлением. При кнопочном управлении кабина подъемника автоматически останавливается на том этаже, кнопку-указатель которого нажали.
Рис. 3-28. Схема кнопочного управления четырехэтажным грузовым подъемником.
Схема кнопочного управления четырехэтажным грузовым подъемником (рис. 3-28) включает двигатель трехфазного тока Д, тормозной электромагнит ТМ, сетевой рубильник 1Р с предохранителями 1П, панель управления с двухполюсным рубильником 2Р, предохранителями 2П и контакторами КВ и КН. Имеются также этажные реле ЭР, этажные переключатели ЭП, дверные контакты шахты ДКШ, контакт ловителя слабины троса КЛ и кнопочная станция ЭТ в кабине подъемника.
Схема работает следующим образом. Допустим, что лифт надо отправить на третий этаж. Нажимают кнопку третьего этажа (предварительно должны быть включены рубильники 1P и 2Р), образуется замкнутая цепь: фаза Л3 — рубильник 2Р — предохранитель 2П — размыкающие контакты дверей шахты 1ДКШ, 2ДКШ, 3ДКШ, 4ДКШ — нормально замкнутая кнопка Стоп с самовозвратом с размыкающим контактом — размыкающий контакт ловителя КЛ — размыкающий блок-контакт КН — катушка КВ — контакт переключателя 3ЭП — катушка реле 3ЭР — кнопка 3 этажа — размыкающие блок-контакты КВ и КН — предохранитель 2П — рубильник 2Р — фаза Л2. В результате срабатывает реле 3ЭР и своим блок-контактом шунтирует кнопку третьего этажа, которую можно отпустить. Одновременно включается катушка контактора КВ п последний включает двигатель Д в сеть: при этом также включается в сеть тормозной магнит ТМ и освобождает тормоз, вследствие чего двигатель поднимает кабину вверх. При включении контактора КВ размыкается его блок-контакт в цепи кнопок управления и во время хода кабины они не действуют; можно только остановить кабину кнопкой Стоп. Когда кабина дойдет до третьего этажа, этажный переключатель ЗЭП станет в нейтральное положение (как показано на рисунке для второго этажа). При этом цепь катушки контактора КВ размыкается, и он отключает двигатель Д, а также питание тормозного магнита.
Электротали (тельферы) широко применяют в промышленных цехах для перемещения грузов массой до 3 т. Тельферы передвигаются по монорельсовому пути и имеют два реверсивных двигателя Д1 и Д2 (рис. 3-29).
Рис. 3-29. Схема управления тельфером.
При нажатии сдвоенной кнопки Подъем включается контактор П и двигатель Д1 работает на подъем, пока кнопку подъема держат в нажатом состоянии. В это время цепь катушки контактора спуска С разомкнута кнопкой подъема и блок-контактом П. При достижении предельной высоты подъема срабатывает путевой конечный выключатель ВК—П, контактор П отключается и двигатель Д1 останавливается. При нажатии кнопки Спуск происходит аналогичное включение контактора С и двигатель Д1 работает в обратном направлении (на спуск).
Второй двигатель Д2 горизонтально перемещает тельфер вперед и назад. Включение двигателя Д2 происходит по схеме, аналогичной схеме включения двигателя Д1.
Контакторы В—Н и П—С имеют механическую блокировку, исключающую одновременность операций подъема и спуска с горизонтальным перемещением.
Монтаж крановых троллеев.
Крановые троллеи разделяются на главные (продольное перемещение мостового крана, кран-балки) и вспомогательные (поперечное перемещение тележек с грузоподъемными лебедками). Главные троллеи обычно выполняются из полос профильной угловой стали, швеллеров пли двутавров, укрепляемых на кронштейнах — троллеедержателях вдоль подкрановых путей. Для кранов большой мощности троллеи могут быть выполнены из железнодорожных рельсов (узкоколейных и ширококолейных).
Вспомогательные троллеи, монтируемые на кронштейнах — троллеедержателях, установленных вдоль фермы самого мостового крана, выполняются либо из угловой стали меньшего сечения, чем главные троллеи, либо специальными медными троллейными проводами круглого (марка ТФ сечением 30—100 мм2) или фасонного сечения (марка ТФ сечением 65—100 мм2).
Для уменьшения падения напряжения и потерь энергии в протяженных стальных троллеях нередко требуется подпитка их в нескольких точках. Подпитку осуществляют либо типами из алюминия и меди, проложенными параллельно троллеям, либо кабелями пли проводами от силовых пунктов, расположенных в цехе вдоль трассы троллеев. В местах температурных швов здания стыки троллеев соединяют гибкими компенсаторами из алюминиевых ленточных или проволочных пакетов.
Монтаж троллейных кронштейнов представляет трудоемкую операцию, к тому же выполняемую на значительной высоте. Поэтому специализированные электромонтажные организации уделяют большое внимание максимальной индустриализации этих работ путем заводского изготовления комплектных конструкций.
Рис. 3-30. Троллеедержатели.
а — типа ДТ-2И-М; б — ДТН-2А1; 1 — шпилька М-16 с гайками; 2 — резиновые шайбы; 3 — полиэтиленовые трубки; 4 —несущая стальная скоба; 5 — изоляторы; 6 — держатель троллея; 7 — держатель пластинка с прорезями.
Трест Электромонтажконструкция (Минмонтажспецстрой СССР) выпускает серию троллейных кронштейнов К33 — К37 в комплекте с типовыми троллеедержателями, а в ряде серий — с троллейбусными изоляторами.
Для небольших нагрузок, до 90 кгс, и внутренней установки выпускается троллеедержатель типа ДТ-2И-М (рис. 3-30), состоящий из двух изоляторов, на которых крепится несущая скоба 4 из листовой стали 8 мм. На несущей скобе закреплен держатель, в пазу которого устанавливается троллей.
Для нагрузок до 300 кгс и наружной установки применяют держатель типа ДТН-2А-1 (рис. 3-30, б). Здесь держатель троллея представляет собой пластину с двумя прорезями для скользящего соединения пластины с несущей скобой. Троллей непосредственно приваривается к пластине.
Для стальных троллеев уголкового профиля 50Х50Х6 мм и 75X75X8 мм выпускаются троллеедержатели типа У1246 и У1247 (рис. 3-31). Троллей закрепляется на троллеедержателе круглой шпонкой, привариваемой при монтаже к полке троллея.
Троллеедержатели в свою очередь крепят на кронштейнах, отдельные типы которых показаны на рис. 3-32.
В последние годы заводы Главэлектромонтажа начали выпускать готовые секции главных троллеев для мостовых кранов грузоподъемностью до 75 т из стального уголка 50X50X5 и 63X63X6 мм, длиной по 6 м. Троллейные секции выпускаются двух типоразмеров: в сборе с алюминиевыми подпиточными шинами (тип К582-589) и без подпиточных шин (тип К580-581). Троллейные секции после установки на троллеедержатели соединяют сваркой.
Рис. 3-31. Троллеедержатели типа У1246 и У1247.
1 — шпонка; 2 — изолятор.
При монтаже крановых троллеев необходимо обеспечить выполнение следующих основных требований:
выдержать расстояние не менее 50 мм в свету между любыми токоведущими частями, а также между токоведущими частями и не изолированными от земли конструкциями;
тщательно выправить троллеи до их установки так, чтобы отклонения от основных осей не превышали ±10 мм в горизонтальной плоскости и ±20 мм в вертикальной. В связи с этим требованием выпрямленные в МЗУ или на заводе троллеи необходимо транспортировать к месту монтажа, складывать и поднимать на место установки с большой осторожностью.
Каждый троллей в середине участка между двумя компенсаторами закрепить жестко только в одной точке; в остальных точках крепления должна быть обеспечена возможность продольного смещения;
выдержать зазор не менее 30 мм между троллеями у температурных швов здания в местах установки компенсаторов (токоприемник должен свободно проходить зазор);
правильно окрасить троллеи: либо все три фазы — в красный цвет, либо для переменного тока — в желтый, зеленый и красный, а для постоянного — в красный и синий.
Лучше всего выполнять монтаж крановых троллеев, используя для этой цели мостовой кран, уже смонтированный механо-монтажниками, передвигая его вручную крановой лебедкой.
При этом способе к мостовому крану подвешивают инвентарную люльку, в которой размещаются два электромонтера; люлька должна иметь полку, на которую укладывают поднятые лебедкой троллейные кронштейны и пакеты троллеев.
Рис. 3-32. Кронштейны для крепления троллеедержателей, а — К34В; б — 37Б; в — тельферный К-21.
Если мостовые краны к моменту монтажа троллеев не смонтированы, монтаж их выполняют с помощью монтажных тележек, передвигаемых по подкрановым путям. Одна из конструкций таких тележек, внедренная в тресте Уралэлектромонтаж, показана на рис. 3-33.
Тележка собрана из стальных труб и сортового металла и передвигается по рельсу подкранового пути на двух направляющих колесах с ребордами.
Рис. 3-33. Тележка для монтажа крановых троллеев, внедренная в тресте Уралэлектромонтаж.
Тележка имеет специальное захватное устройство с маховиком (узел А) для предотвращения срыва тележки с рельса и лебедку с блоком для подачи троллеев и опорных конструкций. В ряде электромонтажных трестов применяют другие конструкции передвижных монтажных тележек, передвигающихся по рельсу подкранового пути, а также используют для монтажа троллеев телескопические автомобильные вышки и автогидроподъемники.
Дальнейшим этапом индустриализации трудоемких работ по монтажу крановых троллеев является переход к комплектному троллейному шинопроводу. Трестом Электромонтажконструкция разработан и выпускается комплектный троллейный шинопровод типа ШТМ-70, который представляет собой четыре медных троллея (три фазы и нуль), смонтированных в сплошном стальном кожухе, имеющем снизу продольную щель. Внутри кожуха перемещается токосъемная тележка на 25 А, которая соединяется с передвигающимся механизмом гибким кабелем. Шинопровод ШТМ-70 предназначен для питания кранов небольшой грузоподъемности, кран-балок, тельферов и различных электромеханизмов в помещениях с нормальной средой.
Монтаж кранового электрооборудования.
Техническими условиями предусматривается поставка кранового электрооборудования в виде максимально укрупненных монтажных узлов с выполненным на заводе монтажом электрической части.
При поставках кранового электрооборудования «россыпью» специализированные электромонтажные организации применяют индустриальный метод монтажа, при котором электрооборудование кабины управления собирается в монтажно-заготовительных мастерских, после чего ее в виде законченного блока доставляют в зону монтажа, поднимают и крепят к мосту крана. Остальные элементы электрической части крана также заготовляются по узлам в мастерских и собираются на крапе.
На тележке крана до его сборки должны быть смонтированы: бугель с токосъемником, путевые выключатели и тормозные магниты. На мосту крана до его подъема необходимо установить все аппараты (панели управления, путевые выключатели, сопротивления, тормозные магниты и т.д.).
Электропроводки крана должны быть доступны для эксплуатации и защищены трубами или коробами в тех местах, где при ремонтных работах возможны повреждения. Кроме того, электропроводки защищают от порчи изоляции смазочными маслами, а также от нагрева в горячих цехах.
Открытая прокладка по кранам изолированных проводов (кроме проводов с пластмассовой изоляцией) допускаются лишь в помещениях с нормальной средой. При этом необходимо применять короба и лотки, в которых провода должны прокладываться не более чем в два слоя. В местах, где возможны механические повреждения проводов или попадание на них масла, электропроводки выполняют в стальных трубах или коробах.
Подходящие к электрическим аппаратам крана провода от различных двигателей объединяют в общие пучки. Учитывая воздействия толчков и вибрации при работе крана, концы проводов для предохранения их от поломки необходимо жестко закреплять на расстоянии не более 200 мм от вводов в аппараты.
Трубные проводки на кранах выполняют по нормативам, установленным для этих проводок в зависимости от среды и характера помещения, при этом допускается прокладка в одной трубе проводов различного назначения (кроме цепей освещения), а крепление труб выполняется на расстоянии не менее 1,5 м для труб Dy до 3/4" и 2,5 м для труб Dy от 1" и более.
При установке контроллеров и командоконтроллеров необходимо выдерживать расстояния между ними не менее 100 мм, а рукоятки и маховики управления от уровня пола кабины управления располагать не выше 1 150 мм и не ниже 1 050 мм. Ящики сопротивлений требуют надежного крепления во избежание вибрации и, поскольку они являются оголенными токоведущими частями, должны иметь ограждение, исключающее возможность прикосновения к ним во время работы.
Путевые конечные выключатели или другие ограничители хода подъемных механизмов при установке регулируют так, чтобы крюк крана останавливался на расстоянии не менее 200 мм до верхнего предельного положения. Точно так же необходимо отрегулировать расположение и длину линеек, воздействующих на конечные выключатели движения моста, и тележки крана, обеспечивающие остановку моста или тележки крана, на расстоянии не менее 250 мм до предельного упора.
Иногда в одном пролете работает несколько мостовых кранов; в этом случае линейки ограничения хода мостов двух соседних кранов регулируют так, чтобы остановка кранов обеспечивалась на расстоянии не менее 0,4 м друг от друга. Тормозные устройства регулируют и проверяют на свободный ход моста крана, крюка, тележки, с момента отключения тока; свободный ход моста не должен превышать 15—25 мм. Сцепление и регулировку тормозов выполняют механо-монтажники.
