Конструкция мостового крана

Конструкция мостового крана

1. Основные механические узлы крана

Электрооборудование крана состоит из электродвигателей, пускорегулирующей и защитной аппаратуры, конечных выключателей, гибкого токоподвода  для питания механизмов подъема (опускания) грузов и передвижения тележки, кабелей и проводов, возможно наличие осветительной и сигнальной аппаратуры.

На кране устанавливаются  приборы и устройства безопасности, в том числе: конечные выключатели (ограничивают движение механизмов подъема, передвижения крана и крановой тележки), нулевая защита.

Пускатели, автоматы и другая аппаратура устанавливаются  в электрошкафах.

Используются асинхронные  электродвигатели импортного производства (Германия, Дания, Болгария) со встроенным дисковым или конусным тормозом. Данные электродвигатели обеспечивают более высокое число и периодичность включений, что приводит к более надежной работе крана, простоте обслуживания и снижению потребляемой мощности крана. Грузовая тележка

Рама грузовой тележки представляет собой сварную  конструкцию, на которой размещены механизмы подъема и передвижения. Грузовая тележка смонтирована на четырех одно-(двух-)ребордных колесах, прирепленных к раме при помощи букс. Механизм передвижения тележки имеет два (или один) привода, установленных на валах приводных колес. В качестве механизма передвижения крана используются мотор-редукторы известных европейских производителей (Германия, Испания, Дания, Болгария).

Крутящий момент от мотор - редуктора передается непосредственно  на вал приводного колеса.

Применение данного типа привода повышает надежность крана, уменьшает расходы на техническое обслуживание.  Концевые балки

Кран передвигается  на концевых балках, каждая из которых  имеет пару катков, один приводной  и один холостой.

Большинство заводов  изготавливают металлоконструкцию концевой балки из двух полумостов, таким образом, при монтаже возникают сложности со сборкой крана, так как очень сложно соблюсти соосность колес перемещения крана, вследствие чего возникают дополнительные осевые нагрузки на колеса передвижения крана, что приводит к износу крановых колес и их подшипников. Данную проблему конструкторы других предприятий решали за счет увеличения  диаметра колеса передвижения крана.

Технология работы мостового крана.

Первый мостовой кран , полностью сконструированный из дерева, увидел свет в Париже, в начале 19 века. Для того, чтобы привести его в действие требовалась значительная мускульная сила, поскольку кран был оснащен ручным приводом. В 1880 году немецкие инженеры сконструировали мостовой кран электрический с одним электродвигателем, а уже 9 лет спустя американцы ввели в использование аналогичный кран с тремя электроприводами. Кран мостовой представляет собой грузоподъемную конструкцию, состоящую из моста, который перекрывает весь пролет цеха и грузовой тележки, оснащенной механизмом подъема и передвижения. Мост передвигается при помощи крановых рельсов, которые установлены на подкрановых балках, а тележка- по рельсам моста крана. Грузозахватную функцию выполняют крюки, электромагниты, грейферы,захваты и т.д. По своему назначению кран мостовой электрический может быть общим, специальным и металлургическим. В зависимости от различий конструкции кран мостовой подразделяется на одно- и двубалочные разновидности. Способ опирания на крановый путь определяет разделение крана мостового электрического на опорные и подвесные типы. Скорость подъема грузозахватного устройства крана мостового электрического может варьироваться от 2 до 40 м/мин, скорость передвижения тележки от 40 до 60 м/мин, скорость движения моста может достигать 125 м/мин. Кран мостовой может применяться для грузоподъемных работ как на закрытых, так и на открытых площадках и складах для подъема и перемещения сыпучих веществ и металла. Грузоподъемность крана мостового электрического может достигать 500 тонн при высоте подъема до 50 метров. Срок службы крана мостового электрического определяется нагрузками и интенсивностью использования и, как правило, превышает 10 лет. Использовать кран мостовой можно при температуре от -20 до +40 градусов, при этом, в воздухе не должно быть паров щелочи или кислоты, а также взрыво- или пожароопасных веществ. 

1.2  Кинематическая  схема привода механизма перемещения  моста. 
 
 
 
 

Для привода моста  применяются одно- или двухдвигательные схемы. Если пролёт моста L_м = 18 м.применяется двухдвигательный привод.

Двухдвигательный  привод моста. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Раздел 2. Требования к электрооборудованию  крана.

     2.1  Электроснабжение и основные  защиты крана.

     2.2 Режимы  работы электрооборудования крана.  Расчет продолжительности включения ПВ= 15,25,40,60%

     Для расчета времени цикла работы крана и продолжительности включения  электрооборудования строится временная  диаграмма работы привода подъема  тележки и моста.

 

     Рассчитываем  время работы привода подъема тележки и моста, в сек.

       t_р.п=

;

     t_р.т.=

;

     t_p.м.=

;

     где:

     Н –  высота подъема, м.

     Lм – пролет моста , м.

     

     Lп.п. – длинна подкрановых путей ,м.

     Vп,Vт,Vм – скорости передвижений подъема , тележки, моста , м/с.

     t_р.п=

=200 

     t_р.т.=

=42 

     t_p.м.=

=42 

     Время цикла работы крана 

     Т_цикла= 4 t_р.п + 2 t_р.т+ 2 t_p.м.+2 t_с.=4*200+2*42+2*42+2*120=800+84+84+240=1208 сек.

     Продолжительность включения электроприводов крана :

     ПВ_п=  *100% ; 

     ПВ_т=  *100% ; 

     ПВ_м=  *100% ; 

     ПВ_п=

*100% =66% 

     ПВ_т=

*100% = 7% 

     ПВ_м=

*100% =7%

      

     Исходя  расчета ПВ задается стандартной  продолжительностью ПВ_ст.=15,25,40,60%

     и определяем режим работы электрооборудования.

     Стандартная продолжительность ПВ _ст.= 25% ;режим работы –средний.

     

     

     Раздел 3. Расчет мощности двигателя перемещения  моста. 

     3.1 расчет  статических нагрузок и предварительный   выбор мощности двигателя.

     Статическая нагрузка на двигатель горизонтального  перемещения создается силой трения между приводными колесами и направляющими. Данная сила создает реактивный момент сопротивления, всегда противодействующий движению моста крана.  

     Статическая мощность двигателя моста при  перемещении с грузом:

     Р_г.м.= k_тр

_*10^-3 кВт,

     где:

k_тр – коэффициент  трения ходовых колес о рельсы ( 2-2,5);

μ- коэффициент  трения в опорах ходовых колес ( К трения скольжения =0,02 );

f – Коэффициент трения качения (0,007);

R – радиус катков моста,  м.;

r – радиус цапфы колеса , м.;

G – сила тяжести груза ,Н ;

G₀ – сила тяжести моста, Н;

n – КПД механизма моста(0,75)

G = m * g

где:

m – грузоподъемность, кг;

g – ускорение свободного падения(9,8 м/с²)

G₀ = m_м * g

где:

m_м – вес моста, кг. 

Р_г.м.= 2

_*10^-3 =61 кВт. 

Статическая  мощность при перемещении без  груза. 

     Р_м.о.= k_тр

_*10^-3 кВт, 

     где:

     n_o – КПД  механизма подъема без груза

n_o =

 

Кзагр.=

; 

Кзагр.=

=0,4 

n_o =

=0,6 

     Р_м.о.= 2

_*10^-3 =31 кВт.

       Эквивалентная мощность двигателя: 

     Рэкв.=    = 

кВт ; 

     Рэкв. =  

= 196644/3360=25,6кВт. 

     Номинальная мощность двигателя выбирается по условию: 

     Рном 

Кзап. * Рэкв.

     где:

     Кзап. – коэффициент запаса (1,1);

     Если  пролет моста >18 м.,для привода выбираем 2 двигателя по условию:

     

     Рном   

     Рном 

=14 кВт.

       По номинальной мощности выбираем  двигатель:

     Двигатель:МНТ512-8

     Мощность-45кВт;

     n – 700 об/мин.;

     КПД-80%

     Ммах.-569;

     Момент инерции-0,537 кг*м;

     I_2ном-59 А;

     Е_2ном – 206 В.

     Для выбранного двигателя рассчитываем передаточное число редуктора 

     I_p=

     где:

     П-3,14;

     n-номинальное число оборотов двигателя, об/мин.;

     Dкм-диаметр катков моста, м.  

     I_p=

=10

     По  справочнику подбираем редуктор с ближайшим стандартным передаточным числом. Выбираем одноступенчатый редуктор со стандартным передаточным числом 10.