Критерии и обоснование выбора мощности и двигателей, обеспечивающих надежную работу в заданном режиме. Расчет и выбор защиты от токов перегрузки, короткого замыкания, нулевой защиты и блокировки. Подтверждение правильности выбора элементов схемы.
Тележка передвигается по всей длине моста, и состоит из двигателя, вспомогательного устройства и передающих устройств и ходовых колес. Механизм передвижения моста выполняют с раздельным приводом, что позволяет мосту в аварийных случаях перемещаться на одном двигателе. Так при выборе двигателя для механизма подъема производят выбор типа двигателя в первую очередь зависимости от массы груза, который необходимо поднять. Выбор двигателя производим по условиям по мощности, по угловой скорости и частоте вращения двигателя. Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям: 1. регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах для обычных кранов до 4?1, для специальных кранов до 10?1 и более в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку - с большей скоростью для увеличения производительности крана.
Введение
Кран грузоподьемностью 50 тонн расположен на металлургическом предприятии в цехе блюминга (в помещении нагревательных колодцев).
В этом помещении расположены нагревательные колодцы, в которых слитки (поступившие из мартеновского цеха) нагреваются в печах. Задача крана состоит в том, чтобы перегружать слитки с слитковоза в печи и обратно, но на другой слитковоз, доставляющий слитки к приемному рольгангу.
В качестве грузозахватного устройства используется крюковое устройство на которое подвешивается клещевой захват.
Кран состоит из трех основных частей: механизма подъема, тележки и моста.
Механизм подъема расположен на тележке. Он состоит из двигателя, вспомогательных и передающих устройств и барабана.
Тележка передвигается по всей длине моста, и состоит из двигателя, вспомогательного устройства и передающих устройств и ходовых колес.
Механизм передвижения моста выполняют с раздельным приводом, что позволяет мосту в аварийных случаях перемещаться на одном двигателе. На мосту также расположена кабина, из которой ведется управление технологическим процессом крана. Кабина защищена теплоизоляционным слоем от лучистой энергии и снабжена аппаратурой для кондиционирования воздуха.
Все механизмы оснащены конечными выключателями и тормозными устройствами. Конечные выключатели предохраняют механизмы от выхода за пределы передвижения механизма. Тормоза предназначены для фиксации вала двигателя в нерабочем положении.
Электроснабжение крана осуществляется переменным током с частотой 50 герц
И линейным напряжением 380В
Питание осуществляется при помощи троллеев, закрепленных изоляторами к скобе колонны здания, расположены главные троллеи, которые питают двигатели
Механизма подъема и передвижения тележки.
Питание главных троллеев осуществляется кабелем, при условии отсутствия опасности взрыва или пожара, проложенным на лотках по стенам.
1.
Общая часть
1.1 Выбор системы электропривода
Выбор системы электропривода крана определяется в значительной мере требованиями к его механическим характеристикам, а эти требования изменяются в зависимости от рода технологических операций, выполняемых краном.
В связи с разнообразными рабочими машинами, применяемыми для крановой промышленности, предъявляют различные требования к их электроприводам.
Так, для монтажных кранов необходимы жесткие механические характеристики и большой диапазон регулирования, в то время как для магнитных кранов, транспортирующих скрап, стружки и т.п. указанные требования не играют роли.
В настоящее время для кранового привода применяются следующие системы: 1. Схемы с силовыми контроллерами.
2. Схемы с магнитными контроллерами.
3. Схемы с асинхронными двигателями с фазным ротором и тиристорным управлением в цепи роторами.
4. Схемы с асинхронными двигателями с фазным ротором и тиристорным управлением в цепи статора.
5. Системы с двигателями постоянного тока, управляемыми по системе Г-Д.
6. Системы с двигателями постоянного тока, управляемыми по системе ТП-Д.
Для правильного выбора электропривода необходимо тщательно разработать техническое задание, в котором должны быть отражены: 1. Характер статического момента;
2. Требования к регулировке скорости; диапазон и направление регулировки; плавность стабильность работы на искусственных характеристиках;
3. Условия пуска и торможения;
4. Количество включений в час и другие требования;
В первую очередь необходимо выяснить необходимость в регулировке скорости. При нерегулируемом приводе следует применять двигатели переменного тока как они наиболее просты, дешевы и надежны в эксплуатации.
Наиболее простыми, дешевыми и наиболее применяемым являются двигатели переменного тока с фазным ротором типов MTF, МТН, у которых основным номинальным режимом является повторно-кратковременный режим с относительной ПВ=40%. Изготавливаются электродвигатели на частоту 50 Гц и напряжение 380 В, 220 В или 500 В при синхронной частоте вращения 1000, 750 и 600 об/мин. По способу защиты от воздействия окружающей среды - закрытые, обдуваемые.
В случае частых пусков двигателя и значительных пиков нагрузки необходимо целесообразно применять двигатели кранового типа. При значительных колебаниях статического момента целесообразно применение двигателей с повышенным скольжением, а при значительной во время пуска величине статического момента двигателей с повышенным пусковым моментом.
Таким образом, необходимо выбрать для проектируемого крана схему либо силового, либо магнитного контроллера. Силовой контроллер требует меньше затрат на эксплуатацию, имеет небольшую массу и габариты.
Наконец силовые контроллеры могут быть применены лишь для двигателей малой мощности: - для асинхронных двигателей с фазным ротором без применения реверсоров - до 30 КВТ, при напряжении 380 В, с применением реверсоров до 75 КВТ при напряжении 380 В;
- для двигателей постоянного тока при напряжении 220 В до 25 КВТ.
Применение магнитных контроллеров позволяет автоматизировать процессы пуска и торможения, при этом машинист рукоятку командоконтроллера может переводить в любом направлении с любой скоростью. Усилие воздействия на контроллер меньше, чем на силовой, что также облегчает труд машиниста.
Мощность двигателей управляемых магнитными контроллерами достигает 150 КВТ. Недостатками магнитных контроллеров являются: большие габариты и масса, высокая первоначальная стоимость, более высокие эксплуатационные расходы ввиду необходимости обслуживать большое число электроаппаратов.
Так при выборе двигателя для механизма подъема производят выбор типа двигателя в первую очередь зависимости от массы груза, который необходимо поднять. В зависимости от этого находим расчетную мощность двигателя. Выбор двигателя производим по условиям по мощности, по угловой скорости и частоте вращения двигателя. Кинематическая схема 1
При выборе двигателя для механизма передвижения моста производят выбор двигателя в зависимости от массы груза и массы крана. Только для этого механизма выбираем два двигателя. Также выбор двигателя производится по трем условиям. Кинематическая схема 2
При выборе двигателя механизма передвижения тележки производят выбор двигателя по трем условиям указанным выше. Кинематическая схема 3
При необходимости регулирования скорости рабочей машины возникает вопрос о выборе рода тока привода. Определенные успехи, достигнутые в регулировке скорости АД позволяет во многих случаях использовать АД с фазным ротором.
Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям: 1. регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах для обычных кранов до 4?1, для специальных кранов до 10?1 и более в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку - с большей скоростью для увеличения производительности крана.
2. обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.
3. ограничение ускорений до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов.
Рис. 1. Кинематическая схема механизма подъема.
1 - тормозное устройство
2 - двигатель
3 - редуктор
4 - барабан
5 - полиспаст
Рис. 2. Кинематическая схема механизма передвижения моста
3 - двигатель двигатель мощность замыкание блокировка
1.2 Выбор рода тока и величины питающего напряжения
Электрооборудование кранов может быть выполнено как на переменном, так и на постоянном токе.
Достоинствами переменного тока является: 1. Меньшая стоимость асинхронных двигателей по сравнению с двигателями постоянного тока.
2. Отсутствие необходимости в преобразователях переменного тока в постоянный, что также удешевляет электрооборудование.
3. Простота обслуживания и ремонт асинхронных двигателей.
Недостатками переменного тока является: 1. Электроаппаратура с катушками на переменном токе и тормозные электромагниты переменного тока работают менее надежно, чем на постоянном токе (катушки при частных отключениях перегреваются изза больших токов включения, при витковом замыкании хотя бы одного витка катушки перегревается и выходит из строя; при недовключении тормоза или аппарата катушка потребляет большой ток и перегревается).
2. Электрооборудование на переменном токе чаще выходит из строя в результате однофазных замыканий на землю.
Достоинствами постоянного тока для кранов является: 1. Электроаппаратура с катушками постоянного тока работает более надежно.
2. Для питания кранов требуется два троллея, а не три как на переменной токе.
3. За счет мягких механических характеристик двигателей постоянного тока последовательного возбуждения кран поднимает пустое грузозахватное устройство быстрее, чем груз, за счет чего повышается производительность крана.
Однако при всех преимуществах постоянного тока решающими соображениями является экономичность и простота обслуживания при применении переменного тока. Поэтому во всех случаях, когда можно применить переменный ток (особенно в новых цехах, когда не встает вопрос о большой реконструкции следует его применение).
Выбрав род тока, необходимо выбрать величину напряжения
В настоящее время оптимальной считается система 380/220 В так как она: 1. Позволяет использовать двигатели 380 В (при соединении звездой) и 220 В (при соединении треугольником).
2. Позволяет питать осветительную нагрузку непосредственно от силовой сети (без дополнительных трансформаторов), соединяя лампы одинаковой мощности в звезду.
По всем достоинствам и недостаткам переменного и постоянного тока выбирал род тока переменный, а величину напряжения 380/220 В.
2. Технологический процесс
Наш проектируемый кран грузоподъемностью 50 тонн расположен в цехе блюминга 1150 конструкции УЗТМ. Цех состоит из следующих пролетов: пролет нагревательных колодцев; становый пролет; машинный зал; скрапный пролет; два пролета для складов блюмов и слябов. Кран расположен в пролете нагревательных колодцев, где нагревают холодные слитки и подогревают горячие слитки.
Нагревательные камеры располагаются в пролете по 10-12 групп. Каждая группа состоит из двух камер, выложенных огнеупорный кирпичом. В каждую камеру загружают от 4 до 8 слитков в зависимости от их массы. Камеры закрывают крышками, которые открывают и закрывают вспомогательным краном.
Вдоль фронта нагревательных колодцев уложены три железнодорожных пути.
Платформы со слитками из стрипперного отделения поступают на два крайних пути. Расположенный у нагревательных колодцев третий путь используют для доставки слитков на слитковозе от нагревательных колодцев к приемному рольгангу. Слитки с платформ перегружают в нагревательные колодцы и из нагревательных колодцев падают на слитковоз клещевым колодцевым краном.
В мольку (кипер) слитковоза можно одновременно загружать два слитка, что повышает производительность слитковоза.
Для подъема слитков используют обычный клещевой захват.
Затем слитки прокатывают в становом пролете. После прокатки заготовки блюмов и слябов разрезаются на мерные длины. Затем слябы и блюмы взвешиваются на весах. После того, как слябы и блюмы взвешиваются их транспортируют на склад
3. Расчетная часть
3.1 Расчет мощности и выбор электрических двигателей
Расчет мощности и выбор двигателя механизма подъема: Рассчитываем максимальную статическую мощность двигателя, необходимую для подъема номинального груза: Рс= (Gr Go) •Vп/(1000•?н), КВТ; (1) где Gr - вес поднимаемого груза, Н;
Go - вес грузозахватного устройства, Н;
Vп - скорость подъема груза, м/сек;
?н - коэффициент полезного действия механизма.
Рассчитываем номинальный вес поднимаемого груза: Gr=мг •g, Н; (2) где мг - масса груза, кг;
g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;
Gr=50000•9,81=490500 Н.
Рассчитываем вес грузозахватного устройства: Go= mo•g, Н; (3) где мо - масса грузозахватного устройства, кг: Go=1630•9,81=15990 Н;
Рс=(490500 15990) •0,1 /(1000•0,75)=66,53 КВТ.
Рассчитываем предварительную мощность двигателя:
Рпред.=К• Рс, КВТ; (4) где К - коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма; для механизма подъема К=0,8;
Рпред.=0,8•66,53=53,22 КВТ.
Рассчитываем скорость вращения двигателя: ?дв.=(2•Vп •i •кп)/Dб, рад/с; (5) где кп - кратность полиспаста;
i - передаточное число редуктора;
DБ - диаметр барабана, м;
?дв.=(2•26 •8•0,1)/0,68=61,17 рад/с.
Рассчитываем время одной операции: tp=Нп/Vп, с; (6) где Нп - высота подъема груза, м;
tp=5,5/0,1=55 с.
Рассчитываем время цикла: тц =3600/Nц, с (7) где Nц - количество циклов в час;
тц =3600/5=720 сек.
Рассчитываем ориентировочную продолжительность включения: ПВОР =(k1•tp/тц)•100, %; (8) где k1 = 4 - количество операций в течение одного цикла;
ПВОР=(4•55/720)•100=30%.
Рассчитываем статический момент при подъеме груза, приведенный к валу двигателя при подъеме груза: Мпг =(Gr Go)•Dб/(кп • i • ?н •2), Нм; (9) где Dб - диаметр грузового барабана, м;
кп - кратность полиспаста;
?н - коэффициент полезного действия механизма;
Мпг = (490500 15990)•0,68/(26•8•0,75•2)=1103 Нм.
Рассчитываем статический момент, приведенный к валу двигателя при опускании груза: Мсг=(Gr Go)•Dб• ?н/(кп •i•2), Нм; (10)
Рассчитываем приведенный статический момент при подъеме грузозахватного устройства: Мпо= (Go•Dб)/(кп •i • ?o•2), Нм; (11) где ?o=0,18 - коэффициент полезного действия механизма при данной нагрузке; определяется по кривым ?o=f(Кз), приведенным на [3, рис. 23].
Выбираем двигатель в соответствии с условиями: Рн?Р`пред Мн /1?1,2 nн?nрасч
Так как двигатель удовлетворяет условиям, то выбираем по [2.с. 13; табл. 4] асинхронный двигатель с фазным ротором типа MTH611-10 с техническими данными: Таблица 1 Технические данные двигателя: Тип PH, КВТ NH, об/мин IHC, А cos? ?H, % IHP, А ПВ, % Mmax, Нм
MTH611-10 45 570 112 0.72 84 154 40 2320
Определяем номинальный момент двигателя: Мн= Рн/?н, рад/с; (16)
Мн=45000/59,6=755 Нм.
Проверяем двигатель по среднеквадратичному моменту: Мн / Мср.кв.=1?1,2 (17)
755/636=1,18
Так как двигатель удовлетворяет требованиям, то окончательно принимаем к установке двигатель типа MTH611-10
Расчет мощности и выбор двигателя механизма передвижения моста: Рассчитываем статическую мощность двигателя: Рс=(Fk•Vk)/(1000• ?н), КВТ; (18) где Fk - сила действующая на ободе ходового колеса, Н;
Vk - скорость передвижения моста, м/с.
Рассчитываем силу действующую на обод ходового колеса: Fk =? (Gk Gг)•((2f•10-2)/Dk ?•(d ц / Dk)), Н (19) где Gk - вес крана, Н;
Gг - вес груза, Н;
Dk - диаметр ходового колеса, м;
dц - диаметр цапфы ходового колеса, м;
= 0,02 - коэффициент трения в опорах осей ходовых колес; [1.с. 38] f = 0,08 - коэффициент трения качения колеса. ? = 2.4, коэффициент, учитывающий дополнительное сопротивление движению при отношении l/K =5, [1, c. 40]
Рассчитываем номинальную массу крана: Gk=Mk•g, Н; (20) где Мк - масса крана, т;
Рассчитываем статический момент при передвижении крана с грузом, приведенный к валу двигателя: Мсг=(Fk•Dk)/(2•i•?н), Нм; (27)
Мсг=(22844 •0,76)/(2•41,34•0,83)=253 Нм.
Рассчитываем статический момент при передвижении крана без груза приведенный к валу двигателя: Мсо = ?•Gk• ((2•f•10-2) / Dk ?• (dц /Dk))• Dk / (2•i• ?о), Нм; (28) где ?о = 0,81 - коэффициент полезного действия механизма при данной нагрузке. Определяется по кривым ?о=f(Кз), приведенным на [1, рис. 23].
Рассчитываем статический момент при передвижении крана с грузом с учетом уклона подкрановых путей: Мс аг=(Gr Gk)•а•Dk/(2•i•?н), Нм; (30) где а = 0,001 - уклон подкрановых путей по [1, c. 46];
Определяем номинальный момент двигателя: Мн= Рн/?, Нм; (34)
Мн=15000/71,2=210 Нм.
Производим выбор двигателя из условий: Рн?Р`пред nн?nрасч
Так двигатели удовлетворяют требованиям выбираем по [2, с. 13] два асинхронных двигателя с фазным ротором типа MTH411-7 с техническими данными: Таблица 2 Технические данные двигателя
Тип PH, КВТ NH, об/мин IHC, А cos? ?H, % IHP, А ПВ, % Mmax, Нм
MTH411-8 15 710 42 0,67 81 48 40 560
В общем случае, приведенный к валу двигателя полный статический момент определяется как алгебраическая сумма отдельных составляющих.
Рн?Р`пред, Квт
15>14.31
?н ? ?дв, рад/с
71.2 ? 67.2
Мн / Мср кв=1?1,2 (35)
210/205=1,0.24
Так как двигатель удовлетворяет требованиям, то окончательно принимаем к установке два двигателя типа MTH 411-8
Расчет мощности и выбор двигателя механизма передвижения тележки
Рассчитываем статическую мощность двигателя:
Рс=(Fk•Vt)/(1000• ?н), КВТ; (36) где Fk - сила действующая на обод ходового колеса, Н;
Vt - скорость передвижения моста, м/с.
Рассчитываем силу, действующую на обод ходового колеса: Fk = ? (Gt Gг)•((2f•10-2)/Dk ?•(dц/Dk)), Н; (37) где Gt - вес тележки, Н;
Gг =9,81•31800= 311958, вес груза, Н;
Dk - диаметр ходового колеса, м;
dц - диаметр цапфы колеса, м;
? - коэффициент трения в опорах осей ходовых колес;
f = 0.05, коэффициент трения качения колеса. Определяется по [1 с. 38].
Рассчитываем номинальную массу крана: Gt=Mt•g, Н; (38) где Мт - масса тележки, кг;
Рассчитываем статический момент при передвижении тележки крана с грузом приведенный к валу двигателя: Мсг=(Fk•Dk)/(2•i•?н), Нм; (54)
Мсг=(14997•0,38)/(2•32,42•0,88)= 99,85 Нм.
Рассчитываем статический момент при передвижении тележки крана без груза, приведенный к валу двигателя:
Мсо=?•Gt•((2•f•10-2)/Dk ?•(d ц/Dk))•Dk /(2•i• ?о), Нм. (55) где ?о = 0.75 при кз= 0.38, коэффициент полезного действия механизма при данной нагрузке. Определяется по кривым ?о=f(Кз).
Определяем номинальный момент двигателя: Мн=Рн/?н, Нм;
Мн=11000/98,8= 111 Нм; 57)
Приводим предварительную мощность к стандартной продолжительности включения: Р`пред=Рпред vПВФ/ПВСТ, КВТ; (58)
Р`пред=10,84•v38/40=9,97 КВТ.
Выбираем двигатель в соответствии с условиями: Рн ? Р`пред nн?nрасч
Так как двигатель удовлетворяет требованиям выбираем двигатель с фазным ротором по [2 с. 13] типа МТН311-6 техническими данными:
Таблица 3 Технические данные двигателя
Тип PH, КВТ NH, об/мин IHC, А cos? ?H, % IHP, А Пв, % Mmax, Нм
MTF311-6 11 940 31,5 0,69 79 42 40 314
Рн?Р`пред, Квт
11 > 9,97
?н ? ?дв, рад/с
98,9 ? 102,3
Проверяем двигатель по среднеквадратичному моменту: Мн / Мср кв=1?1,2 (59)
111/90,6=1,2
Так как двигатель удовлетворяет требованиям, то окончательно принимаем к установке двигатель типа МТН311-6
3.2 Выбор системы управления
В настоящее время управление мостовыми кранами производится специально обученными крановщиками, как с пола так и с кабины. В свою очередь кабина может находиться непосредственно на мосту крана, или она может быть представлена в виде отдельной комнаты. Способ зависит от параметров крана, производственного процесса и места работы.
Для коммутации кранов используются следующие системы управления: - с силовыми контроллерами;
- с магнитными контроллерами;
- с тиристорным управлением асинхронных двигателей в цепи ротора;
- с тиристорным управлением асинхронных двигателей в цепи статора.
Чаще всего применяют системы управления асинхронными двигателями с помощью кулачковых и магнитных контроллеров. Эти системы имеют сравнительно небольшую стоимость, текущую эксплуатацию и ремонт. И вполне удовлетворяют условиям производственного процесса на предприятиях с небольшой загрузкой, легким, средним и тяжелым режимом работы и малым числом включений.
Остальные системы применяют на производствах, работающих в весьма тяжелых режимах работы, с большим числом включений, с жесткими требованиями к производственным механизмам и большими мощностями электроприводов, так как имеют большую стоимость используемого в этом случае оборудования, а также затрат на эксплуатацию и ремонт.
Проектируемый кран работает в среднем режиме, поэтому для управления двигателями используем кулачковые и магнитные контроллеры.
Выбор контроллера механизма подъема: Предварительно принимаем для механизма подъема с двигателем
Рн=45 КВТ при режиме работы 3М кулачковый контроллер типа ТСА-160. Выбор производим по условию: Рн.к.?Рн.дв;
70КВТ>45КВТ;
Так как условия выполняются, то принимаем кулачковый контроллер типа
ТСА-160 с системой управления МКП-АДФ с параметрами Ibmax =700A, Ін =160А при ПВ=40% Выбор производим по [6, табл. 3.14].
Предварительно принимаем для механизма передвижения моста, который имеет два двигателя, при режиме работы 3М, предварительно выбираем магнитный контроллер типа ДК-63 на постоянном токе. Выбор производим по условию:
Рн.к.?Рн.дв;
15х2=15х2
Так как условия проверки выполняются, то принимаем контроллер типа ККТ-62 с номинальными данными Ін=63 А, Imax =200 A. Выбор производил по [6, табл. 3.16].
Предварительно принимаем для механизма передвижения тележки с двигателем при режиме работы 3 М кулачковый контроллер типа ККТ-61А с числом рабочих положений 5. Выбор производим по [6, табл. 3.11];
Рн.к.?Рн.дв;
15КВТ>11 КВТ;
Так как условия проверки выполняются, то принимаем кулачковый контроллер типа ККТ-61А с номинальными данными Uн=380 В
где Ін.с. 1 - номинальный ток статора двигателя механизма подъема;
Ін.с. 2 - номинальный ток статора двигателя механизма передвижения моста;
Ін.с. 3 - номинальный ток статора двигателя механизма передвижения тележки;
?Ідв.=112 2•43 30.5=228 А;
Выбор производим по условию: ?Ін.дв??Ідв.
260 А>228 А
Так как условия выполняются, то выбираем по [3 c. 272] защитную панель типа ПЗКБ-160 с католожным номеров 3ТД.660.043.3 со следующими номинальными данными Uн=380 В; ?Ін. электродвигателей 260 А, с реле максимального тока
РЭО-401 с максимальным коммутационным током 1600А 3.3 Расчет и выбор аппаратов управления и защиты
Расчет и выбор максимальных токовых реле для двигателя механизма подъема: Определяем ток установки срабатывания реле: Іуст.=3•Ін, А; (61)
Іуст.=3•112=336 А;
По [3, табл. 30] выбираем три реле типа РЭО-401 с Ін.к.=150 А при ПВ=40% с пределом регулирования Іу=130 ?400 А;
Проверяем катушку реле на нагрев: Ін.к? Ін.дв.
150 А>112 А Проверяем максимальное токовое реле на крайние токи срабатывания: 130 А<336 А<400 А Окончательно принимаем к установке РЭО-401 с блоком 6ТД 237.004.3.
Расчет и выбор максимального токового реле для двигателя механизма передвижения моста: Определяем уставку срабатывания реле: Іуст.=3•Ін, А; (62)
Іуст.=3•2•43=258 А;
По [2, табл. 30] выбираем реле типа РЭО-401 с Ін.к.=150 А при ПВ=40% с пределом регулирования Іу=130?400 А.
Расчет и выбор максимального токового реле для двигателя механизма передвижения тележки: Определяем уставку срабатывания реле: Іуст.=3•Ін, А; (63)
Іуст.=3•30,5=91,5 А;
Ін.к? Ін.дв.
38?30,5
По [2, табл. 30] выбираем реле типа РЭО-401 с блоком 6ТД 237.004.7. с Ін.к.=38 А при ПВ=40% с пределом регулирования Іу=33?100 А.
Расчет и выбор общего максимального токового реле: Определяем уставку срабатывания реле: Іуст.=3Ін1 2 Ін2 Ін3, А; (64)
Іуст.=3•224,5=673,5 А;
Ін.к? Ін.дв.
375А>224А По [3, табл. 30] выбираем реле типа РЭО-401 с каталожным номером
6ТД 237.004.2 с Ін.к.=375 А при ПВ=40% с пределом регулирования Іу=325?1000 А.
Расчет и выбор конечного выключателя: Выбор конечных выключателей для двигателя механизма подъема.
Скорость подъема не учитывается. Поэтому принимаем к установке выключатель типа КУ703А для механизма подъема с самовозвратом под действием груза из [4, табл. 11.1.32].
Выбор конечных выключателей для двигателя механизма передвижения моста зависит от скорости передвижения механизма и производится по условию: Vн.к?Vmex., м/с.
Для механизма передвижения моста из [4, табл. 11.1.32] выбираем выключатель типа КУ-701А (для механизмов передвижения со скоростью 2,5 м/с с самовозвратом коммутацией рабочих цепей): 2,5 м/с>0,6 м/с.
Выбор конечных выключателей для двигателя механизма передвижения тележки зависит от скорости передвижения механизма: Для механизма передвижения тележки из [4, табл. 11.1.32] выбираем выключатель
Типа КУ 701А (для механизмов передвижения со скоростью 2,5 м/с рычажный, с самовозвратом и коммутацией рабочих цепей): Выбор общего рубильника
Выбираем один вводный трехполюсной рубильник типа Р-22 Uн=380 В с числом полюсов -3 Ін.р=250 А из [6, табл. 1.38] по условию: Ін.р? Ін.дв.
250 А>224 А Так как условие выполняется, то окончательно принимаем к установке рубильник Р-22.
Выбор линейного контактора производим по условию:
Ін.к? Ін.дв.
250 А>224,5 А Принимаем к установке трехполюсный контактор КТ6033, III величины с Ін=400 А Uн=380 В, Smakc=1700 КВА; с допустимым числом включений в час 1200
Определяем ток катушки контактора: Імакс= Smakc/ Uн•cos ?, А; (65)
Імакс=1700/380•0,72=6,22 А;
Выбор предохранителей: Определяем ток плавкой вставки предохранителя для цепи питания катушки контактора: Іпл. вст.=1,25•Імакс, А; (66)
Іпл. вст.=1,25•6,22=7,77 А.
Производим проверку на нагрев: Іпл. вст. кат? Іпл. вст
15 А>7,77 А условия выполняются, следовательно, принимаем к установке предохранитель типа ПР-2 с Іпл. вст =15 А, Ін.=15 А, Uн=380 В по [7, табл. 1.39]
3.5 Расчет и выбор тормозных устройств
Рассчитываем тормозной момент механизма подъема
Мт=Кт•Мсг, Нм; (67) где Кт = 1,5 - коэффициент торможения;
Мсг - статический момент при отпускании груза;
Мт=1930 Нм;
Выбор тормозных устройств производим по [6, табл. 4.12] для механизма подъема выбираем тормозное устройство типа ТГК-500 с электромагнитом ТГМ-80
Мн=2500Нм;
Мт ? Мт.расч., Нм;
2500 Нм > 1930 Нм;
Так как условия выполняются, то окончательно принимаем тормозное устройство типа ТГК-500 с электромагнитом ТГМ-80 с Мт=2500 Нм
Выбираем тормозное устройство типа ТКТ-200 с электромагнитом M0100Б с Мт=40 Нм из [6, табл. 4.12] по условию: Мт? Мт.р.
40 Нм>33,32 Нм;
Так как условия выполняются окончательно принимаем к установке тормозное устройство типа ТКГ-300 с Мт=40 Нм.
3.6 Описание работы схемы управления
Перед началом работы замыкаем общий рубильник Q и закрываем крышку кабины люка, тем самым подготавливая схему к работе
При перемещении рукоятки командокотроллера в положении 4 «подьема», мы проходим предыдущие три положения
Проходя через первое положение подается напряжение на катушку контроллера 6, замыкается его контакты KM6 в цепи силовой, и KM6 в цепи управления, тем самым шунтируя цепь в цепи контактора K8. Контакты контактора KM8 замыкаются в цепи тормозного устройства, тем самым растормаживая вал двигателя, и в цепи управления, тем самым подавая напряжение на катушку реле времени KT4. Замыкаются его контакты в цепи ротора, тем самым выводя очередную ступень сопротивления. Замыкаясь, контакты реле времени KT4 шунтируют катушку контактора KM13.
Проходя через положение 4 подается напряжение на катушку реле KM11, его контакты выводят последнюю ступень сопротивления, размыкаются его контакты в цепи реле времени КТ3, контакты которого снимают напряжение с контакторов KM12 и KM13
4. Специальная часть
4.1 Расчет главных троллеев
Производим пересчет мощности двигателей на стандартную ПВ=100%: Р=Рдв.•vПВСТ./ПВД, КВТ; (70)
Рп=45•v40./100=28,35 КВТ;
Рм=15•v40./100=9,49 КВТ;
Рт=11•v40./100=6,93 КВТ;
Рассчитываем расчетную мощность электродвигателей крана: Рр=Ки •?Р с•Р3, КВТ;
где Ки=0,36 и с=0,6 - коэффициенты использования для прокатного цеха по [3, с 80];
?Р = 54,26 КВТ - суммарная установленная мощность всех электродвигателей при ПВ =100%;
Р3=47,33 КВТ - суммарная установленная мощность трех наибольших по мощности двигателей при ПВ=100%.
Рр=0,36 •54,2 0,6 •47,33=47,93 КВТ;
Определяем расчетный ток: Ірасч.= Рр•103/(v3•Uн•cos ?•?н), А; (71) где cos ? = 0,68 - усредненное коэффициента мощности;
Определяем сечение троллеев по условию: Выбираем троллеи угловой формы и размером 75х75х10 или с номинальным падением напряжение 0.44 В/м при максимальном токе 302 А. Токоподвод к троллеям осуществляем на середине длины троллеев, при этом падение напряжение уменьшается в 2 раза.
Определяем максимальный ток: Імах=Ір (Кпус. - 1)•Іс.н. 1, А; (72) где Кпус.=2,5 пусковой коэффициент для двигателя с фазным ротором;
Імах=134 (2,5 - 1)•112=302 А;
Определяем падение напряжения на половине длины троллеев, т.к. мы токопровод подсоединяем к кабелю на его средине
?UТР = ?U•Lk12, В; (73)
?UТР = 0,44·29·100/380=3,35%;
Осуществляем проверку на падения напряжения
?UТР < 10%
3.35 < 10%
4.2 Расчет кабельной линии
Рекомендуется чтобы при пуске полная потеря напряжения была Uобщ.< 10%.
Для питания троллеев применяем кабель из условия, чтобы Інк >IP. Принимаем к установке кабель с сечением жил 25 мм2 и номинальным током 75 А. В связи с тем, что установка работает в повторно-кратковременном режиме, его пропускная способность увеличивается.
Определяем ориентировочно-допустимый ток в повторно-кратковременном режиме
