3. Условия работы гпм

Современный электро­привод судовых грузоподъемных механизмов как отечествен-

ный, так и зарубежный изготавливается с использованием специализированных электрических машин и аппаратов, отвечающих особым требованиям эксплуатации.

Специфические условия судо­вой эксплуатации электрооборудо­вания

грузоподъемных механизмов в основном сводятся к следующим: высокая влажность воздуха вплоть до выпадения росы, высокая тем­пература окружающей среды, качка судна, повышенная вибра­ция. Все оборудование грузо­подъемных устройств, установлен­ное на открытых палубах, должно быть рассчитано на обливание мор­ской водой, а также на кратковре­менные погружения в волну, за­ливающую палубу, на возмож­ность обледенения. К оборудова­нию предъявляются более высо­кие требования по прочности и коррозийной стойкости.

Главное различие электроприводов судовых грузоподъемных ме­ханизмов от берего-

вых заключается в их питании от электростанций соизмеримой мощности. Приходится искать комплексное решение задач по обеспечению стабилизации параметров тока и устойчивости работы электростанции с мощными электроприводами грузовых устройств, а также по выбору наиболее целесообразных электродвигате­ли и систем управления, позволяющих уменьшить пиковые нагруз­ки в условиях частой работы в динамических режимах.

Электроприводы ГПМ работают в повторно-кратковременном режиме, который в

соответствии с международной классификацией обозначается S3.

Этот режим характеризуется частыми пусками и остановками электродвигателя ГПМ.

В общем виде цикл работы грузовой лебедки состоит из следующих 8 операций:

1. подъем груза;

2. перенос груза в горизонталь­ной плоскости;

3. опускание груза;

4. расстройка груза;

5. подъем холосто­го гака;

6. обратное перемещение гака в горизонтальной плоскости;

7. опускание холостого гака;

8. застропка груза.

Грузовые операции могут осуществляться одной лебедкой, двумя лебедками или грузо­вым краном.

Для обоснованного выбора режима эксплуатации ЭП, а также для выбора ЭД по мощности необходимо прежде всего знать, как изменяется нагрузка на валу ЭД во вре-

мени. С этой целью используют нагрузочные диаграммы, представляющие собой зависимость момента на валу двигателя от времени, т.е. М ( t ).

Ниже рассматриваются нагрузочные диаграммы для таких режимов работы ГПМ:

1. работа одной лебедки;

2. работа двух лебедок на один гак;

3. работа грузового крана.

4. Нагрузочные диаграммы электроприводов гпм

Нагрузочная диаграмма при работе одной лебедки

Если в грузовых операциях участвует одна лебедка, то грузоподъемный механизм обеспечивает подъем и спуск груза, а перемещают его за борт или к трюму вручную. Для приема груза с причала стрела выносится оттяжками к борту, после чего стропят груз. В последующем выбирают лебедкой шкентель и пере­водят стрелу с висящим на ней грузом к люку судна. После этого травят лебедкой шкентель и груз опускается в трюм.

Рис 170. Нагрузочная диаграмма электропривода при работе одной лебедки

Работу лебедки в этом случае можно проиллюстрировать диаграм­мой изменения момента на валу ЭД за цикл погрузки (рис. 170 ).

Момент на валу ЭД считают положительным в том случае, когда он совпадает по знаку с направлением вращения ЭД, и отрицатель­ным, когда не совпадает, т. е. ЭД работает в тормозном (рекупера­тивном) режиме. На диаграмме приняты обозначения: М -стати­ческий момент ЭД при подъеме груза; М - то же при спуске груза; М , М - статические моменты соответственно при подъеме и спуске холостого гака; Т - полное время цикла; t , t , t , t - время работы лебедки; t - время перевода стрелы с грузом от борта к люку; t - время освобождения груза от стропов; t - время пере­вода стрелы с пустым гаком от люка к борту; t - время застропливания ( крепления ) груза.

Нагрузка на валу ЭД лебедки на соответствующих участках цикла определяет-

ся моментами сопротивления.

Момент (Н*м) при подъеме груза

М = ( G + G₀ )D / ( 2iη ),

где G - вес груза, Н; G₀ - вес гака, Н; D - диаметр грузового барабана лебедки, м;

ι -передаточное число редуктора; η -- номинальный КПД ме­ханизма лебедки.

Момент (Н*м) при спуске груза

M = ( G + G₀) D η / ( 2i ) = M ( 2η - 1 ),

где η = 2 – 1 / η - КПД лебедки при спуске груза.

Спуск груза происходит при тормозном режиме работы ЭД, поэтому знак мо-

мента принимают отрицательным:

М = М = ( 0,1…0,2 )М ,

где М - момент, развиваемый ЭД при подъеме номинального груза G .

При работе одной лебедки перемещение стрелы из одного положения в другое вручную отнимает много времени, поэтому грузовые операции обычно осуществляют при помощи двух грузо­подъемных стрел, каждая из которых оборудована отдельной ле­бедкой ( рис. 170 ).

Рис. 170. Схема погрузки при помощи двух стрел и двух лебедок

Нагрузочная диаграмма при работе двух лебедок

В этом случае для приема груза с причала нок одной стрелы располагают над люком трюма, а другую стрелу выводят за борт судна ( рис. 170 ). В этом положе-

нии обе стрелы - трюмную и бортовую - раскрепляют неподвижно от­тяжками. Концы обеих шкентелей присоединяют к общему гаку.

Работу при погрузке судна ведут в таком порядке:

1. поднимают груз лебедкой бортовой стрелы, вторая лебед­ка выбирает образующуюся при этом слабину своего шкентеля (рис. 170, а);

2. перемещают груз поперек судна, для чего трюмная лебедка выбирает шкен-

тель и подтягивает груз, а бортовая поддерживает его, работая в режиме тормозного травления (рис. 170, б );

3. опускают груз в трюм трюмной лебедкой, бортовая же травит свой шкентель вхолостую (рис. 170, в);

4. после расстропления груза поднимают холостой гак трюмной лебедкой, а бортовая лебедка в это время выбирает слабину (рис. 170, г);

5. перетягивают гак к причалу бортовой лебедкой, трюмная же при этом травит свой шкентель (рис. 179, д);

6. опускают гак бортовой лебедкой, а вторая лебедка продолжает травить свой шкентель (рис. 170, е).

Рис. 171. Нагрузочная диаграмма электропривода при работе двух лебедок на один гак

Цикл заканчивается застропливанием нового груза. Нагрузочная диаграмма ЭП при работе двух лебедок на один гак приведена на рис. 171.

Нагрузочные диаграммы механизмов грузового крана

При выполнении грузовых операций судовым краном его нагрузочные характери

стики представляются работой трех механизмов: механизма подъема, механизма изме-

нения вылета стрелы и механизма поворота. Упрощенная нагрузочная диаграмма рабо

ты всех трех ЭП указанных механизмов при погрузке судна представлена на рис. 172.

После застропки груза включают ЭД механизма подъема, который работает с моментом М на валу в течение времени t , поднимая груз на необходимую высоту выше борта.

В течение времени t работает ЭД механизма изменения вылета стрелы, подни-

мая стрелу с грузом так, чтобы нок стрелы после ее поворота оказался над люком трю-

ма. По мере уменьшения вылета уменьшаются также плечи сил тяжести груза и стрелы, что объясняет уменьшение момента на валу ЭД от значения М до значения М .

В период времени t работает ЭД механизма поворота крана, который развивает момент М .

Рис. 172. Нагрузочная диаграмма электропривода грузового поворотного крана:

механизмов подъема ( а ), вылета стрелы ( б ) и поворота ( в )

В конце этого периода груз оказывается над люком трюма, куда и опускается в течение времени t при работе ЭД механизма подъема в режиме рекуперативного тор-

можения с моментом M .

После расстропливания груза в трюме ( время t ) холостой гак в течение времени t поднимается ЭД механизма подъема. Момент M на валу ЭД создается силами трения в передаче.

Далее следует поворот крана с выводом нока стрелы за борт (время t , момент М ), опускание стрелы ( время t , уменьшение момента от М до М ) и спуск холостого гака (время t , момент М ) за новой партией груза.

Застропливанием этого груза в течение времени t заканчивается цикл работы ЭП крана.