книги из ГПНТБ / Шубинский, А. И. Электромонтер портовой механизации учеб. пособие

зом при переменном, т. е. когда не могут работать электромаг­ нитные реле времени. Наибольшее распространение получило ма­ ятниковое реле, приводимое в действие или специальным электро­ магнитом, или контактором.

Действие маятникового реле основано на том, что скорость движения рейки, замыкающей или размыкающей контакты реле, ограничивается движением маятника, имеющего определенный период колебания. Перемещая грузик по маятнику, регулируют выдержку времени. Принцип действия маятникового реле времени показан на рис. 11, а.

Рис. 11. Механические реле времени:

а — маятникового типа; б —«моторного типа

При подаче тока в катушку 1 якорь реле 3 втягивается в ка­ тушку и, действуя через рычаг 4 и пружину 5, передвигает ры­ чаг 6. Косозубая рейка 8 приводит во вращение шестерню 9, ко­ торая вращает шестерню 10.

Частота вращения шестерни 10 регламентируется маятником И путем перемещения грузика 12. Как только зубцы рейки пройдут зубцы шестерни 9, рычаг 6 нажмет на блок-контакты 7 и замкнет их. При обесточивании катушки рейка 8 быстро возвратится в исходное положение, не вращая шестерни 9, а скользя по ней свои­ ми зубьями. Величину выдержки можно регулировать также ве­ личиной хода зубчатой рейки. Кроме контактов 7, иногда на реле ставят контакты мгновенного действия 2. Основным недостатком таких реле является то, что они быстро изнашиваются.

Моторные реле времени (рис. 11,6) применяются тогда, когда требуются значительные выдержки времени. Реле состоят из

30

электродвигателя малой мощности /, редуктора 2, приводящего в действие контактную систему 3. Так как передачу можно создать практически с очень большим передаточным числом, то и выдерж­ ки времени могут быть от 5 с до 30—40 мин.

Реле такого типа установлены на кранах типа «Ганц». Электронные реле времени вследствие их большой чувствитель­

ности к тряске, вибрации, колебанию температур и влажности окружающей среды на портальных кранах широкого применения не нашли.

Р е л е н а п р я ж е н и я представляет собой электромагнитный аппарат, срабатывающий при изменении напряжения сети. В кра­ новых схемах реле напряжения применяются, как правило, для защиты электрооборудования от пониженного напряжения.

Реле напряжения допускает регулировку на напряжение сра­ батывания в пределах от 60 до 85 или 105—120% номинального напряжения катушки.

Р е л е т о к а — это аппарат, который срабатывает при измене­ нии величины тока. Применяется для защиты электродвигателей и для автоматизации их пуска.

Токовые реле используются в крановых схемах как реле мак­ симального тока. Они допускают регулировку тока срабатывания в пределах ПО—350% номинального тока катушки.

По конструкции реле напряжения и реле тока идентичны. Электромагнитный аппарат реле состоит из сердечника, катушки, якоря, подвижных и неподвижных контактов, регулировочной пру­ жины. Катушка реле тока, состоящая из небольшого количества витков провода большого сечения, включается последовательно в цепь тока потребителя. Реле срабатывает при достижении ве­ личины тока, соответствующего его уставке. Регулирование тока срабатывания производится натяжением пружины. Катушка реле напряжения выполняется из большого числа витков тонкой про­ волоки и. подключается параллельно потребителю тока.

§ 11. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

Плавкие предохранители защищают электродвигатели от пере­ грузки и токов короткого замыкания.

Наиболее широкое применение в портах находят предохрани­ тели типа ПР (рис. 12), состоящие из фибрового корпуса и кон­ тактов плавкой вставки. При сгорании плавкой вставки под дей­ ствием высокой температуры фибра разлагается и выделяет газ, способствующий гашению дуги. Предохранители типа ПР выпу­ скаются на силу тока от 15 до 1000 А и устанавливаются в низко­ вольтных щитах подстанций, электроколонках и вводных шкафах кранов.

Применяются и предохранители НПР (разборные) и НПИ (неразборные) с наполнителем (кварцевый песок), способствую­ щим гашению дуги.

31

Однако этот способ защиты имеет целый ряд недостатков и применяется обычно для защиты электрооборудования крана в целом.

Для защиты крановых электродвигателей широкое распрост­ ранение получили максимальные реле мгновенного действия. Про­ стейшие реле такого типа (рис. 13) представляют собой катуш­ ку 1, внутри которой расположена направляющая латунная гиль­ за 2 со стальным сердечником 3. В правой части над направляющей гильзой установлены контакты 8 и 9, включенные

Рис. 12. Трубчатый пре­

колпачок; 3 — кольцо латунное; 4 —*корпус; 5 — кон­ тактная стойка; 6 — нож контактный; 7 — контакт для присоединения проводов

в цепь управления электродвигателем. Катушка 1 включена в

по одному на две фазы из трех.

Когда ток в катушках превысит установленную для данного реле величину, сердечник 3 втянется в направляющую гильзу 2 и своим бойком через коромысло 7 разомкнет контакты 8 и 9. Величину тока, при которой происходит срабатывание реле, мож­ но менять, изменяя положение стального сердечника. Если сер­ дечник винтом 4 с головкой 5 поднять выше, то реле сработает при меньшей силе тока. Если же сердечник опустить ниже, то по­ требуется большая сила тока, чтобы втянуть его в катушку и разомкнуть блок-контакты. На гильзе около прорези обыкновен­ но наносится шкала 6 величины токов, соответствующих положе­ нию сердечника.

32

Наша промышленность выпускает большое количество типов электромагнитных реле, но принцип их действия практически оди­ наков.

Недостаток максимальных реле мгновенного действия — они не защищают электродвигатель от длительно действующих токов перегрузки, если величины этих токов меньше пусковых. Поэтому более надежно защищают электродвигатели тепловые реле, ко­ торые не срабатывают при мгновенных пусковых токах и размы­ кают свои контакты при длительно действующих токах перегруз­

ки. Такое реле показано на рис. 14. Принцип действия его основан на выделении тепла при прохождении тока по проводнику.

Ток проходит по нагревательному элементу 2, рядом с кото­ рым помещается биметаллическая пластинка 1, состоящая из ме­ таллов с различным коэффициентом теплового расширения. При нагревании пластинка изгибается выпуклостью в сторону метал­ ла с большим коэффициентом расширения и освобождает рычаг 3. Под действием пружины 4 рычаг поворачивается по часовой стрелке и размыкает контакты 5 реле, которые отключают кон­ тактор.

Поскольку реле такого типа не защищает электродвигатели от токов к.з., последовательно с ним всегда должны включаться или плавкие вставки, или максимальные электромагнитные реле мгно­ венного действия. После размыкания контакты теплового реле устанавливаются в первоначальное положение с помощью кнопки 6, выведенной наружу крышки аппарата, куда встроено реле.

Для защиты электроустановок различных портовых механизмов от токов к.з. и перегрузок находят широкое применение выключа­ тели (автоматы). Промышленностью выпускаются автоматы не­ скольких типов: А63, АК, АП-50, А-3100; АВ и др. Они изготовля­ ются с тепловыми или электромагнитными расцепителями. Первые защищают установки от токов перегрузки, вторые — от токов корот­ кого замыкания. Автоматы А63 выпускаются в однофазном испол­ нении для цепей постоянного и переменного тока. Номинальный ток расцепителей до 25А. Автоматы АК-50 изготавливаются в двух- и трехфазном исполнении с тепловыми расцепителями и гидравличе­

скими замедлителями срабатывания или без них. Номинальный ток расцепителей до 50А. Автоматы АП-50 выпускаются в двух- и трех­ фазном исполнении с электромагнитными, тепловыми и комбиниро­ ванными расцепителями, срабатывающими при повышении нагруз­ ки на 10% в течение 1 ч, на 30% — не свыше 0,5 ч и при повыше­ нии нагрузки в 6 раз — на время до 10 с.

Электромагнитные расцепители отключают установку мгновен­ но при увеличении тока в 6—10 раз. Предельный ток автомата —

50 А.

Автоматы серии А-3100 выпускаются в двух- и трехфазном ис­ полнении на напряжение до 500 В переменного тока, с тепловым, электромагнитным или комбинированным расцепителями на ток до 600 А. Общий вид такого автомата показан на рис. 15, а (крышка 1 снята).

Автоматы выпускаются в пластмассовом корпусе с перегород­ ками, разделяющими его на количество отсеков, соответствующее числу полюсов 6. Контакты полюсов для улучшения гашения дуги помещены в фибровый каркас 8, разделенный стальными пласти­ нами 7. Включение и ручное отключение автомата производятся рукояткой 9.

34

Автоматическое отключение осуществляется одним из расце­ пителей (рис. 15,6). Электромагнитный расцепитель 10 с помо­ щью рычага 4 или тепловой расцепитель через биметаллические пластинки 2 и регулировочный винт 3 воздействуют на рычаг 5, который, поворачиваясь, передает усилие на механизм отклю­ чения.

На портальных кранах отечественного изготовления и в сило­ вых сетях другихпортовых установок находят применение авто­ матические выключатели типа А-2050, рассчитанные на номиналь­ ный ток 1500 А, и универсальные автоматические выключатели серии АВ, изготовляемые на номинальные токи 400, 1000, 1500 и 2000 А с ручным или электрическим приводом постоянного и пе­ ременного тока. Может быть применен и электромагнитный спо­ соб включения.

По характеру встраиваемых расцепителей максимального тока автоматы выпускаются в следующих исполнениях: С — селектив­ ные, с выдержкой времени при перегрузках и коротких замыка­ ниях; Н — неселективные, с выдержкой времени при перегрузках, и мгновенного срабатывания при коротких замыканиях; Б — без выдержки времени (мгновенного срабатывания).

Выдержка времени при коротком замыкании у селективных автоматов составляет 0,25; 0,4; 0,6 с, при перегрузке у селектив­ ных и неселективных колеблется в пределах от 10 с до 0 и имеет обратную зависимость от величины тока.

Автоматы серии АВ имеют по два-три замыкающих и размы­ кающих блок-контакта и допускают встраивание добавочного рас­ цепителя — независимого или минимального, который использу­ ется и в целях дистанционного включения.

Для защиты кранового электрооборудования применяются спе­ циальные панели. Схема этих панелей предусматривает макси­ мальную, мгновенную, нулевую и концевую защиты электродви­ гателей. Защитные панели могут быть изготовлены как для одно­ го, так и для нескольких электродвигателей.

§ 12. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИМИ ТОРМОЗАМИ

Все механизмы подъемно-транспортных машин снабжаются тормозными устройствами, обеспечивающими остановку оборудо­ вания в любом положении.

Для этой цели на кранах применяются колодочные или лен­ точные тормоза. Когда механизм не включен, тормоз замкнут и удерживает механизм от движения. При включении электродвига­ теля механизма тормоз растормаживается.

На всех механизмах кранов, за некоторым исключением, уста­ навливаются постоянно замкнутые тормоза, т. е. тормоза, которые размыкаются только на время работы механизма.

Тормоза замыкаются пружинами или грузами, которые через систему рычагов зажимают колодки. Для отключения тормоза

применяются электромагнитные, электрогидравлические и центро­

ляют собой электромагниты постоянного или переменного тока. Электромагниты постоянного тока применяются для растормаживания механизмов грузоподъемной и грейферной лебедок кранов.

Тормозной электромагнит постоянного тока (рис. 16) состоит из катушки 5, корпуса 4, стального сердечника 7, направляющей бронзовой втулки 6, разрядного сопротивления 8, крышки 2, диа­ магнитной шайбы 3.

Верхняя часть сердечника оканчивается медной шайбой, кото­ рая препятствует «прилипанию» сердечника к крышке под дейст­ вием остаточного магнетизма, сердечник точно подгоняется к втул­ ке. Это позволяет воздуху, заключенному между сердечником и крышкой, смягчать удары при включении магнита.' Скорость вы­ пуска регулируется винтом 1. Для предотвращения пробоя изоля­ ции катушки вследствие большой самоиндукции при включении тока параллельно ей подключается сопротивление 8.

На современных кранах, как правило, устанавливаются трех­ фазные длинноходовые электромагниты типа КМТ, показанные на рис. 17. Состоят они из корпуса 3, трех катушек 2, неподвижного магнитопровода (ярма) 1 и подвижного магнитопровода (яко­ ря) 4. К подвижному магнитопроводу крепится шток 5, нижняя часть которого подсоединена к тормозу.

36

На штоке закреплен поршень 6, который перемещается в ци­ линдре 7 и играет роль демпфера. Регулировка скорости выхода воздуха из цилиндра производится винтом 8. От того, насколько винт закрывает канал, зависит время срабатывания электромаг­ нита.

Промышленностью выпускаются еще электромагниты коротко­ ходовые, которые по конструкции значительно отличаются от длинноходовых. Они просты, но обладают рядом отрицательных свойств, которые ограничивают в настоящее время применение их для растормаживания механизмов пере­ движения крана. Так, в момент включения они потребляют ток, в 10—20 раз больший, чем при при­ тянутых сердечниках. Поэтому необ­ ходимо следить, чтобы подвижная часть ярма при включенном состоя­ нии плотно прижималась к непод­ вижной. В противном случае катуш­ ки нагреваются. При работе элект­ ромагнитов возникают удары между сердечником и ярмом, вследствие чего они расклепываются. Торможе­ ние получается резкое, что отрица­ тельно сказывается на работе меха­ низмов крана.

:Э л е к т р о г и д р а в л и ч е с к и е

р а с т о р м а ж и в а т е л и лишены тех недостатков, которые присущи электромагнитным, и поэтому полу­ чили широкое применение. Их ста­ вят сейчас на большинстве кранов.

Электрогидравлический растормаживатель (рис, 18) состоит из цилиндра 1, залитого маслом, порш­ ня 10, крышки цилиндра, на которой установлен короткозамкнутый элек­ тродвигатель 2 с полым валом рото­ ра 4. В вал ротора входит шли­ цевой валик 5, вращающийся в подшипнике 6, закрепленном в кор­ пусе поршня. На конце валика в полости поршня установлена крыль­ чатка 7. Поршень имеет каналы 9

и 8, которые сообщают его внутреннюю полость с надпоршневым и подпоршневым пространствами. На поршне крепятся два штока, проходящие через крышку цилиндра и связанные коро­ мыслом 3 с рычагами тормоза. Пружины тормоза давят на што­ ки и прижимают поршень к дну цилиндра.

37

При включении электродвигателя крыльчатка начинает вра­ щаться и перекачивать масло под поршень, создавая под ним оп­ ределенное давление. Поршень поднимается, преодолевая усилие пружин, и освобождает тормоз. Валик крыльчатки при этом вхо­ дит в вал ротора электродвигателя. При выключении электродви­ гателя поршень под действием пружин будет плавно опускаться. Масло при этом будет перегоняться через каналы из-под поршня в надпоршневое пространство.

Недостаток таких растормаживателей — наличие масла, кото­ рое должно обладать достаточной вязкостью и в то же время хо­ рошими изоляционными свойствами, так как оно мо­ жет попадать на обмотки

электродвигателя.

Ц е н т р о б е ж н ы е э л е к т р о р а с т о р м а ж и-

в а т е л и (рис. 19), установ­ ленные на французских кра­ нах «Каяр» и «Апплеваж», также хорошо зарекомендо­ вали себя в работе.

В верхней части корпу­ са 7 установлен короткозамкнутый электродвигатель малой мощности 5. Ротор электродвигателя соединя­ ется с валом растормажива­ теля таким образом, что имеет возможность припод­ ниматься относительно ста­ тора. На валу закреплена

рычажная система с расходящимися грузами 1. К нижней части этой системы крепится диск 2 связанный через траверсу 3 с тормозом. При включении электродвигателя грузики под действием центробежной силы расходятся и поднимают диск, который через траверсу растормаживает тормоз.

Электродвигатель растормаживателя вращается все время, по­ ка включен электродвигатель механизма.

Для затормаживания механизма необходимо, чтобы грузики растормаживателя сходились сразу же после выключения электро­ двигателя. Это достигается торможением ротора электродвигателя растормаживателя о тормозной диск 4, закрепленный на корпусе растормаживателя.

При включении электродвигателя растормаживателя ротор его приподнимается и отходит от тормозного диска. Величину отхода, а следовательно, и быстроту торможения регулируют тремя вин­ тами 6, установленными в верхней части двигателя. При выклю­ чении электродвигателя ротор опускается на тормозной диск и затормаживается.

38

§ 13. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ТОКОПРИЕМНАЯ КОЛОНКА. КАБЕЛЬНЫЙ БАРАБАН

Кабина крановщика находится, как правило, на поворотной части крана. Здесь же находятся все основные механизмы крана.

Для передачи тока с неподвижного портала на вращающуюся платформу применяются центральные токоприемные колонки, устройство которых показано на рис. 20.

На трубу с помощью угольников 1 крепятся четыре стальные стойки 2. В верхней и нижней частях стойки проходят через опор-

Рис. 20. Схема центральной токоприемной колонки крана завода имени Кирова

ные кольца 9, которые придают конструкции жесткость. На стой­ ках, изолированно от них, устанавливаются медные кольца 4, ко­ личество которых зависит от типа крана. Каждое кольцо имеет шпильку, к которой крепится подводящий кабель.

Опорные кольца колонки охватываются двумя разъемными ли­ тыми кольцами 3 обоймы. Эти кольца служат своеобразными под­ шипниками.

Оба кольца обоймы соединяются между собой четырьмя шпиль­ ками 5, на которых крепятся щеткодержатели 7, с вставленными в них меднографитными щетками 8, которые прижимаются к коль­ цам колонки с помощью специальных пружин. От щеток провода подходят к отводящим шпилькам, а затем к механизмам крана. Чтобы обойма с токоприемными щетками не проворачивалась от­ носительно платформы, ее крепят к поворотной платформе через проушины 10. Для предохранения токоприемной колонки от воз­ можных повреждений ее прикрывают специальными кожухами.

Большинство портальных кранов подключается к питательным колонкам с помощью шланговых кабелей. Во время передвижения крана необходимо, чтобы свободная часть кабеля не лежала на причале и не попадала под катки крана. Для этого на кранах устанавливаются кабельные барабаны, на которые наматывается кабель во время передвижения крана.

39