книги из ГПНТБ / Живов Л.Г. Привод и автоматика самоходных кранов

го электродвигателя или двух вместе дает возможность изменять скорость подъема и опускания грузов. Основная задача, которая поставлена перед схемой,— получить малую устойчивую скорость при дотяжке и опускании груза. Двухдвигательный привод поз­ воляет получить только две жесткие характеристики. Наклон ос­ тальных характеристик тем больший, чем большее сопротивление включено в ротор двигателя; в связи с этим они имеют недостат­ ки, которые отмечались ранее. Кроме того, при одновременном

включении двух двигателей в не­ которых случаях обнаруживается неустойчивый режим их работы. Схемой предусмотрено получение трех скоростей опускания и двух скоростей подъема груза.

При опускании груза схема обеспечивает посадочную ско­ рость при работе малого электро­ двигателя с короткозамкнутым ротором; вторую (промежуточ­ ную) скорость опускания груза путем работы одновременно двух двигателей (больший по мощно­ сти двигатель подтормаживает­ ся) ; третью максимальную ско­ рость при работе двух двигателей на естественной характеристике.

При подъеме груза схема обес­ печивает малую скорость при включении одного малого по мощ­ ности двигателя; большую ско­ рость подъема груза путем при­ ключения к грузовой лебедке главного двигателя подъема.

Регулирование скорости подъ­ ема груза осуществляется выключением сопротивлений в цепи ротора большого электродвигателя с помощью силового конт­ роллера (контакты КГ6, КГ8, КГ9, КГ10). Реверс осуществляется контактами КГ1—КГ7 и переключателями ПП5 и ПП6 (ПП1 и ПП8). Больший по мощности электродвигатель подъемной ле­ бедки подтормаживается так. Во втором положении контролле­ ра статор электродвигателя Дг подключается к сети (рис. 36). В цепь ротора Дг включено сопротивление, через блок-контакты БКГ к ротору присоединен электродвигатель гидротолкателей Тг, Бездействующий на тормоз. В момент включения напряжение и частота на кольцах ротора Дг будут равны напряжению и час­ тоте сети.

При этом двигатель электрогидротолкателя Ттотпустит тор­ моз. По мере разгона основного (подъемного) двигателя напря-

70

жение и частота будут уменьшаться обратно пропорционально числу'оборотов подъемного двигателя. При этом момент (уси­ лие) гидротолкателя будет снижаться и колодки тормоза начнут подтормаживать электродвигатель. Скорость опускания груза уменьшится до !/з— Vs от номинальной.

В третьем положении силового контроллера (контакт КГ11) включится реле БКГ (18— 44), а контактами КГ6 и КГ8 закора­ чивается часть пускорегулирующих сопротивлений. Реле БКГ

Система с электрогидротолкателями имеет удовлетворитель­ ные механические характеристики. Она позволяет получить лю­ бое число промежуточных характеристик при подъеме и опуска­ нии груза. Однако степень изнашивания тормозных колодок за­ висит от скорости вращения тормозного шкива и поэтому фикси­ рованных промежуточных скоростей получить нельзя. Тормозные колодки изнашиваются в 1,5— 2,5 раза быстрее, чем при обычной эксплуатации.

Применение электрогидротолкателя не может обеспечить плавного торможения, так как при со ©о тормозной момент не регулируется и равен максимальному.

Двигатель вспомогательного подъема Дв имеет такую же схе­ му, как и главный (реле БКВ, гидротолкатель Тв), но силовой контроллер и пускорегулирующие сопротивления Rn общие, и по­ этому совместная работа двух подъемов невозможна (невозмож­ на работа грейфером).

Электродвигатели поворота и стрелы имеют схемы, аналогич­ ные схеме крана К-162. Однако в схеме кранов типа МКХ и СКГ скорость поворота занижена (0,56 об/мин) против ГОСТа в 2 ра­ за, чтобы избежать заметного увеличения скорости на реостат­ ных характеристиках при изменении момента нагрузки (при вет­ ре, уклоне и т. д.).

В качестве электродвигателя механизма передвижения крана принят электродвигатель с фазовым ротором. Сопротивления, ре­ гулирующие скорость, выключаются силовым контроллером. Пе­ реключение тормозов передвижения выполнено двумя педалями Пдп и ПДл, которые включают контакторы левого и правого хода Хл и Хп (правую и левую гусеницы крана).

Другой разновидностью двухдвигательного подъема является схема управления электроприводами крана КГ-63 грузоподъем­ ностью 60 т. Схемой предусматривается индивидуальный электро­ привод переменного тока для всех механизмов крана. Лебедка главного подъема имеет планетарный двухдвигательный редук­ тор. Главный электродвигатель принят с двухфазным ротором-, дополнительный электродвигатель предусмотрен двухскоростной с короткозамкнутым ротором и служит для обеспечения малых посадочных скоростей.

71

Привод механизма вспомогательного подъема и механизма стрелы осуществляется от двухскоростных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Для механизма вращения и меха-

Рис. 37. Принципиальная электрическая схема подъемной лебедки крана КГ-63

низма передвижения предусмотрены электродвигатели с фазным ротором, при этом каждая гусеница приводится в действие от­ дельным электродвигателем.

Управление механизмами осуществляется силовыми контрол­ лерами (рис. 37).

72

Прежде чем включить один из электроприводов, необходимо подготовить схему электрооборудования крана к работе. Для это­ го следует установить рукоятки контроллеров в нейтральное по­ ложение: нажать кнопку КР или кнопку КН1 (возврат). При этом включится контактор Л защитной панели.

Управление электроприводом главного подъема осуществля­ ется контроллером КСЗ. Перед началом работы необходимо пе­ реключателем- ПЕ2 (335— 367 или 335—371) выбрать необходи­

двигателя Д4 на одной из предварительно выбранной скорости. Так работает кран на жесткой механической характеристике при малой скорости (передаточное отношение от добавочного элек­ тродвигателя на барабан i = 450 при идеальной частоте враще­ ния холостого хода 1000/400 об/мин).

После установки рукоятки контроллера во второе положение (контакт К12) включается пускатель КП, главные контакты ко­ торого подают напряжение на основной электродвигатель ДЗ (передаточное число редуктора 1 = 43) и тормоз ТЗ (Т4). Пуск двигателя происходит на первой ступени, а также на всех сту­ пенях сопротивления (СПЗ) при дальнейшем повороте рукоятки контроллера.

При опускании груза работа может происходить на одной из характеристик двигателя Д4 (двигатель Д4 и тормоз Т4 включа­ ются автоматом А). Схема позволяет работать одновременно двум двигателям (Д4 и ДЗ). На рис. 9 и 38 показаны механи­ ческие характеристики основного и добавочного двигателей, при­ чем может быть осуществлен при описываемой схеме подъем, силовой и тормозной спуск.

Управление двигателем вспомогательного подъема осущест­ вляется контроллером. Двигатель двухскоростной (1000 и 400 об/мин). В первом положении контроллера электродвигатель ра­

73

ботает на малой скорости, в третьем и четвертом положениях —

. на большой скорости. Для устранения рывка при переходе с ма­ лой на большую скорость и с большой на малую обмотки двух­ скоростного электродвигателя соединяются последовательно. Это осуществляется во втором положении контроллера.

Электродвигатель механизма вылета стрелы имеет схему уп­ равления, аналогичную схеме управления вспомогательного подъ­ ема.

Управление электродвигателем поворота и передвижения кра­ на К-63 в принципе не отличается от аналогичных узлов схемы МКГ или К-162. Для регулирования скорости при любых усло­ виях работы крана применен дополнительный управляемый тор­ моз с ножным управлением.

В схеме ограничения хода рабочих органов крана К-63 пре­ дусмотрены следующие конечные выключатели: ВОП (355—357 и 361— 363) — ограничение подъема и опускания крюка главного подъема; ВВП — ограничение подъема и опускания крюка (уп­ равляемого гуськом) вспомогательного подъема; ВВС — ограни­ чение перемещения стрелы вверх. Защита от значительных токов осуществляется максимальными токовыми реле РМ1, РМ2, РМЗ

(см. рис. 37).

Особенности рассмотренной схемы управления двигателя главного подъема — две жесткие форсированные характеристики для подъема и опускания и промежуточные мягкие. Недостатком является усложненная кинематическая схема и наличие всего лишь двух скоростей для вспомогательного подъема. Электро­ привод поворота не свободен от тех же недостатков, что и элек­ тропривод поворота крана К-162, причем включение в схему до­ полнительного тормоза с педалью усиливает эти недо­ статки.

Значительная группа кранов (например, краны СКГ) имеют также двухдвигательный привод, причем дополнительный двига­ тель односкоростной. Обычным схемам с микроприводом свойст­ венны в основном те же преимущества и недостатки, что и схеме крана К-63. Необходимо отметить, что если при включении дви­ гателя микропривода его тормозной момент будет меньше дви­ жущего момента подъемной установки, скорость движения груза начнет нарастать. Чтобы повысить тормозной момент при боль­ ших отрицательных скольжениях, целесообразно применять дви­ гатели повышенного скольжения. В этом случае площадь, охва­ тываемая кривой n — f (М), будет больше.

2.КРАНЫ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ п о с т о я н н о г о ТОКА

Краны грузоподъемностью 25 т и выше могут иметь привод от постоянного тока. Принципиальная электрическая схема для этого типа отечественных кранов единая (рис. 39).

74

Источником напряжения на кране для электроприводов яв­ ляются генераторы Д-л и Г. От генератора Дл питаются электро­ приводы механизмов главного Дг и вспомогательного Дгг подъ­ емов, стрелы Дс, поворота Д в, передвижения Д ы и Дгп (для крана грузоподъемностью 25 т двигатель передвижения один, для гру­ зоподъемности 40 т и выше — два двигателя). Двигатель поворота

Рис. 39. Принципиальная электрическая схема крана К-406 грузоподъемно­ стью 40 т, работающего на постоянном токе

может получать напряжение от генератора Г, который является возбудителем для главного генератора и источником питания для собственных нужд крана (питание цепей управления, возбуж­ дения, освещения, отопления и т. д.).

Питание двигателя поворота от вспомогательного генератора Г решает задачу совмещенных операций, например одновремен­ ный подъем и поворот.

При работе двигателя поворота от генератора Г (мощностью 11,5 кВт) скорость регулируется путем выключения сопротивле­ ния Св из цепи якоря двигателя, что обусловливает мягкие рео­ статные характеристики. Двигатель вращения отключается от главного генератора переключателями УП1— УП8. При работе

75

двигателя вращения от главного генератора (мощностью 50 кВт) характеристики получаются достаточно жесткие. Такая двойная система регулировании двигателя вращения имеет свои особен­ ности.

Регулирование напряжения главного генератора происходит путем выключения ступеней сопротивлений Сгп в цепи обмотки возбуждения генератора. Ступенчатый разгон вызывает пики ус­ корения и рывки. Сила тока на последних ступенях сопротивле­ ний обмотки возбуждения достигает 6 А, что отрицательно ска­ зывается на пускорегулирующей аппаратуре.

Управление всеми режимами работы электроприводов осуще­ ствляется двумя контроллерами: магнитной станцией возбужде­ ния главного подъема и реверса передвижения и магнитной стан­ цией электропривода вращения.

Схема работает так. Принято, что дизель ДЗ включен и гене­ раторы Гга и Г вращаются с номинальными числами оборотов. Контактор Л включается при нажатии кнопки 1К, в связи с чем подается напряжение на цепи управления, возбуждения, освеще­ ния и т. д. Реверсирование электроприводов главной и вспомога­ тельной лебедок может быть не только при включении контак­ торов Втп ( Н Гп) в цепи ШОГш (обмотки независимого возбужде­ ния генератора Гш), но и при изменении направления тока в обмотках возбуждения двигателей. Недостатком схемы является то, что два двигателя (например, главного и вспомогательного подъема) получают одновременно питание от одного генератора и не могут иметь, если это требуется по технологии, разную ско­ рость.

При включении обмоток возбуждения двигателей включаются тормозные магниты (ШТт, ШТ2г— двигателя главного подъема, 1ШТС, 2ШТС, СРс — двигателя стрелы и т. д.).

Скорость двигателей регулируется контроллером. При вклю­ чении контакторов контроллера Нт (Вш) разрывается цепь реле 1РВ и контакты реле 1РВ замыкаются в цепи регулировочных сопротивлений Сгп, последовательно включенных с обмоткой воз­ буждения генератора Гта. Вывод ручки контроллера «вперед» («назад») обусловливает включение реле времени 2РВ, ЗРВ, 4РВ, 5РВ. При этом выключаются ступени сопротивлений. Реле времени при мгновенном выводе ручки контроллера в крайнее положение обеспечивает постепенное выключение .сопротивлений в цепи ШОГтп, т. е. постепенное нарастание напряжения на яко­ ре генератора Гш, т. е. нарастание скорости двигателей.

При питании от генератора Г двигатель вращения разгоняет­ ся на трех ступенях сопротивлений Св (контакторы К6Ви К8В). При питании от генератора Ащ двигатель поворота разгоняется на пяти ступенях сопротивления, включенных в обмотку возбуж­ дения генератора ШОГтп.

Для электропривода передвижения схемой обусловлены две скорости передвижения. Чтобы получить малую скорость двига-

76

тел и передвижения включаются последовательно (контактором ЛП). Разгон происходит аналогично разгону двигателя главной и вспомогательной подъемных лебедок. Для получения большой скорости передвижения двигатели Д 1п и Дгп включаются парал­ лельно (контакторами 1ЛП).

Двигатели передвижения имеют две ступени динамического торможения. Чтобы получить первую ступень торможения (для работы на больших уклонах пути), контактор Та разрывает цепь обмотки катушки контактора Ящ (5 га) и тогда с обмотки воз­ буждения генератора снимается напряжение. Генератор Гщ яв­ ляется в этом случае динамическим сопротивлением для двига­ телей.

При динамическом торможении машинист крана (в зависи­ мости от направления движения) должен согласовать при помощи контроллера полярность обмоток последовательного воз­ буждения двигателей, чтобы перевести их на работу генератора­ ми с самовозбуждением. Это является недостатком схемы.

Для второй ступени торможения (при езде на длинных и бе­ зопасных спусках) в цепь двигателей включаются сопротивления

1СТ и 2СТ.

Схема управления двигателями передвижения предусматри­ вает получение ступени скорости при ослаблении поля (для чего сопротивления 1СУ и 2СУ включаются контакторами 2ЛП па­ раллельно обмоткам возбуждения СОД\п и СОД2п).

Для работы от внешней сети включается в сеть асинхронный двигатель АД, т. е. к системе Г—Д добавляется еще одна элек­ трическая машина и пусковая аппаратура к ней.

Схема управления краном позволяет получить следующие со­ вмещенные операции: подъем и опускание крюка с вращением крана; передвижение крана с вращением (без груза); вращение с подъемом и опусканием стрелы; подъем и опускание груза с подъемом и опусканием стрелы.

Электрическая схема предусматривает различные виды защит (максимальные реле, нулевую блокировку, защиту от обрыва по­ ля с помощью реле РОП, конечные выключатели, стояночный тормоз). Кран оборудован ограничителем грузоподъемности. При работе крана с длинной стрелой и управляемым гуськом преду­ сматривается контроль вылета гуська при помощи сельсинной связи.

Поле остаточного магнетизма генератора Гтп гасится при по­ мощи цепи самогашения, которая замыкается после установки рукоятки управления командоконтроллера в нулевое положение. При этом обмотка возбуждения генератора, отсоединенная от якоря возбудителя, подключается к зажимам генератора контак­ тами Klim и К12т■В обмотку возбуждения генератора начинает поступать ток такого направления, при котором создаваемый э. д. с. поток остаточного магнетизма гасит поле остаточного магиетизма.

77

3.КРАНЫ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПЕРЕМЕННОГО

И ПОСТОЯННОГО ТОКА, ИЗГОТОВЛЯЕМЫЕ ЗАРУБЕЖНЫМИ ФИРМАМИ

В США, ФРГ, Англии, Франции и Японии стреловые само­ ходные краны являются основным видом грузоподъемных ма­ шин, применяемых на строительстве. Наибольшее число моделей кранов грузоподъемностью до 25 т имеют привод на переменном токе. Принципиальные схемы электроприводов этих кранов и

крана К-162 имеют много общего, поэтому рассматривать их не будем.

Краны грузоподъемностью 40— 135 т выпускаются, как пра­ вило, только с электроприводом на постояннном токе по схеме Г— Д. Остановимся на трех типах кранов, которые дают полное представление о системах электропривода, применяемых за рубе­ жом.

Дизель-электрический автомобильный кран типа У-1635 вы­ пускается во Франции фирмой Ришьё. Грузоподъемность крана 8— 12 т на вылете 2—5 м. Лебедки исполнительных механизмов крана представляют один блок вместе с электродвигателем и встроенным тормозом. В качестве первичного двигателя исполь­ зуются дизели мощностью ПО л. с. при 2300 об/мин. Все крано­

78

вые механизмы приводятся в движение электродвигателями по­ стоянного тока.

Скорость регулируется по системе Г— Д, причем напряжение генератора регулируется путем изменения его скорости враще­ ния при помощи акселератора дизеля. В связи с этим контакто­ ры управления электроприводами питаются от независимого ис­

выше, чем при повышении напряжения, т. е. генератор не позво­ ляет получить малых устойчивых скоростей для точной и без­ опасной работы с грузами (штриховая линия на рис. 41). Необ" ходимо также отметить, что при работе на минимальных оборо­ тах дизеля на кране наблюдается значительная вибрация.

Электродвигатели подъемной и стреловой лебедок имеют так­ же смешанное возбуждение, причем при подъеме груза работают

СОТти параллельная цепь ШОГг) параллельного возбуждения (рис. 40,6). Двигатели сочленены с лебедками червячными ре-

79