Глава 3. Привод грузоподъемных машин.

В ГПМ применяют электро-, гидро-, пневмо- и ручной приводы.

§1. Электропривод.

Наиболее распространен. Наиболее ходовое напряжение - 380 В. Применяют, в основном, асинхронные электродвигатели

переменного тока.

1. Специальные крановые двигатели:

1.1) с фазным ротором серии МТ (более распространены);

1.2) с короткозамкнутым ротором серии МТК.

Минимальная мощность крановых электродвигателей при ПВ 15%, 25%, 40%, 60% составляет соответственно 2 квт; 1.7 квт; 1.4 квт; 1,2 квт.

2. При мощности, меньшей минимальной мощности крановых электродвигателей, а также для приводов электроталей, кран-балок, подъемников, механизмов передвижения применяют общепромышленные электродвигатели с повышенным скольжением.

Рекомендуют синхронные частоты вращения (nc) 1000 мин-1 и 1500 мин-1.

Асинхронные электродвигатели обладают жесткой механической характеристикой, т.е. слабой зависимостью частоты вращения от вращающего момента (рис.3.1). На рис.3.1 обозначено: Тн, Тпуск, Тmax – номинальный, пусковой и максимальный вращающие моменты, Тс и nc - момент сопротивления и соответствующая ему частота вращения, n0 – частота вращения холостого хода.

искусственной характеристики 1 от n = 0 до n = n1. При n = n1 сопротивление уменьшают, двигатель переходит на искусственную характеристику 2 по горизонтальному участку Б – В и разгоняется по участку В – Г характеристики 2 от n = n1 до n = n2. При n = n2 сопротивление снова уменьшают, двигатель переходит на искусственную характеристику 3 и разгоняется по участку Д – Е характеристики 3 от n = n2 до n = n3. При полностью выключенном сопротивлении двигатель переходит на естественную характеристику 4 и разгоняется до частоты nc, соответствующей моменту сопротивления Tc.

Таким образом, двигатель разгоняется плавно и пусковой ток уменьшается.

Электродвигатель выбирают в соответствии с ПВ т.к. один и тот же двигатель развивает тем большую мощность, чем меньше ПВ.

§2. Гидро- и пневмопривод.

Достоинства.

1.Широкий диапазон регулирования скоростей.

2.Большая перегрузочная способность.

3.Плавность работы.

4.При одинаковой мощности габариты, масса и инерционность гидродвигателей меньше, чем у электродвигателей.

Недостатки.

1.Низкий КПД.

2.Высокая точность изготовления деталей.

3.Для гидропривода - необходимость устройства индивидуальной гидростанции.

4.Для пневмопривода - необходимость наличия централизованной пневмосети.

1.Гидропривод.

Гидронасос подает рабочую жидкость в гидродвигатель. Рабочая жидкость – минеральные масла. Температура застывания масла должна быть ниже температуры окружающей среды. Наиболее ходовые давления – 10 МПа и 16 МПа.

1.1 Гидродвигатели.

1.1.1 Гидроцилиндры.

Гидроцилиндры применяют, в основном, в механизмах подъема, иногда – в механизмах поворота. Используют следующие типы гидроцилиндров (рис.3.3):

а) плунжерные (рис.3.3,а); б) поршневые с односторонним штоком (рис.3.3,б);

в) поршневые с двусторонним штоком (рис.3.3,в); г) телескопические (рис.3.3,г).

Рис. 3.3.

В качестве примера рассмотрим механизм подъема груза с поршневым гидроцилиндром с односторонним штоком (рис.3.4).

Рис. 3.4.

Так как ход l штока невелик, то для обеспечения необходимой высоты H подъема груза гидро- и пневмоцилиндры механизмов подъема используют обычно в сочетании со скоростными полиспастами.

Полиспаст – это система подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом. Полиспасты бывают силовые и скоростные. Силовые полиспасты дают выигрыш в силе, но проигрыш в скорости и перемещении. Скоростные – наоборот.

Основная характеристика полиспаста – его кратность а. Кратностью полиспаста называют отношение скорости выходного звена механизма к скорости перемещения груза. В механизмах с канатным барабаном скоростью выходного звена является окружная скорость барабана и, следовательно, скорость ветви каната, набегающей на барабан, а в механизмах с цилиндрами – скорость штока цилиндра.

В примере на рис.3.4 кратность полиспаста а =1/4. Высота подъема груза Н = l/а=4l.

где P – давление рабочей жидкости; ηп – КПД полиспаста.

1.1.2 Гидродвигатели поворотные (рис.3.5).

Применяют для механизмов поворота. Угол поворота – обычно до 270°.

Рис.3.5. 1 – лопасть; 2 – вал;3 – корпус; 4 – упор;

5 – каналы для подвода и отвода рабочей жидкости.

1.1.3Гидромоторы. Применяют при необходимости больших угловых перемещений.

1.2Гидронасос.

Гидронасос может обслуживать один или несколько гидродвигателей. Производительность насоса при обслуживании нескольких гидродвигателей и их последовательной работе

Vнас = 1,1×Vжmax ,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий утечки масла; Vжmax - максимальный расход жидкости в двигателе.

Двигатели, имеющие расход жидкости меньше максимального, будут работать со скоростями больше заданных. Если это недопустимо, то применяют насос с регулируемой производительностью или, по - возможности, увеличивают