Расчет и выбор крана для механического цеха

Министерство образования Российской Федерации

ГОУ СПО «Ачинский политехнический техникум».

Курсовой проект

По дисциплине: «электрическое и электромеханическое оборудование».

На тему: Расчет и выбор крана для механического цеха.

Специальность 1806 «техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования».

Группа ЭОЭО-43

 Студент Борисенко Андрей Александрович.

 Руководитель Чикуров Игнат Макарович.

г. Ачинск 2005 г.

Министерство образования Российской Федерации

ГОУ СПО «Ачинский политехнический техникум».

Пояснительная записка

К курсовой работе (проекту).

По дисциплине: «электрическое и электромеханическое оборудование».

На тему: Расчет и выбор крана для механического цеха.

Специальность 1806 « техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования ».

Группа ЭОЭО-43

Студент Борисенко Андрей Александрович.

Руководитель Чикуров Игнат Макарович.

г. Ачинск2005 г.

Содержание.

Введение………………………………………………………..............................3

I.                  Пояснительная записка.

1. Описание технологического процесса………………………………………..5

II.               Расчетная часть.

1. Расчет электроприводов крана……………………………………….............9

2. Расчет и выбор пусковых и регулировочных сопротивлений…………….17

3. Расчет и выбор пускорегулирующей аппаратуры………………………….32

4. Расчет и выбор кабелей проводов и троллей……………………..………...36

5. Расчет электроосвещения…………………………………………………….38

6. Описание схемы управления, снабжения и сигнализации………………...46

7. Охрана труда и техника безопасности при монтаже и эксплуатации оборудования………………………………………………………………….…50

Список литературы……………………………………....................................54

Введение.

Развитие промышленности обеспечивается внедрением новейших технологий.

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более шестидесяти процентам всей вырабатываемой в стране электроэнергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами. Сейчас существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

Промышленные предприятия с мощностью выше 1000 кВ составляют девяносто семь процентов. Установленная мощность электрооборудования современных металлопрокатных цехов достигает 150-200 мВт около пятнадцати процентов от мощности электростанции. Энергоемкие предприятия обладают высокой степенью энерговооруженности и автоматизации. Основой развития электроэнергетики является сооружение электростанций большой мощности. В Российской федерации работают электростанции с мощностью выше 1000 МВт каждая.

Электрификация обеспечивает выполнение задач широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управлении им. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и привода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а также возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов.

Широко внедряются комплектные тиристорные преобразовательные устройства.

Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичные регулируемые электроприводы постоянного тока, но и открыло большие возможности для использования частотного регулирования двигателей переменного тока, в первую очередь наиболее простых и надежных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.

Все большее распространение получают новейшие средства электрической автоматизации технологических установок, машин и механизмов на базе полупроводниковой техники, высокочувствительных контрольно-измерительной и логических элементов. Расширяется область применения программного управления технологическими объектами с записью программы на бумажной или магнитной ленте. Для управления технологическими процессами все чаще используют электронные вычислительные машины.

В современных условиях эксплуатация электрооборудования требует глубоких и разносторонних знаний, а задачи создания нового или модернизированных знаний, а задачи создания нового или модернизации существующего электрифицированного агрегата, механизма или устройства решают совместными усилиями технологи, механики и электрики.

I.                  Пояснительная записка.

1.                Описание технологического процесса.

Общее положение.

Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния. По особенностям конструкции, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные и др. в цехах предприятий электромашиностроения наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производится подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек цеха. Вид мостового крана в основном определяется спецификой цеха и его технологией, однако многие узлы кранового оборудования, например механизмы подъема и передвижения, выполняются однотипными для различных разновидностей кранов.

Описание конструкции.

Несущая сварная конструкция крана представляет собой мост с двумя главными балками коробчатого сечения (или с решетчатыми фермами), перемкнутыми через пролет цеха, и концевыми балками , на которых установлены ходовые колеса. Колеса перемещаются по рельсам подкранового пути, закрепленным на балках опорных конструкций в верхней части цеха. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.

Вдоль моста проложены рельсы , по которым на колесах, приводимых в движение электродвигателем через редуктор, перемещается тележка с подъемной лебедкой. На барабан лебедки наматываются подъемные канаты с подвешенным к ним на блоках крюком для захвата грузов. Барабан приводится во вращение электродвигателем через редуктор.

Управление работой механизмов крана производится из кабины оператора-крановщика, в которой установлены контроллеры или командоконтроллеры. Электроаппаратура управления приводами размещается в шкафах установленных на мосту крана. Здесь же располагаются ящики резисторов. Для проведения операций обслуживания механизмов и электрооборудования предусмотрен выход на мост из кабины через люк.

Электроэнергия к крану подводится при помощи скользящих токосъемников от главных троллеев уложенных вдоль подкранового пути. Для подвода питания к электрооборудованию, размещенному на тележке служат вспомогательные троллей идущие вдоль моста.

В зависимости от вида транспортируемых грузов на мостовых кранах используют различные грузозахватывающие устройства: крюки, магниты, грейферы, клещи и т.п. наибольшее распространение получили краны с крюковой подвеской или с подъемным электромагнитом, служащим для транспортировки стальных листов, скрапа, стружки и других ферромагнитных материалов.

У всех типов кранов основными механизмами для перемещения грузов являются подъемные лебедки и механизмы передвижения. Это позволяет выделить ряд общих вопросов электропривода кранов: расчет статических нагрузок, выбор двигателей по мощности, анализ режимов работы, выбор системы электропривода кранов: расчет статических нагрузок, выбор двигателей по мощности, анализ режимов работы, выбор системы электропривода и другое.

Описание механического и электрического оборудования.

Двигатели на кранах обычно имеют значительно большую угловую скорость, чем скорость подъемного барабана или ходовых колес моста (тележки), то движение к рабочим органам механизмов крана передается через редукторы. Для механизмов подъема наибольшее применение получили схемы с полиспастом, при помощи которого движение от барабана передаются крюку. У полиспаста передача движения к ходовым колесам концевых балок от двигателя, установленного на мосту, может осуществляется через редуктор , расположенный в средней части моста, широко применяется также схема механизма передвижения моста с раздельным приводом ходовых колес. Каждый механизм крана имеет механический тормоз, который устанавливается на соединительной муфте между двигателем и редуктором или на тормозном шкиве на противоположном конце вала двигателя.

По грузоподъемности мостовые краны условно разделяют на малые (масса груза 5-10 т), средней (10-25 т) и крупные (свыше 50 т). Нагрузка кранов, как правило, изменяется в широких пределах: для механизмов подъема - от 0,12 до 1, а для механизмов передвижения – от 0,5 до 1 номинального значения. Характерно для кранов также то, что их механизмы работают в повторно кратковременном режиме, когда относительно непродолжительные периоды работы, связанные с перемещением грузов, чередуются с небольшими паузами на загрузку или разгрузку и закрепление груза.

Согласно действующим стандартам все краны по режимам работы механического и электрического оборудования делятся на четыре категории, определяющие степень их использования, характер нагрузки и условия работы: Л – легкий режим работы, С – средний, Т – тяжелый и ВТ – весьма тяжелый. Основными показателями , по которым судят о режимах работы, являются продолжительность включения двигателя механизма ПВ.

Помимо тяжелых условий работы при большом числе включений в час электрооборудование мостовых кранов обычно находится в условиях тряски, высокой влажности воздуха, резких колебаний температуры и запыленность помещений. В связи с этим на кранах применяется специальное электрооборудование, приспособленное к условиям работы кранов и отличающееся повышенной надежностью.

Основное крановое электрооборудование: электродвигатели, силовые, магнитные и командные контроллеры, пускорегулировочные резисторы, тормозные электромагниты, конечные выключатели и другие – в значительной степени стандартизировано. Поэтому различные по конструкции краны комплектуются обычно таким электрооборудованиям по типовым схемам.

Для защиты питающих проводов и электродвигателей от токов к.з. и значительных перегрузок на кранах предусматривается максимальная токовая защита. Плавкие предохранители используют только для цепей управления. Для предотвращения само запуска двигателей, т.е. самопроизвольного пуска их при восстановлении напряжения сети после перерыва в электроснабжении, в электрических схемах кранов используют совместно с «нулевой» защитой блокировку нулевой позиции контроллеров. Обязательным является наличие конечных выключателей для автоматической остановки механизмов при подходе их к крайним положениям. Для безопасности обслуживания электрооборудования люк для выхода из кабины на мост снабжается конечным выключателем, снимающим напряжение со вспомогательных троллеев при открывании люка. Все токоведущие части в кабине крана полностью ограждаются. Механизмы кранов оснащаются тормозами замкнутого типа с электромагнитами, которые могут оказаться под напряжением из-за порчи изоляции, должны быть заземлены. Соединение с контуром заземления цеха осуществляется через подкрановые пути.

Выбор рода тока и напряжения.

Исходя из задания экономически целесообразно для питания завода использовать линии с переменным током, а не с постоянным, так как для питания завода постоянным током требуется дополнительное оборудование, что увеличивает затраты на производство электроэнергии. Двигатели постоянного тока на заводе не применяется потому-то нет необходимости регулировать частоту вращения в больших пределах.

Завод можно питать напряжением 6 и 10 кВ, но так как расстояние от ГПП до завода два километра четыреста метров, экономически целесообразно использовать напряжение линии 10 кВ при этом потери электроэнергии будут меньше чем при напряжение 6 кВ.

На заводе присутствуют высоковольтные двигатели напряжением 10 кВ минимальной мощности. 800 кВт, а в задание сказано, что минимальная мощность двигателей меньше 800 кВт.

Низковольтные двигатели хорошо запитывать от сети напряжением 380 и 660 В. У двигателей напряжением 660 В минимальная мощность 200кВт. В задание максимальная мощность не превышает 100 кВт отсюда следует, что для питания низковольтных двигателей примем напряжение 380 В от этой же сети будем питать осветительную нагрузку.

II. Расчетная часть.

1.     Расчет электроприводов крана.

Расчет и выбор мощности электродвигателя подъема.

Максимальная грузоподъемность – 8,5 т.

Максимальная высота подъема – 12 м.

Длина пролета (расстояние между рельсами) – 20 м.

Скорость подъема (опускания) – 0,28 м/с.

Скорость передвижения тележки – 0,6 м/с.

Скорость передвижения крана – 1,2 м/с.

Режим работы ПВ – 25 %.

Масса крана – 15,4 т.

Масса тележки – 3 т.

Масса грейфера – 1,54 т.

Длина троллей – 68 м.

Диаметр колеса тележки – 0,25 м.

Диаметр колеса моста – 0,5 м.

Диаметр шейки оси моста – 0,08 м.

Диаметр шейки оси тележки – 0,05 м.

Расчет мощности электродвигателя по методу номинальных режимов рекомендуется вести в следующей последовательности.

По исходным данным устанавливаем номинальный режим работы механизма, для которого рассчитываем электродвигатель. Согласно таблицы 1 Куликов стр.11 принимаем средний режим работы с коэффициентами. Кгр =1, Кr =1, Кс =0,67, число включений 120, t среды =25 0с.

Определим мощность на валу двигателя при статическом режиме работы:

где, G – грузоподъемность, т.е. вес поднимаемого груза.

G0 – вес грейфера.

V – скорость движения.

η – КПД = 0,8

По мощности Рс по каталогу предварительно выбираем двигатель МТН 512-8 мощностью Рн.с ≥ Рс и требуемой скоростью вращения nном.

Определим время пуска двигателя по формуле.

где, а – допустимое ускорение при пуске (выбираем по кривой).

Рассчитаем время установившегося движения, принимая, что весь участок пути подъема Н или перемещения L проходит с установившейся скоростью V.

Страницы: 1, 2, 3, 4