Составление последовательной модели работы лифта и общепромышленного механизма
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ОБРАЗОВАНИЯ
ГОМЕЛЬСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ П.О.СУХОГО
Факультет
автоматизированных и информационных систем
Кафедра
«Автоматизированные электроприводы»
РАСЧЁТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
ЗАПИСКА
к курсовой
работе
на тему
«Составление последовательной модели работы лифта и общепромышленного
механизма»
Исполнитель: студент гр. ЭП-52
Лапыренок К.А.
Гомель 2015
Содержание
Введение
. Конструктивный общий вид
пассажирского лифта
. Силовая электрическая
релейно-контакторная схема управления лифтом
. Построение циклограммы работы
лифта
. Конструктивный общий вид козлового
крана
. Силовая электрическая
релейно-контакторная схема управления козловым краном
. Составление таблицы состояний
Литература
Введение
Подъемные машины прерывистого режима, к которым
относятся лифты, находят широкое применение во всех отраслях народного
хозяйства. Помимо количественного роста лифтовый парк изменяется и качественно:
заменяются или модернизируются старые типы лифтов, постоянно улучшаются
технические характеристики новых типов лифтов, повышается их
производительность, надежность, безопасность работы, внешний вид и другие
качества. Улучшение технических характеристик, как правило, связано с усложнением
конструкции и электрических схем лифтов. Современный лифт - это сложное
электрическое устройство, работающее в полуавтоматическом режиме по
установленной программе.
Программа работы лифта определяется действием
пассажиров, местонахождением и положением (свободна и занята) кабины и
регламентируется при помощи электрической схемы лифта. Электрические схемы
современных лифтов многоэлементные и состоят не только из традиционной
релейно-контакторной аппаратуры, но и электронных элементов и блоков. Лифты отличаются
общедоступностью пользования, комфортабельностью и безусловной безопасностью.
Все основные операции при открывании и закрывании дверей, передвижении,
замедлении, и точной остановке кабины лифта осуществляется с помощью привода.
Только он может выполнить те высокие требования, которым должны удовлетворять
современные лифты.
лифт кран релейный подъемный
1. Конструктивный общий вид пассажирского лифта
Габаритные размеры и конструкция лифта
определяются размещением проемов в шахте, расположением кабины и противовеса в
плане и назначением лифта. Наиболее простым решением является устройство входа
в шахту с одной стороны на всех этажах. По своему назначению лифты разделяются
на:
а) пассажирские, служащие для подъёма и спуска
людей;
б) грузопассажирские - для подъёма и спуска
грузов и людей;
в) больничные - для подъёма и спуска больных на
носилках, кроватях вместе с
сопровождающими их лицами;
г) грузовые с проводником - для подъёма и спуска
различных грузов в сопровождении
проводника;
д) грузовые без сопровождения проводника - для
подъёма и спуска только грузов
(массой не больше 100кг);
е) малые грузовые - для подъёма и спуска грузов
массой менее 100 кг.
Общий вид пассажирского лифта приведен на рис 2,
где 1 - станция управления, 2 - ограничитель скорости, 3 - механизм открывания
дверей, 4 - двери кабины, 5 - пол кабины, 6 - пол этажной площадки, 7 - двери
шахты, 8 - канат ограничения скорости, 9 - натяжное устройство, 10 - приямок,
11 - буфер, 12 - противовес, 13 - направляющие противовеса, 14 - направляющие
кабины, 15 - шахта, 16 - башмаки, 17 - отводка, 18 - кабина, 19 - ловитель, 20
- подвеска, 21 - подъёмные канаты, 22 - подъёмный механизм, 23 - машинное
помещение.
Высокие требования безопасности пользования
лифтом вызывают необходимость применения специального механического
оборудования, действующего при различного рода повреждениях и авариях. С этой
целью на вал двигателя устанавливается электромеханическое устройство,
затормаживающее привод при снятии напряжения с двигателя как при нормальной
работе, так и в аварийных режимах.
Важной конструктивной частью в устройстве кабины
лифта является пол, который может быть подвижным или неподвижным. Первый
вариант исполнения применяется для осуществления контроля заполнения кабины и
отключения цепи наружных вызовов при входе пассажиров в кабину. Переключающее
устройство подвижного пола должно срабатывать при массе пассажира более 15 кг.
Неподвижный пол встречается в лифтах, у которых предусмотрено автоматическое
открывание дверей.
Рис. 1.
Общий вид пассажирского лифта
Перемещение кабины и противовеса по направляющим
осуществляется лебёдкой, установленной в машинном помещении с помощью тяговых
канатов.
При нажатии кнопки вызовного аппарата в
электроаппаратуру управления лифтом подаётся электрический сигнал. Если кабина
находится на остановке, с которой поступил вызов, открываются двери кабины и
шахты на данной остановке. Если кабина в другом месте, подаётся команда на её
движение. В обмотку электродвигателя лебёдки и катушку электромагнита тормоза
подаётся напряжение, тормоз отпускает и двигатель начинает вращаться.
При подходе кабины к требуемой этажной площадке
система управления лифтом по сигналу датчиков точной остановки переключает
электродвигатель лебёдки на работу с пониженной частотой вращения ротора.
Скорость движения кабины падает, подаётся команда на остановку, и в момент,
когда порог кабины совмещается с уровнем порога двери шахты, кабина
останавливается, срабатывает тормоз, и двери кабины и шахты открываются.
При нажатии кнопки приказа на панели управления,
расположенной в кабине, закрываются двери кабины и шахты, кабина отправляется
на посадочную площадку, кнопка приказа которой нажата.
После прибытия на требуемую посадочную площадку
и выхода пассажиров двери закрываются, кабина стоит до тех пор, пока не будет
нажат кнопка любого вызывного аппарата.
Движение кабины возможно только при исправности
всех блокировочных и предохранительных устройств. Срабатывание любого
предохранительного устройства приводит к размыканию цепи управления и остановке
кабины.
Кинематическая схема пассажирского лифта
приведена на рис.2. Лифт имеет полиспастную подвеску с кратностью полиспаста 2,
при которой тяговые канаты 8, сходящие с канатоведущего шкива 7, огибают
полиспастные блоки 6 на кабине 4 и противовесе 9 и крепятся к верхнему
перекрытию шахты в машинном помещении.
На лифтах с высотой подъёма более 35м.
предусмотрена установка компенсирующих цепей 10, которые крепятся к полу кабины
и раме противовеса. Компенсирующие цепи уменьшают неравномерность нагрузки на
привод при изменении массы тяговых канатов в нижнем и верхнем положении кабины.
В машинном помещении размещены ограничители
скорости 5, контроллер, вводное устройство, кронштейн с клином для крепления
подвесного кабеля 2, выключатели освещения кабины и шахты, розетка на
напряжение 36В и устройство натяжения 1 канатов 3. Лифт комплектуется
специализированным контроллером.
Рис.2. Кинематическая схема пассажирского лифта
фирмы «Otis»
2. Силовая электрическая релейно-контакторная
схема управления лифтом
Релейно-контакторная схема управления включает:В
- контактор подъема кабины лифта;Н - контактор спуска кабины лифта;Зк -
контактор закрытия дверей;От - контактор открытия дверей;- реле времени, создает
выдержку времени при закрытии дверей;-
реле времени, создает выдержку времени при открытии
дверей;-
промежуточные реле;- SQ15 - этажные конечные выключатели;Зк - конечный
выключатель, контролирующий закрытие дверей;П - конечный выключатель в полу
кабины, контролирующий наличие в кабине пассажиров.
Силовая часть включает:
М1 - двигатель подъема и спуска кабины лифта,
управляемый контакторами KMВ и KMН;
М2 - двигатель открытия и закрытия дверей
кабины, управляемый контакторами KMЗк и KMОт.
Схема управления электроприводом лифта приведена
на рис.3.
Данная схема обеспечивает следующие перемещения
механизма: вызов кабины с 10-го этажа на 15-ый, спуск на 14-ый этаж, спуск на
13-ой этаж, спуск 9-ый этаж, спуск на 1-ый этаж.
Описание работы схемы
При нажатии кнопки SB15 (кнопка вызова на 15
этаж), если двери кабины закрыты, подаётся питание на катушку KL15 и замыкается
контакт в цепи контактора KMВ. Силовые контакты KMВ подают питание на двигатель
M1, кабина лифта поднимается. Достигнув 15 этажа кабина воздействует на SQ15,
который размыкает свой контакт в цепи KMВ и кабина останавливается. Катушка
контактора KMОт получает питание, так как контакты KMВ и KMН в её цепи
замкнуты, а контакт KT2 ещё не разомкнулся (выдержка времени достаточна для
открывания двери).
Силовые контакты KMОт включают двигатель M2 на
открытие дверей кабины. Через некоторое время KMОт отключается и M2
останавливается.
При нажатии пассажиром в кабине лифта кнопки
SB14, включается промежуточное реле KL14. Подается питание на KMЗк, который
своими силовыми контактами включит M2 на закрытие дверей. После закрытия дверей
SQЗк разомкнет свой контакт в цепи KMЗк и замкнет в цепи KMН. Двигатель М2
остановиться, на M1 подаётся питание и кабина начнет движение вниз.
Достигнув 14 этажа кабина воздействует на SQ14,
который размыкает свой контакт в цепи KMВ и кабина останавливается. Катушка
контактора KMОт получает питание, так как контакты KMВ и KMН в её цепи
замкнуты, а контакт KT2 ещё не разомкнулся (выдержка времени достаточна для
открывания двери). Силовые контакты KMОт включают двигатель M2 на открытие
дверей кабины. Через некоторое время KMОт отключается и M2 останавливается.
При нажатии пассажиром в кабине лифта кнопки
SB13, включается промежуточное реле KL13. Подается питание на KMЗк, который
своими силовыми контактами включит M2 на закрытие дверей. После закрытия дверей
SQЗк разомкнет свой контакт в цепи KMЗк и замкнет в цепи KMН. Двигатель М2
остановиться, на M1 подаётся питание и кабина начнет движение вниз.
Достигнув 13 этажа кабина воздействует на SQ13,
который размыкает свой контакт в цепи KMВ и кабина останавливается. Катушка
контактора KMОт получает питание, так как контакты KMВ и KMН в её цепи
замкнуты, а контакт KT2 ещё не разомкнулся (выдержка времени достаточна для
открывания двери). Силовые контакты KMОт включают двигатель M2 на открытие
дверей кабины. Через некоторое время KMОт отключается и M2 останавливается.
При нажатии пассажиром в кабине лифта кнопки
SB9, включается промежуточное реле KL9. Подается питание на KMЗк, который
своими силовыми контактами включит M2 на закрытие дверей. После закрытия дверей
SQЗк разомкнет свой контакт в цепи KMЗк и замкнет в цепи KMН. Двигатель М2
остановиться, на M1 подаётся питание и кабина начнет движение вниз.
Достигнув 9 этажа кабина воздействует на SQ9,
который размыкает свой контакт в цепи KMВ и кабина останавливается. Катушка
контактора KMОт получает питание, так как контакты KMВ и KMН в её цепи
замкнуты, а контакт KT2 ещё не разомкнулся (выдержка времени достаточна для
открывания двери). Силовые контакты KMОт включают двигатель M2 на открытие
дверей кабины. Через некоторое время KMОт отключается и M2 останавливается.
При нажатии пассажиром в кабине лифта кнопки
SB1, включается промежуточное реле KL1. Подается питание на KMЗк, который
своими силовыми контактами включит M2 на закрытие дверей. После закрытия дверей
SQЗк разомкнет свой контакт в цепи KMЗк и замкнет в цепи KMН. Двигатель М2
остановиться, на M1 подаётся питание и кабина начнет движение вниз.
Когда кабина достигнет 1 этажа и все пассажиры
выйдут, SQП замкнет свой контакт в цепи KT1, через некоторое время контакт KT1
замкнется в цепи KMЗк и двери закроются.
. Построение циклограммы работы лифта
Приведем циклограмму работы лифта в следующей
последовательности: вызов лифта с 10 этажа на 15, спуск на 14 этаж, спуск на 13
этаж, спуск на 9 этаж, спуск на 1 этаж.
Такт 1: Нажимаем SB15
и в конце такта срабатывает KL15.
Такт 3: КМВ включает М1 и кабина начинает
движение вверх, в конце такта включается КТ2.
Такт 4: Кабина достигла 13 этажа, срабатывает SQ13.
Такт 5: Кабина достигла 14 этажа, срабатывает SQ14.
Такт 6: Кабина достигла 15 этажа, срабатывает SQ15,
в конце такта отключается КМВ и KL15.
Такт 7: КМВ размыкает контакт в цепи КТ2 и
контакты в цепи КМОт.
Такт 8: КМОт включает М2, двери начинают
открываться и в конце такта отключается SQЗк.
Такт 9: Через время, достаточное для открытия
дверей, КТ2 размыкает контакт в цепи КМОт.
Такт 10: Пассажир заходит в лифт, срабатывает SQП.
Такт 11: Нажимают SB14 и в конце такта
срабатывает KL14.
Такт 12: KL10
замыкает контакт в цепи КМВ и КМЗк, в конце такта КМЗк получает питание и
срабатывает.
Такт 13: КМЗк включает М2, двери начинают
закрываться. В конце такта срабатывает SQЗк.
Такт 14: SQЗк
замыкает контакт в цепи КМН и отключает КМЗк
Такт 15: КМН включает М1 и кабина начинает
движение вниз. В конце такта размыкается SQ15
и включается КТ2.
Такт 16: Кабина достигла 14 этажа, срабатывает SQ14,
в конце такта отключается КМН и KL14.
Такт 17: КМН размыкает контакт в цепи КТ2 и
контакты в цепи КМОт.
Такт 18: КМОт включает М2, двери начинают
открываться и в конце такта отключается SQ3к.
Такт 19: Через время достаточное для открывания
двери КТ2 размыкает контакты в цепи КМОт.
Такт 20: Нажимаем SB13
в конце такта срабатывает KL13.
Такт 21: KL13
замыкает контакт в цепи КМН и КМЗк. В конце такта КМЗк получает питание и
срабатывает.
Такт 22: КМЗк включает М2, двери начинают
закрываться в конце такта срабатывает SQЗк.
Такт 23: SQЗк
замыкает контакт в цепи КМН и отключает КМЗк
Такт 24: КМН включает М1 и кабина начинает
движение вниз. В конце такта размыкается SQ13
и включается КТ2.
Такт 25: Кабина достигла 13 этажа, срабатывает SQ13,
в конце такта отключается КМН и KL13.
Такт 26: КМН размыкает контакт в цепи КТ2 и
контакты в цепи КМОт.
Такт 27: КМОт включает М2, двери начинают
открываться и в конце такта отключается SQЗк.
Такт 28: Через время достаточное для открывания
двери КТ2 размыкает контакты в цепи КМОт.
Такт 29: Нажимаем SB9
в конце такта срабатывает KL9.
Такт 30: KL6
замыкает контакт в цепи КМН и КМЗк. В конце такта КМЗк получает питание и
срабатывает.
Такт 31: КМЗк включает М2, двери начинают
закрываться в конце такта срабатывает SQЗк.
Такт 32: SQЗк
замыкает контакт в цепи КМН и отключает КМЗк
Такт 33: КМН включает М1 и кабина начинает
движение вниз. В конце такта размыкается SQ13
и включается КТ2.
Такт 34: Кабина достигла 6 этажа, срабатывает SQ9,
в конце такта отключается КМН и KL5.
Такт 35: КМН размыкает контакт в цепи КТ2 и
контакты в цепи КМОт.
Такт 36: КМОт включает М2, двери начинают
открываться и в конце такта отключается SQ3к.
Такт 37: Через время достаточное для открывания
двери КТ2 размыкает контакты в цепи КМОт.
Такт 38: Нажимаем SB1
в конце такта срабатывает KL1.
Такт 39: KL1
замыкает контакт в цепи КМН и КМЗк. В конце такта КМЗк получает питание и
срабатывает.
Такт 40: КМЗк включает М2, двери начинают
закрываться в конце такта срабатывает SQЗк.
Такт 41: SQЗк
замыкает контакт в цепи КМН и отключает КМЗк
Такт 42: КМН включает М1 и кабина начинает
движение вниз. В конце такта размыкается SQ1
и включается КТ2.
Такт 43: Кабина достигла 1 этажа, срабатывает SQ1,
в конце такта отключается КМН и KL1.
Такт 44: КМН размыкает контакт в цепи КТ2 и
контакты в цепи КМОт.
Такт 45: КМОт включает М2, двери начинают
открываться и в конце такта отключается SQЗк.
Такт 46: Через время достаточное для открывания
двери КТ2 размыкает контакты в цепи КМОт.
Такт 47: Все люди выходят из кабины, отключатся SQп,
замыкается контакт в цепи КТ1.
Такт 48: Через чрез некоторое время контакт КТ1
замыкает цепь питания КМЗк.
Такт 49: КМЗк включает М2, двери начинают
закрываться. В конце такта срабатывает SQЗк.
Такт 50: SQЗк
размыкает контакты в цепи питания КМЗк и КТ1.
Такт 51: КМЗк и КТ1 отключаются.
. Конструктивный общий вид козлового крана
Козловой кран в упрощенном виде представляет
собой мостовой кран, опирающийся на стойки и предназначенный для передвижения
по наземному рельсовому пути. Внешне он напоминает четырехстоечный портал
(монтажные козлы), от чего и получил свое название.
Козловой кран, прежде всего, предназначен для
обслуживания складов, штучных, длинномерных и других грузов, полигонов по
производству железобетонных, кирпичных изделий, открытых площадок промышленных
предприятий, грузовых дворов, выполнения разгрузочных и погрузочных работ на
контейнерных площадках железнодорожных станций с температурой рабочей среды от
-40 до + 40 градусов.
На железнодорожном транспорте козловые краны
получили широкое распространение на перегрузке контейнеров, тяжеловесов ,
металла, лесных и строительных материалов, а также различных других навалочных
грузов.
В козловых кранах, так же, как и в мостовых, реализуются
три самостоятельные операции: подъем - опускание груза на требуемую высоту,
перемещение груза по мосту крана поперек обслуживаемой площадки и перемещение
груза краном вдоль обслуживаемой площадки.
Козловые краны, так же как и мостовые, по
конструкции моста разделяют на однобалочные и двухбалочные, а по способу
опирания крановых тележек - на опорные и подвесные. В зависимости от
расположения моста на опорных стойках козловой кран может быть бесконсольным,
одноконсольным и двухконсольным. Наибольшее распространение получили
двухконсольные козловые краны.
Опорные стойки мостов могут быть выполнены в
виде жестких балок или ферм, воспринимающих продольные и поперечные усилия. В
этом случае опоры называют жесткими. Если же опорные стойки предназначены для
восприятия усилий только в одном направлении, то их называют гибкими. Они могут
соединяться с мостом при помощи шарниров. Опоры могут быть двухстоечные и
одностоечные. Козловые краны различают также по виду опор (с обеими жесткими, с
одной жесткой, а другой гибкой - шарнирной опорой), привод у грузовых тележек
(самоходный или канатно-тяговый).
Козловые краны являются одним из основных видов
средств механизации перегрузочных и складских работ в различных отраслях
народного хозяйства.
По назначению козловые краны разделяют на три
основные группы: общего назначения, или перегрузочные, строительно-монтажные и
специального назначения.
Перегрузочные краны эксплуатируют на открытых
складах и погрузочных площадках, обслуживаемых средствами наземного рельсового
и безрельсового транспорта; грузоподъемность их обычно 3,2…50 т, пролеты 10…40
м, высота подъема в зависимости от условий загрузки-разгрузки транспортных
средств или стабилизирования грузов 7…16 м.
Строительно-монтажные краны предназначены
преимущественно для монтажа оборудования промышленных предприятий,
энергетических установок и сборных транспортных сооружений. Грузоподъемность
этих кранов 300…400т, пролеты 60…80 м и высота подъема 20…30 м. Краны
рассчитаны на легкий режим работы; конструкция их часто обеспечивает быстрое
перебазирование, сборку в различных исполнениях с варьированием
грузоподъемности, пролета, высоты подъема и т.п.
Краны специального назначения, обслуживающие
гидротехнические сооружения, обеспечивающие секционную сборку судов, и др.,
крайне разнообразны по конструкции и рабочему оборудованию; их параметры
изменяют в самых широких пределах [1].
Независимо от типа козловые краны имеют мост
(пролетное строение), опирающиеся на две опоры, снабженный рельсо-колесными
ходовыми частями. По мосту перемещается тележка.
В зависимости от конструктивной схемы моста
различают консольные и бесконсольные краны. Возможность выхода грузовой тележки
на консоль позволяет располагать под ней транспортные рельсовые и безрельсовые
пути, а площадку под пролетной частью моста использовать для устройства склада
или технологического объекта. Помимо этого увеличивается общая площадь
складирования.
Бесконсольные краны несколько проще по
конструкции, но размещение в пролете транспортных путей часто препятствует
рациональной организации складов; снижается также безопасность лиц, работающих
на таких складах.
Краны могут иметь две жесткие или одну жесткую,
а другую гибкую опоры. Стойки жестких опор выполняют с увеличивающимися по
высоте размерами сечения стоек. Такие краны характеризуются более плавным
ходом, их несущие конструкции в значительно меньшей мере подвержены колебаниям.
Однако они весьма чувствительны к отклонениям крановых рельсовых путей и
точности установки ходовых колес в горизонтальной плоскости. Превышение этих
отклонений сверх предусмотренных нормативами величин приводит к быстрому износу
реборд ходовых колес.
У кранов с одной жесткой, а другой гибкой
опорами, стойки последней обладают весьма значительной по сравнению со стойками
жесткой опоры податливостью, иногда они крепятся к мосту с помощью шарниров.
Такие краны обычно могут перемещаться по путям, отклонения рельсов которых в
горизонтальной плоскости на 25-40% превышают предельно допустимые, они также
менее чувствительны к отклонениям в точности установки ходовых колес в
горизонтальной плоскости. Однако у них как ходовые колеса, так и рельсовый путь
жесткой опоры испытывают осевые нагрузки, в два-три раза превосходящие
соответствующие нагрузки у кранов с двумя жесткими опорами.
У большинства кранов мост опирается на
двухстоечные опоры, через проемы которых груз транспортируют с консолей в
пролет, при этом максимальная длина груза определяется расстоянием между
стойками опор.
У кранов с консольной грузовой тележкой и
одностоечными опорами длинномерные грузы, подаваемые под консоли, разворачивают
на весу на 90° и, независимо от их длины, беспрепятственно
перемещают мимо опоры пролетной части. В случае необходимости груз снова можно
развернуть на 90°.
Этих недостатков лишены краны с подвесными
двухрельсовыми тележками, которые, однако, характеризуются более сложной
конструкцией.
Опорные грузовые тележки наиболее удобны в
эксплуатации. Однако их можно применять только на обладающих сравнительно
большой массой двухбалочных кранах или на неэффективных в ряде случаев
бесконсольных кранах.
Краны выполняют с управлением с пола с помощью
подвесного кнопочного пульта или из кабины. Краны с управлением с пола обычно
имеют пролеты не более 16 м и оборудованы электрической талью. При пролетах до
16-25 м кабины обычно устанавливают на одной из опор или на мосту около опоры.
При больших пролетах краны, предназначенные для
перегрузочных работ, должны снабжаться подвижными кабинами, которые обычно
перемещаются совместно с грузовыми тележками.
По способу монтажа различают самомонтирующиеся и
несамомонтирующиеся краны. Большая часть кранов - самомонтирующиеся, с осуществлением
подъема моста в проектное (рабочее) положение путем по парного стягивания стоек
опор.
По технологическому процессу различают крюковые
краны для перегрузочных работ, монтажные, грейферные, контейнерные,
строительные для обслуживания гидротехнических сооружений и судостроительные.
Токопровод для кранов выполняют обычно с помощью
гибкого кабеля.
Ряд кранов снабжают автоматическими кабельными
барабанами, рассчитанными на наматывание 50-100 м кабеля. При расположении
коробки питания в центре пути это обеспечивает перемещение крана на удвоенное
расстояние. Для укладки кабеля вдоль путей устраивают деревянный лоток.
Такой же лоток предусматривают и при креплении
конца кабеля непосредственно к конструкции крана. Токопровод перетаскиваемым по
лотку кабелем достаточно надежен для относительно редко и на небольшие
расстояния перемещающихся кранов (3-5 циклов в час при протяжении пути до 20-30
м).
При более интенсивной работе оболочка кабеля
будет быстро изнашиваться. В ряде случаев для токопривода к крану можно
использовать гирляндную подвеску кабеля. Петли кабеля крепят к петлям или
кареткам, перемещающимся по натянутым вдоль путей проволоке или тросу.
Крановые рельсовые пути должны устраиваться в
соответствии с указаниями, приведенными в эксплуатационной документации на
кран. Проект крановых путей должен разрабатываться в каждом конкретном случае с
учетом местных геологических условий. Рельсовые пути на земляном полотне
следует ремонтировать и проверять не реже двух раз в год - в конце весны и в
конце осени.
Краны изготовляют, как правило, для эксплуатации
при температуре воздуха от плюс 40 до минус 40°С. Иногда
нижний предел температуры ограничивают минус 20°С.
Эксплуатация кранов при температурах, ниже указанных в паспорте крана, может
быть допущена только при наличии разрешения завода-изготовителя при
согласовании с органами Росгортехнадзора.
Так как для козловых кранов опасным является
действие ветра вдоль подкрановых путей, они обычно снабжаются
ветроизмерительными приборами направленного действия - сигнализаторами давления
ветра СДВ-М, содержащий датчик и электронный сигнальный блок. После
срабатывания датчика зажигается установленная на блоке лампа предварительной
сигнализации; одновременно приводится в действие реле времени (1,2; 2 или 3 с),
по истечении этого времени замыкается цепь устройств (звуковая сигнализация,
противоугонные захваты).
Противоугонные устройства должны предотвращать
самопроизвольное движение крана и грузовой тележки, при ветре давлением,
превосходящим допустимое для кранов рабочего состояния.
Для козловых кранов общего назначения можно
выделить следующие основные группы этих устройств: стопоры, ручные и приводные
рельсовые захваты (автоматического и принудительного действия).
Устройства для гашения вибраций и защиты от нее
целесообразны для всех видов кранов, они повышают уровень комфортности
оператора, улучшают условия управления краном и снижают нагруженность элементов
конструкции [1].
На схеме обозначено:
1
- главная балка; 2- механизм подъёма; 3 - грузозахватывающее устройство;
4
- кабина; 5 - нога; 6 - распорка; 7 - кабельный барабан; 8 - механизм
передвижения крана.
Требования, предъявляемые к механизмам козлового
крана
По условиям использования кран относится к
группе машин универсального назначения, используемых для работы на открытом
воздухе в одну-две смены в повторно-кратковременном режиме.
Рисунок 5 - Общий вид козлового крана
Механизмы кранов характеризуются относительной
продолжительностью включения, когда время включения и время пауз регулярно
чередуется.
Режим работы грузоподъемной машины циклический.
Цикл состоит из перемещения груза по заданной траектории и возврата машины к
исходному положению для нового цикла.
Группа режима работы крана по ГОСТ 25835-83 -
М6, характеризуется следующими показателями:
- коэффициент
сменности работы крана - 2;
- среднесуточное
время работы (включения) механизма - 4÷10 часов.
Классификация режима работы электрооборудования
по правилам Госгортехнадзора для М6 следующая:
- режим
работы механизма или электрооборудования - Т (тяжелый);
- коэффициент
использования крана по грузоподъемности Кгр
- 0,75÷1;
- ПВ
(продолжительность включения)- 40 % ;
- число
включений в час среднее за смену - 240.
Так как кран работает на открытом воздухе,
среднесуточное изменение температуры может доходить до 30◦. Это приводит
к выпадению на поверхности частей крана конденсата, атмосферной влаги и
соляного тумана. В смеси с производственной пылью конденсат вызывает снижение
поверхностной изоляции между токоведущими частями и коррозию металлических
деталей. Для обеспечения необходимой надежности электрооборудования оно должно
отвечать следующим основным требованиям ГОСТ 15150-69:
- температура
окружающей среды - от -40◦ до+40◦;
- относительная
влажность воздуха - 95% при +20◦;
- вибрация
- частота 1-50Гц с ускорением 0,5g.
Для предохранения от воздействия неблагоприятных
факторов внешней среды крановое электрооборудование должно быть достаточно
защищенным, размещаться в кожухах и оболочках с необходимой степенью защиты
ГОСТ 14254-80.
Крановые электроприводы получают питание от
трехфазной сети переменного тока. Основным напряжением для питания крановых
механизмов является напряжение 380 В.
К козловому крану предъявляются следующие
требования:
- электропитание крана и тележки осуществляется
с помощью гибкого кабеля;
- для обеспечения достаточного запаса
колес тележки с рельсами и исключение пробуксировки применены два привода
передвижения тележки;
вся аппаратура управления размещена в
герметизированном контейнере со степенью защиты от внешней среды ТР44;
электроприводы крана имеют глубокое
регулирование скорости, в связи с этим нагрузка тормозов минимальная;
резисторы выбраны из стандартных блоков
Б6 и БК 12.
Защита главных электрических цепей крана
осуществляется защитными устройствами с использованием автоматических включений
с высокой коммутационной защитной способностью.
5. Силовая электрическая релейно-контакторная
схема управления козловым краном
Под системой управления электроприводом
подразумевается комплекс, состоящий из преобразователя электрической энергии,
аппаратуры управления для коммутации тока в цепи электродвигателя, орган
ручного управления или автоматического (программного) контроля, органа
скоростного, путевого или иного контроля, а так же элементов защиты
электрооборудования и механизма, действующих в конечном счете на устройства
отключения электропривода.
Аппаратура управления электропривода является
комплексом, включающим контактные и бесконтактные устройства коммутации в цепях
электродвигателя, преобразователей энергии и управления, а так же элементы
защиты электрических цепей.
Если контактные коммутационные элементы аппарата
с непосредственно ручным приводом предназначаются для коммутации цепей главного
тока, то такое устройство называется силовым кулачковым контроллером, а если
эти элементы служат для коммутации цепей управления, то такой аппарат
называется командоконтроллером.
Система управления крановыми механизмами,
применяющаяся в данном козловом кране, относится к категории устройств,
находящихся под непрерывным контролем оператора, то есть в этой системе выбор
момента начала операции, скоростных параметров и момента окончания операции
осуществляется лицом, управляющим механизмом. В свою очередь система управления
обеспечивает необходимую последовательность переключения для реализации
желаемых скоростных параметров, предотвращает при этом недопустимые перегрузки
и обеспечивает необходимую защиту.
Рассмотрим на примере кранового электропривода
переменного тока: асинхронный двигатель с фазным ротором, управляемый силовым
контроллером (КС).
Рис.6. Схема электрическая козлового крана
Описание работы схемы
Схема магнитного контроллера обеспечивает
автоматический разгон, реверсирование, торможение и ступенчатое регулирование
скорости. Управление осуществляется с помощью командоконтроллеров, имеющих по
четыре фиксированных рабочих положения подъема и спуска. На положениях подъема
пуск и регулирование скорости осуществляется изменением сопротивлений
резисторов, включенных в цепь обмотки ротора электродвигателя.
Первое положение, на котором реализуется
минимальный пусковой момент, служит для выбора слабины троса и подъема малых
грузов на подвижной скорости. Подъем с малой скоростью тяжелых грузов
производится на втором положении. На третьем положении осуществляется первая
ступень разгона электродвигателя, причем пусковой ток на этом положении меньше
тока установки максимальных реле. Последние две ступени пуска осуществляются
автоматически под контроллером реле времени РУ1, РУ2, характеристика 4П. На
положениях спуска обеспечивается регулирование скорости двигателя в режимах:
противовключения на первом и втором положениях. На четвертом положении
предусмотрен режим силового спуска с полностью введенными в цепь ротора пусковыми
ступенями резисторов; контроллеры замыкающей и поддерживающей лебедок
сблокированы с помощью реле РН, что исключает возможность работы одним приводом
в случае отключения нулевой защиты на другом. Первое и второе положение
используется в основном для получения малых скоростей спуска грузов, близких к
номинальному.
Рис.7. Механические характеристики
электропривода механизма подъема с магнитным контроллером
Ступени резисторов в цепи ротора выводятся с
помощью контакторов ускорения КУ1-КУ4 и контактора противовключения КП.
Режим противовключения предназначен для
получения малых скоростей при спуске легких грузов. Используя положение
противовключения можно регулировать скорость спуска различных грузов (путем
переключения рукоятки командоконтроллера между третьим, вторым и первым
положениями) в пределах диапазона 4:1 - 3:1. Спуск с малой скоростью грузов, не
преодолевающих трение в механизме, осуществляется путем переключения между
третьим и четвертым положениями. Во избежание подъема на положениях торможения
противовключением двигатель при прямом ходе командоконтроллера включается
только на третьем положении, когда подъем груза исключен.
Схема торможения собирается при включении
контакторов КВ2, КН2 в цепи статора и контактора ускорения КУ1 в цепи ротора.
Для исключения одновременного включения контакторы торможения КО и
противовключения КП, а также контакторы направления КН и КВ соответственно
попарно механически сблокированы. В контроллерах с цепью управления на переменном
токе эти контакторы сблокированы еще и электрически. При установке заведомо
тяжелых грузов с тем, чтобы не получилось недопустимо большой скорости на
третьем положении, можно сразу обеспечить включение первого или второго
положения спуска, нажав педаль спуска тяжелых грузов НП.
В схеме магнитного контроллера предусмотрено (с
помощью контактора КТ) включение электромагнитного тормоза ТМ для обеспечения
механического торможения до полной остановки. При этом в схеме допускается
применение тормозных магнитов переменного тока. В последнем случае выполняется
форсировка включения тормоза, осуществляемая контактором КТ1 и реле РТ. Реле РТ
настраивается на срабатывание при токе, равном номинальному току холодной
катушки электромагнита тормоза при ПВ=40%. При переводе рукоятки
командоконтроллера с положения спуска в нулевое положение (при нажатой педали
на первом и втором положениях) или с четвертого (или третьего) положения спуска
в нулевое, первое или второе положения (педаль НП - не нажата) обеспечивает
наряду с механическим и электрическое торможение в течение времени,
определяемого выдержкой времени реле РБ. На это время собирается схема,
соответствующая второму положению спуска.
Во избежание чрезмерных скоростей в аварийных
режимах выдержка времени реле РБ должна быть не более 0,5 с. Для получения
торможения (при ненажатой педали НП), соответствующего второму положению
спуска, в предусмотрено включение в цепь катушки контактора КП размыкающих
контактов ножного выключателя НП. Совмещение механического и электрического
торможения повышает надежность и исключает просадку груза.
Для разгрузке контактов командоконтроллера
коммутация цепей управления производится электромагнитными реле постоянного
тока, устанавливаемыми в отдельном магнитном контроллере открытого исполнения.
В контроллере узел нулевой защиты выполнен на
переменном токе (реле РН получает питание от силовой цепи). Для обеспечения
нулевой защиты в случае исчезновения напряжения постоянного тока в цепи
управления катушка реле РН получает питание через замыкающие контакты реле
ускорения РУ1 и РУ2. Конечная защита, осуществляемая выключателями ВКВ и ВКН,
выполнена таким образом, что срабатывание не препятствует движению механизма в
противоположном положении.
. Составление таблицы состояний
Кран перемещается вперед и назад с помощью
асинхронного двигателя. Пуск осуществляется с помощью командоконтроллера.
Аварийные ситуации предотвращаются конечной защитой, осуществляемой
выключателями ВКВ и ВКН, она выполнена таким образом, что срабатывание не
препятствует движению механизма в противоположном положении.
Число возможных состояний три: 1 - движение
вперёд, 2 - движение назад, 3 - кран неподвижен.
Таблица состояний (табл. 1) содержит три строки
и 24 = 16 столбцов. Число столбцов равно числу комбинаций командных
переменных.
В первой строке исходным является состояние 1
(движение вперёд), поэтому во всех клетках, соответствующих действию РВ,
проставляется 1. При отсутствии разрешения на движение вперёд (отсутствует РВ)
кран не движется, в этих клетках ставится 3. Аналогично заполняется вторая
строка, т.е. где есть РЛ - ставится 2, а в остальных - 3.
В третьей строке указывается исходное состояние
крана 3, поэтому 3 проставляется: в клетках 1- 4, так как нет РВ и РЛ; в
клетках 8, 9, 16, так как нет команды управления (отсутствуют ПВ и ПЛ); в
клетках 5 и 15, так как здесь разрешение противоречит командам управления (есть
ПВ, нет РВ и наоборот). В клетках 7, 10 ставится 1, а в клетках 12, 13 - 2, так
как разрешение соответствует командам управления. Состояние командных органов
для клеток 6, 11, 14 нереально при нормальной эксплуатации (есть одновременно
две команды управления: вправо и влево). В такой ситуации кран может оставаться
неподвижным, т.е. ставится 3.
Литература
1. Курсовое проектирование
грузоподъемных машин. Руденко Н.Ф., Александров М.П., Лысяков А.Г. - М:
Машиностроение, 1971.
. Вальков В.М., Вершин В.Е.
Автоматизированные системы управления техноолгическими процессами. - Л.:
Политехника, 1991.
. Родионов В.Д., Терехов В.А.,
Яковлев В.Б. Технические средства АСУ ТП. - М.: Высшая школа, 1989.
. Ключев В.И., Терехов В.М.
Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. - М.: Энергия, 1980.