Презентация "Электроприводы грузоподъемных механизмов" – проект, доклад

Электроприводы грузоподъемных механизмов

Классификация судовых ГПМ

По типу устройства судовые ГПМ подразделяются на механизмы общего назначения (лебедки, краны, транспортеры), специфические судовые механизмы (лифты, шлюпочные, траловые и буксирные лебедки, механизмы технологической линии судов технического флота) По режиму работы ГПМ делятся на Механизмы кратковременного режима, Механизмы повторно-кратковременного режима Грузоподъемные механизмы бывают с одним, двумя и тремя электродвигателями. В настоящее время выпускаются судовые подъемные механизмы пяти грузоподъемностей: 0,5; 1,5; 3; 5 и 10 т Механизмы грузоподъемностью 0,5 и 1,5 т, как пра­вило, устанавливаются на речных судах

К судовым грузоподъемным устройствам относят разнообразные по назначению, конструкции, мощности и характеру работы палубные механизмы: грузовые лебедки и краны; шлюпочные, траловые, шланговые лебедки; тельферы, лифты (провизионные, грузовые и пассажирские); лебедки специально­го назначения (на специальных судах) — буксирные, траловые, лоткоподъемные, глубоководные якорные и т. д. Электроприводы судовых грузоподъемных устройств могут различаться: по виду механической передачи — с цилиндрической, червяч­ной и гидравлической передачей; по режиму работы — повторно-кратковременного, кратковре­менного и перемежающегося режимов; по режиму вращения двигателя — с прерывистым и непре­рывным вращением двигателя; по системе управления — контроллерные, контакторные, электромашинные, тиристорные; по роду тока — постоянного и переменного тока

Грузовые лебедки и краны

Грузовые лебедки предназначены для работы в со­вокупности с грузовыми стрелами Вращение электродвигателя через цилиндрический редуктор передается барабану с грузовым тросом, который через блоки обеспечивает подъем или спуск га­ка При грузовых операциях отдают предпочтение спаренной ра­боте двух лебедок на общий гак по системе «телефон». Грузовые краны имеют три механизма: подъема груза, подъема и спуска стрелы; поворота крана: Каждый механизм снабжается электро­двигателем с аппаратурой управления В электрогидравлических кранах устанавливают общий насосный агрегат, обеспечивающий работу регулируемых автономных гидравлических двигателей В этом случае функции электропривода просты: обеспечить по­стоянное вращение насоса в одном направлении; механическая часть привода усложняется, повышается стоимость Приводу грузовых лебедок и кранов с механической переда­чей приходится работать в жестких условиях непрерывных пус­ков, реверсов, и торможений, которым не отвечают обычные дви­гатели: Применяют электродвигатели специальной кра­новой серии ДПМ на постоянном и МАП на переменном токе При непосредственном питании от цепи используют двигатели смешанного, в системе Г—Д — параллельного возбуждения, а на переменном токе полюсопереключаемые двух- и трехскоростные

Требования к судовым ГПМ

К электроприводам ГПМ предъявляются следующие требования: надежность и безопасность в работе, безотказность при кренах и дифферентах, при вибрации, сотрясении и толчках, а также при рез­ких колебаниях температуры; минимальная длительность переходных процессов; надежное электрическое торможение в режиме спуска полного груза; точная остановка при торможении; наличие автоматического нормально замкнутого тормоза с уст­ройством для ручного растормаживания; обеспечение заданной производительности и регулирование ча­стоты вращения в диапазоне 20 — 100 % в двигательном режиме при полной нагрузке; устойчивая работа на малых посадочных скоростях; обеспечение значительных скоростей операций с порожними за­хватами (до 300 % номинальной); обеспечение увеличенных скоростей спуска грузов при работе в рекуперативном режиме (до 200% номинальной); безусловная остановка привода по воле оператора, независимо от возможных неисправностей или отказов отдельных элементов сис­темы

Особенности работы ЭП ГПМ

Большая ча­стота пусков и торможений Пуск под полной нагрузкой Работа с пе­ременной нагрузкой от 10 до 100 % Работа с кратковременной пере­грузкой Наличие значительных механических перегрузок на вал и подшипники электродвигателя Возможность обливания водой элек­трооборудования палубных грузоподъемных механизмов Для грузоподъемных механизмов создана специаль­ная серия крановых электродвигателей кратковременного и повторно-кратковременного режима, брызгозащищенного и водозащищенного исполнений, усиленной механической конструкции, с высокими пере­грузочными свойствами. Условия работы грузоподъемных механизмов требуют привода от реверсивного электродвигателя с электрическим регулированием ско­рости при подъеме и спуске грузов, с электрическим и механическим торможением Механический тормоз применяется для удержания гру­за на весу и для остановки электродвигателя в конце периода электри­ческого торможения В соответствии с ГОСТ 12617—78 электродвигатель, питаемый не­посредственно от сети переменного тока, должен развивать на всех обмотках, кроме обмотки наименьшей скорости, расчетный пусковой момент при номинальном напряжении 1,5 — 2,5МНОМ. На обмотке наименьшей скорости расчетный пусковой момент при номинальном напряжении должен быть не менее 1,3МНОМ Диапазон ско­ростей определяется необходимостью иметь очень низкую ско­рость для безопасной посадки груза (4 — 6 м/мин) и максималь­ную при операциях с холостым гаком (120 — 180 м/мин)

Грузовая лебедка

Механизм, обслуживаю­щий грузовое устройство судна, которое предназначено для погрузки и разгрузки на рейдовой стоянке или у немеханизированного причала Основной частью грузового устройства является грузовая стрела с та­келажем Нижний конец стрелы 7 шарнирно закреплен при помощи подпятника 1 у основания мачты или грузовой колонны 2, а верхний конец — нок — поддер­живается переброшенным через блок топенантом 3 и раскреплен двумя боковыми оттяжками 6 Нижние концы оттяжек прикреп­лены через полиспасты к палубе судна по обеим сторонам от стре­лы Шкентель 5 одним концом за­креплен на барабане грузовой ле­бедки 10 и переброшен через ниж­ний и верхний блоки 9 и 4 На втором конце шкентеля прикреп­лено грузозахватное приспособле­ние — гак 8 Вылет стрелы умень­шают, наматывая лопарь топенан­та 12 на турачек 11 лебедки Пос­ле установки стрелы в нужное по­ложение и раскрепления ее оттяж­ками топенант прикрепляют к па­лубному глаголь-гаку при помощи отрезка цепи 13 и снимают ло­парь с турачка, освобождая лебед­ку для работы с грузом

1 – подпятник 2 – грузовая колонна 3 – топенант 4 – верхний блок 5 – шкентель 6 – боковые оттяжки

7 – стрела 8 – гак 9 – нижний блок 10 – барабан лебедки 11 – турачек 12 – лопарь топенанта

Погрузка при помощи двух стрел и двух лебедок

Грузовые операции обычно осуществляют при помощи двух грузо­вых стрел, каждая из которых оборудована отдельной лебедкой Нок одной стрелы располагают над люком трюма, а другую стрелу выводят за борт судна В этом положении обе стрелы — трюм­ную и бортовую— раскрепляют неподвижно оттяжками Концы обеих шкентелей присоединяют к общему гаку

Работу при погрузке суд­на ведут в таком порядке: поднимают груз лебедкой бортовой стрелы, вторая лебедка выбирает образующуюся при этом слабину своего шкен­теля; перемещают груз поперек судна; трюмная лебедка выбирает шкентель и подтягивает груз, а бортовая поддерживает его, работая в режиме тормозного травления;

опускают груз в трюм трюмной ле­бедкой, бортовая же травит свой шкентель вхолостую; поднимают пустой гак трюмной лебедкой, а бортовая в это время выбирает сла­бину; перетягивают гак к причалу бортовой лебедкой, трюмная же при этом соответственно травит свой шкентель; опускают гак бортовой лебедкой, а вторая лебедка продол­жает травить свой шкентель

Кинематическая схема грузовой лебедки

1 – электродвигатель 2 – турачек 3 – грузовой барабан 4 – кулачковая муфта 5 – ленточный тормоз 6, 8 – большие шестерни редуктора 7 – муфта 9 – вал 10 – цилиндрический двухступенчатый двухскоростной редуктор 11 – муфта 12 – механический тормоз В отсоединенном состоянии грузовой барабан можно затормозить ленточным тормозом с приводом от ножной педали (возможность рабо­тать турачкам независимо от грузового барабана, даже если на гаке висит груз) Турачки грузовых лебедок используют также во время швартовных операций Грузоподъемность судовых лебедок составляет обычно 1,5; 3; 5; 10 т, у двухско­ростных лебедок при переключении редуктора обратно пропорциональ­но скорости изменяется и грузоподъемность

Упрощенная нагрузочная диаграмма электропривода подъемной лебедки поворотного крана

На диаграмме показаны только участки установившейся работы (нагрузка электропривода в пере­ходных режимах не учтена): Участок I – подъем груза с причала Участок II – перемещение груза к люку трюма Участок III – спуск груза в трюм Участок IV – пауза в работе электродвигателя, вызванная расстропкой груза в трюме

Участок V – подъем холостого гака из трюма Участок VI – поворот крана без груза Участок VII – спуск пустого гака на причал Участок VIII – застропка груза на причале После застропки начинается новый цикл работы В среднем таких циклов получается 25 — 50 в час Продолжительность включения электропри­вода достигает 40 % (эти же цифры характеризуют и грузовые опера­ции, выполняемые спаренными лебедками)

Нагрузочная диаграмма электропривода грузового по­воротного крана

a — механизм подъема груза; б — механизм изменения вылета стрелы; в — механизм поворота крана

Электроприводы лифтов

На судах применяются пассажирские и грузовые лифты Обычно судовые лифты имеют одну рабочую скорость, значение которой за­висит от грузоподъемности и колеблется в интервале 6 — 30 м/мин Некоторые лифты имеют две скорости с регулированием 1 : 3, при­чем малая скорость лежит в пределах 2 — 3 м/мин, что обеспечивает точную остановку По соображениям надежности работы предельно допустимая скорость кабины не должна превышать (1,15—1,4) номинальной скорости Режим работы электроприводов судовых лифтов повторно-кратко­временный (ПВ до 40 %), причем пассажирские лифты имеют пиковую загрузку в определенные часы суток Число пусков электродвигателей судовых лифтов не превышает 120 в час Некоторые исполнения лифтов преду­сматривают противовесы, которые сни­жают нагрузки на лебедки и мощность приводного двигателя При расчетах мощности электропривода следует иметь в виду, что если подъем осуществляется с номинальным грузом, то опускание происходит при пустой кабине

К электроприводам лифтов предъявляются следующие основные требования: лифт должен быть оборудован электромагнитным тормо­зом, конечными выключателями и ограничителями; с момента начала движения кабины должна быть исключена возможность управления лифтом любыми кнопками, за исключением кнопки «Стоп». на посту управления должна быть предусмотрена сигнализация, указывающая, что лифт занят, схема электропривода лифта должна исключать воз­можность пуска его в ход при открытых дверях кабины, ослабленном канате и посадке кабины на ловители обрыва троса

Эскиз привода лифта: Канат прикреплен к ловителю, установленному на крыше кабины, и переброшен через ба­рабан лебедки к противовес Ловитель представляет собою рычажное пружинное устройство, которое при обрыве троса или чрезмерном уве­личении скорости спуска кабины заклинивает ее по направляющим шахты

Устройство лифта: 1 – противовес 2 – кабина 3 – ловитель 4 – вертикальная шахта 5 – лебедка 6 – трос 7 – двери шахты 8 – палубные переключатели

Электроприводы шлюпочных лебедок

Лебедки, служащие для подъема шлюпок, ботов и катеров: используемые при вы­полнении текущих судовых, промысловых работ и т. п. Эти лебедки, как правило, имеют устройства для безопасного подъема с волны, соответствующее управление и скоростные характеристики; шлюпочные В соответствии с Международной конвенцией по охране человече­ской жизни на море все морские и речные суда снабжаются спасатель­ными шлюпками, располагаемыми на специальном подъемном устрой­стве, называемом шлюпбалкой Шлюпки спускают без электропривода при подтормаживании регу­лируемым механическим тормозом: Наибольшая скорость спуска 30 м/мин Спуск подвесок можно выполнять вручную или с примене­нием электропривода Шлюпочные лебедки ЛЭРШ обеспечивают подъем шлюпок и спуск порожних подвесок с помощью реверсивного электропривода В новых конструкциях лебедок ЛШ спуск порожних подвесок электроприводом исключен – конструкция механизма и электропривод стали проще: Основной режим работы — одноразовый подъем шлюпки в течение 5 мин при скорости 6 — 8 м/мин Нужда в каком-либо регулировании отсутствует Электропривод должен быть односкоростным кратковре­менного режима. Двигатель выбирают по условию обеспечения пуска при наиболь­шей расчетном нагрузке

Автоматические буксирные лебедки (АБЛ)

Автоматические буксирные лебедки обеспечивают безопасность плавания при буксировке судов. Они сглаживают дополнительные тяговые усилия, возникающие в результате неодновременного воздействия волн и ветра на буксирное и буксируемое суда Буксирная лебедка выполняет следующие основные функции в процессе буксирования: обеспечивает установление необходимой дли­ны буксирного троса, удерживает трос в процессе буксировки, обеспе­чивает вытравливание некоторой длины троса для амортизации уда­ров Резкие рывки буксирного троса могут вызвать его обрыв, а при маневрировании — даже опрокидывание буксира Чрезмерная слабина и провисание троса могут привести к наматыванию его на винт буксира. В принятых для отечественных АБЛ системах контроля натяжения троса применяется пружинный измеритель усилия в тросе с контактным дат­чиком и аппарат контроля длины вытравливаемого троса Пружинный механизм (взвешивающее устройство) осуществляет настройку ле­бедки на заданное тяговое усилие буксировки, при повышении кото­рого происходит автоматическое стравливание, а при понижении — автоматическое выбирание буксирного троса Определенному тяговому усилию в тросе будет соответствовать определенная схема включения электродвигателя Электродвигатель выбирают по основному условию — выбирание троса при номинальном тяговом усилии

Грузовая лебедка с двухскоростным АД серии МАП

Электропривод грузовой лебедки на постоянном токе

Электропривод грузового лифта

Кн – кабина (сброс) КнП1 – кабина (вызов) КнП2 – палуба (вниз) КнП3 – палуба (вверх) КнП4 – трюм (вниз) КнП5 – трюм (вверх) КнП6 – кабина (вниз) КнП7 – кабина (вверх) В3 – натяжение троса В4 – балансирный подвес В5, В7, В8, В10 – двери В6 – ограничитель скорости В9 – уловитель Л2 – управление из кабины

Электропривод буксирной лебедки переменного тока

Шлюпочная лебедка