книги из ГПНТБ / Данилов, П. П. Машинист козлового крана

дов: короткозамкнутой и фазной (подобная обмотке статора). Короткозамкнутая обмот­ ка выполняется в виде «беличьего колеса», т. е. состоит из изолированных и заложенных в пазы медных стержней, оба конца которых привариваются к двум медным кольцам. Фаз­ ная обмотка состоит из трех обмоток, изоли­ рованных друг от друга и от стальных листов, из которых набран ротор. Три конца обмоток соединяют вместе, а три других выведены к трем контактным кольцам на общем валу ротора. Контактные кольца изолированы от вала и один от другого.

На кольца накладываются меднографито­ вые щетки, прижимаемые пружинными щет­ кодержателями и соединенные с пускорегули­ рующими сопротивлениями, что увеличивает сопротивление цепи ротора. Дополительное сопротивление ротора имеет целью уменьше­ ние пускового тока двигателя, увеличение на­ чального пускового момента вращения дви­ гателя и регулирование скорости путем сни­ жения числа оборотов ниже номинального значения.

Работа электродвигателя основана на свойстве тока образовывать магнитное поле вокруг проводника, свернутого в виде спи­ рали. Если на стальное кольцо намотать три спирали на одинаковом расстоянии одна от другой и пропустить через них трехфазный ток, то в каждой обмотке образуется магнит­ ное поле. Взаимодействуя между собой, эти три поля образуют общее магнитное поле, ко­ торое по величине останется неизменным и будет вращаться вокруг оси кольца.

Ротор помещается внутри статора, при движении вращающееся магнитное поле ста­

30

тора пересекает магнитными силовыми лини­ ями обмотку ротора. При пересечении про­ водника магнитными силовыми линиями в нем возбуждается электрический ток. По этому принципу в роторе двигателя также индукти­ руется ток, который будет взаимодействовать с магнитным полем статора. Сила взаимодей­ ствия тока ротора и магнитного поля статора приводит во вращение ротор, т. е. создает вращающий момент на валу ротора. Скорость вращения ротора асинхронного двигателя всегда меньше, чем скорость вращения маг­ нитного поля статора. Поэтому этот тип дви­ гателя называется асинхронным, т. е. не сов­ падающим во времени.

Установленные на кранах электродвигате­ ли относятся к специальной группе электри­ ческих машин, называемых крановыми. Кра­ новые электродвигатели с фазовым ротором обозначаются МТ, с короткозамкнутым рото­ ром— МТК. Эти двигатели рассчитаны в боль­ шинстве случаев на напряжение 220/380 в. Если напряжение питающей сети 220 в, ста­ торную обмотку двигателя соединяют тре­ угольником, при напряжении сети 380 в об­ мотку соединяют звездой.

Режим работы двигателя характеризуется продолжительностью включения, т. е. отно­ шением продолжительности работы двигате­ ля под нагрузкой ко всему времени цикла. Продолжительность цикла работы — это один период нагрузки плюс одна пауза. Продолжи­ тельность включения обозначается буквами ПВ и выражается в процентах.

В паспорте крановых двигателей их мощ­ ность указана при ПВ=25%. В случае увели­ чения или уменьшения ПВ мощность соответ-

31

ственно увеличивается или уменьшается. От­ сюда следует, что один и тот же электродви­ гатель может работать с большей или мень­ шей нагрузкой в течение короткого проме­ жутка времени и с меньшей нагрузкой — длительный период.

Крановые электродвигатели работают в тяжелых условиях, поэтому конструкция их обладает повышенной прочностью. Они снаб­ жены влагоотталкивающей изоляцией, кото­ рая обеспечивает.их надежную эксплуатацию на открытом воздухе (рис. 6),

Для регулирования числа оборотов двига­ теля и ограничения пускового тока применя­ ют пусковые сопротивления (реостаты). Эле­ менты сопротивления изготовляют в виде пластин, лент и спиралей. Собирают элемен­ ты сопротивления в металлических ящиках и изолируют один от другого. Ящики сопротив­ ления устанавливают отдельно от других ап­ паратов управления, обычно под кабиной машиниста. Каждый ящик маркирован, на нем имеется номер, соответствующий величи­ не сопротивления тока. Ящики сопротивлений присоединяются к контроллеру или командоконтроллеру по схеме, указанной на корпусе этих аппаратов.

Для управления двигателями, т. е. для пу­ ска их в ход, регулирования скорости и ре­ версирования предназначены контроллеры, основной частью которых являются контакты. При помощи контактов пускорегулирующие сопротивления подключаются в цепь обмоток ротора, изменяя скорость его вращения. Уп­ равление контроллерами осуществляет маши­ нист крана вручную, при помощи штурвала. На большинстве козловых кранов установ-

32

лены кулачковые контроллеры, состоящие из кулачковых элементов и вала с кулачковыми шайбами. Кулачковые элементы собраны на изолированной доске и -могут выниматься из контроллера отдельными блоками, что позво­ ляет ремонтировать и заменять губки, не на­ рушая электрических соединений других эле­ ментов. Вся токоподводящая система кон­ троллера помещается в закрытом металличе­ ском корпусе. Для пуска двигателя в ход по­ степенно переводят контроллер с нулевого положения на положение «Вперед» или «Назад».

Поворот рукоятки или штурвала в одну сторону обеспечивает прямое протекание то­ ка через двигатель и одно направление дви­ гателя, а поворот штурвала в обратную сто­ рону приводит к обратному направлению вра­ щения двигателя и всего механизма. Для остановки двигателя контроллер переводит­ ся с положения «Вперед» или «Назад» на ну­ левое, соответствующее нерабочему положе­ нию двигателя.

Командоконтроллер представляет собой устройство для управления контакторами в электроприводах, рассчитанных на большое число включений. В отличие от обычного кон­ троллера командоконтроллер не имеет кон­ тактов, рассчитанных на прохождение боль­ ших токов, в связи с этим размеры его неве­ лики, а управление им не требует большого физического усилия. В зависимости от назна­ чения на подвижную ось командоконтроллера установлены кулачки различного профиля, что позволяет управлять большим числом це­ пей (обычно до 6 и 12). При контроллерном управлении машинисту крана приходится

34

прикладывать значительные усилия к штур­ валу контроллера.

Для защиты электродвигателей крана от больших перегрузок и коротких замыканий устанавливают защитные контакторные пане­ ли. В металлическом шкафу защитной пане­ ли на изолированной асбестоцементной пли­ те смонтированы аппараты, позволяющие ав­ томатически или машинисту с пульта управ­

грузке, понижении напряжения сети.

На защитной панели установлены вводный рубильник с наружным приводом в виде ру­ коятки, предохранители -цепей управления, контакторы, реле максимального тока и кон­ тактные зажимы цепи управления и линей­ ных проводов. В металлическом шкафу за­ щитной панели может быть установлен транс­ форматор освещения. Защитные панели во время работы должны быть опломбиро­ ваны.

Контактор —это аппарат с электромагнит­ ным приводом, предназначенный для включе­ ния и отключения электрических 'цепей под нагрузкой. Контактор выполняет те же функ­ ции, что и рубильник, но усилие, руки челове­ ка здесь заменено усилием, создаваемым ка­ тушкой контактора, когда по катушке проте­ кает ток. Контактор устроен следующим образом: катушка магнитного контактора на­ сажена на неподвижный сердечник. Подвиж­ ной якорь, укрепленный шарнирно, имеет ра­ бочий контакт, который при включенном со­ стоянии соприкасается с другим рабочим контактом. Когда тока в катушке нет, под­

вижной. якорь под действием своего веса и пружины занимает крайнее левое положение и рабочие контакты размыкаются. При вклю­ чении контактора, когда замыкается цепь, ток, проходя по катушке, образует магнитное поле и сердечник намагничивается. Подвиж­ ной якорь притягивается к сердечнику и за­ мыкает рабочие контакты, через которые про­ ходит ток силовой цепи.

Магнитный пускатель предназначен для пуска, реверсирования и защиты асинхрон­ ных короткозамкнутых двигателей. Защита двигателей от токов большой величины вы­ полняется при помощи плавких предохрани­ телей, токовых реле (реле максимального то­ ка) и тепловых реле.

Плавкие предохранители — простейшее средство для защиты от тока выше номиналь­ ного. При токе больше номинального плав­ кий предохранитель перегорает и отсоединя­ ет электродвигатель. На козловых кранах для защиты электродвигателей от токов устанав­ ливают токовые электромагнитные реле. Это прибор, который автоматически при возник­ новении тока выше тока настройки замыкает или размыкает 'непосредственно контролиру­ емую им электрическую цепь. Конечные вы­ ключатели служат для ограничения действия механизмов передвижения крана, грузовой тележки и подъема крюка путем отключения двигателя при достижении краном, грузовой тележкой или крюковой обоймой своих край­ них положений. По конструкции конечные выключатели бывают рычажными или шпин­ дельными, их устанавливают в цепи управле­ ния. Контактная система выключателя пост­ роена таким образом, что контакты размыка­

36

ются при подходе механизма к крайнему по­ ложению.

Машинист должен знать назначение и уст­ ройство всех узлов электрооборудования кра­ на,. так как без этих знаний нельзя овладеть квалифицированной технической эксплуата­ цией крана.

III. ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Стальные канаты, применяемые для осна­ щения кранов, при подъеме и перемещении грузов изготовляют из тонких стальных про­ волок диаметром 0,6—2 мм, предварительно термически обработанных и оцинкованных для прочности и стойкости. Проволоку изго­ товляют из высокопрочной стали, имеющей предел прочности при растяжении не менее 120 кГ/мм2, т. е. в 3—5 раз прочнее обычной стали марки Ст. 3, применяемой в строитель­ стве.

Конструктивно стальные канаты, различа­ ются по форме сечения, числу проволок в пря­ дях, числу прядей, направлению свивки пря­ дей в канате и проволок в прядях, а также по типу сердечника. Свивка канатов бывает оди­ нарной, двойной и тройной.

Канаты одинарной свивки изготовляют непосредственно из отдельных проволок, ка­ наты двойной свивки —' из прядей, свитых из -проволок, которые затем свиваются вокруг пенькового сердечника, придающего канату

37

гут быть свиты в одном направлении; такая свивка называется односторонней.

Крестовой свивкой канатов называется свивка проволоки в прядях и прядей в кана­

сравнению с тяговыми органами других ма­ шин— цепями. Канаты обеспечивают высо­ кую грузоподъемность при незначительном весе, бесшумность хода, гибкость и подвиж­ ность во всех направлениях при перемеще­ нии груза, а также большую надежность в ра­ боте.

В большинстве случаев наружные прово­ локи каната изнашиваются быстрее внутрен­ них, поэтому опасный износ каната можно обнаружить заранее и предотвратить аварию. Канат может оборваться в том случае, если не имеет достаточной прочности, теряет проч­ ность из-за износа или местных повреждений, соскальзывает с блока, в результате чего трос перетирается о металлоконструкцию при не­ досмотре обслуживающего персонала, пере­ тирается при подтягивании крюка до упора при продолжающейся работе механизма, ес­ ли ограничитель высоты не работает.

Стальные канаты, применяемые для осна­ стки грузоподъемных машин, должны обла­ дать прочностью, гибкостью и долговечно­ стью, не сплющиваться и не раскручиваться во время работы. Этими качествами наиболее полно обладают стальные канаты двойной крестовой свивки, канаты, состоящие из ше­

38

сти прядей при одном пеньковом сердечнике, которые преимущественно применяют для оснастки козловых кранов (ТК 6x37).

Стальной канат для оснащения крана под­ бирают по грузоподъемности крана, т. е. по величине наибольшего груза, который кран может поднять. При подборе каната пользу­ ются формулой

где К— коэффициент запаса прочности ка­ ната;

Р— действительное разрывное усилие каната в кГ, т. е. та нагрузка, при которой образец рвется при испыта­

называется число, показывающее, во сколько раз следует уменьшить нагрузку на канат по сравнению с предельной нагрузкой (разрыв­ ным усилием), чтобы перемещение груза бы­ ло полностью безопасным. Коэффициент за­ паса прочности канатов, применяемых при оснащении козлового крана, составляет 6. Запас прочности каната принимается тем больше, чем большим изгибам он подвергает­ ся в работе.

Чтобы определить натяжение ветви кана­ та, необходимо грузоподъемность крана раз­ делить на число ветвей полиспаста. Перемно­ жив величины К и S, получают разрывное усилие и по сертификату подбирают канат с необходимым разрывным усилием.

Выпускаемый заводом-изготовителем ка­

39