Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Справочник механика на строительстве

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
31.55 Mб
Скачать

3. Аппараты управления и защиты двигателей

Апп а р а т ы

упр а в л е н ия

классифицируются: по напряже­

нию— высокое и

низкое; способу

управления — автоматическое и

неавтоматическое;

роду защиты от окружающей среды — открытые,

защищенные, герметические.

 

Типы аппаратов управления и защиты приведены в разделе VI.

Аппа ра т ы

защит ы (плавкие предохранители, максималь­

ные и минимальные электромагнитные реле, тепловые реле и авто­ маты. выбираемые с учетом назначения, рода и величины тока на­ пряжения и мощности).

4. Схемы управления двигателями

Схема управления двигателем с короткозамкнутым ротором при помощи нереверсивного магнитного пvcкaтeля (рис. II—I) преду­ сматривает защиту двшагеля oi корохких замыканий плавкими пре-

Рис II—1. Схема управления нереверсивным асин­ хронным двигателем г короткозамкнутым ротором при помощи нереверсивного магнитного пускателя

дохранителями Я, а от перегрузок — двумя тепловыми реле 1РТ и 2РТ При нажатии кнопки «П уск» цепь управления обтекается током и оживляет катушку контактора КЛ. когорая замыкает контакты КЛ и блок-контакты КК> чем обеспечивается протекание тока и при размыкании кнопки «Пуск». Выключение двигателя производится нажатием на кнопку «Стоп» или при срабатывании тепловою реле JPT или 2РТ. которыми разрывается цепь управления и обесточи­ вается катушка КЛ, размыкающая контакты КЛ и КК.

Схема управления двигателя с короткозамкнутым ротором при помощи реверсивного магнитного пускателя (рис II—2) состоит из двух пусковых кнопок «Вперед» и «Назад» и соответственно двух

11—447

контакторов и двух блок-контактов. Схема действия аналогична пре­ дыдущей.

Сх е ма у п р а в л е н и я д в и г а т е л е м с ф а з о в ы м ро­ тором с помощью к о н т р о л л е р а НТ-51 обычно применя­ ется для подъемно-транспортных установок. Поворотом вала конт­ роллера вперед или назад одновременно осуществляется включение статора двигателя в сеть и ступенчатое выключение пусковых со-

Рис. II—2. Схема управления асинхронным двига­ телем с короткозамкнутым ротором при помощи реверсивного магнитного пускателя

противлений в цепи ротора. К концам обмотки статора может быть подключен тормозной электромагнит, освобождающий вал двигателя при включении статора. Отключение двигателя производится пово­ ротом контроллера в нулевое положение, а также при разрыве цепи аварийного выключателя АВ или наезде на один из конечных выклю­ чателей КВ и /СЯ. Защита двигателя осуществляется максимальным реле РМ-1, а цепи управления — плавкими предохранителями ПР-1 и ПР-2. Реле РМО защищает привод от коротких замыканий на землю. Перед началом работы включается рубильник и' нажимается кнопка КР, включающая линейный контактор Л.

Схема контроллерного управления двигателя с короткозамкну­ тым ротором отличается от вышеописанной схемы отсутствием пу­

сковых сопротивлений в цепи ротора.

с

к о р о т к о -

Схема

упра в ле ния

д в и г а т е л е м

з а мк н у т ым

ротором при

т о рмо же ни и

п р о т и в о -

включением (рис. II—3)

имеет

реверсивный

магнитный пуска­

тель с двумя контакторами и

тепловые реле. Перевод работающего

Рис. II—4 Схема синхронного вращения двух асинхронных дви­ гателей (электрический вал) без вспомогательных двшателёй

двигателя, включенного с помощью первого контактора на тормозной режим, осуществляется нажатием на кнопку «Стоп», которая раз­ рывает цепь первого контактора и замыкает цепь вт орого с п ом ощ ью

Рис. II—3. Схема управления асинхронным двига­ телем с короткозамкнутым ротором и применением торможения противовключением

н. з. контакта 1КЛ с одновременным переключением двух фаз об­ мотки статора; этим достигается изменение направления вращения

магнитного поля. В конце торможения центробежное реле скорости PC разрывает цепь второго

контактора и отключает дви­ гатель от сети, предупреж­ дая его реверсирование.

С х е м а с и н х р о н ­ ного в р а щ е н и я д в у х а с и н х р о н н ы х д в и г а ­ т е ле й (электрический вал) применяется при удаленно­ сти друг от друга приводи­ мых звеньев установки, ко­ торые должны иметь одина­ ковые скорости и угловые перемещения (механизмы портальных и козловых кра­ нов, крупные вибрационные площадки и т. п:) Приме­ няются две схемы синхрон­ ного драгиения:

а) без вспомогательных

II*

двигателей (рис. II—4), когда возможная относительная разность моментов на валах двигателей невелика. В цепи роторов асинхрон­ ных двигателей в этом случае должно обязательно быть невыводи­ мое активное сопротивление, создающее при нормальной работе скольжение не менее 30—40%. что приводит к значительной потере электроэнергии;

Рис. II—5. Схема синхронного вращения асинхронных двигателей (электрический вал) с вспомогательными асинхронными машинами

 

б)

 

с вспомогательными двигателями (рис. И—5),

в которой от­

сутствуют недостатки первой схемы, но требуется большое количест­

во машин. Схема более сложна в эксплуатации, но допускает при­

менение более двух валов. В качестве вспомогательных применяются

асинхронные

или

 

синхрон­

 

 

 

 

ные машины.

у пра в ле ­

 

 

 

 

ния

Схе ма

 

 

 

 

 

и

блокировки

 

 

 

 

для

трех

ленточных

 

 

 

 

к о нв е йе ро в (рис. И—6),

 

 

 

 

подаюших

 

материал

из

 

 

 

 

пункта А в пункт Б, имеет

 

 

 

 

в цепи блок-контактов маг­

 

 

 

 

нитных пускателей 2 и 3 до­

 

 

 

 

полнительные

 

нормально

 

 

 

 

открытые

(н. о)

 

контак­

 

 

 

 

ты

Д/С,

обеспечивающие

 

 

 

 

последовательность

пуска

 

 

 

 

двигателей

и

остановку ли­

 

 

 

 

нии

при

неполадках в"элек­

 

 

 

 

трической

части установки.

 

 

 

 

Двигатели пускаются в сле­

 

 

 

 

дующей

 

последовательно­

 

 

 

 

сти: /, 2 и 5, причем каж­

 

 

 

 

дый последующий не может

 

 

 

 

быть включен, пока не ра­

 

 

 

 

ботает

предыдущий.

При

 

 

 

 

остановке

двигателя /

раз­

 

 

 

 

мыкается

средняя

фаза и

 

 

 

 

прерывается

цепь

 

управпе­

 

 

 

 

ния

остальными двигателя­

 

 

 

 

ми, которые также останав­

 

 

 

 

ливаются. Для независимой

 

 

 

 

работы

каждого

конвейера

 

 

 

 

(наладка, ремонт)

 

дополни­

 

 

 

 

тельные

 

контакты

ДК

Рис. II—7. Схемы блокировки

должны быть замкнуты.

 

 

а — схема

включения второго

двигате­

Не кот орые

схемы

блокировки,

 

часто

ля только

после включения

первого;

 

6 — схема,

предусматривающая

раз­

приме няе мые

в элек­

дельную работу одного из двух дви­

троприводах,

 

приведе­

гателей; в— схема, предусматривающая

ны на рис. II—7.

 

 

 

одновременную работу двух двигателей

Схема

а

предусматри­

 

 

 

 

вает

включение одного из

 

 

 

 

двух приводных двигателей только после включения другого. Блоки­ ровочная связо, предназначенная для выполнения этого требования, осуществляется путем установки одного нормально открытого (н. о.)

блокировочного контакта в цепи питания

катушки контак­

тора 1К.

включений двух

Схема б предусматривает только раздельное

двигателей привода путем -установки нормально закрытых (н. з.) блок-контактоа: контактор /д.в цепи питания катушки.и контак­ тор в цепи катушки 1К.

Схема в предусматривает возможность работы двух двигателей привода только одновременно. Блокировка осуществляется установ­ кой нормально открытых (н. о) блок-контактов контакторов обоих двигателей следующим образом: включение двигателей производится пусковой кнопкой, шунтируемой блок-контактом второго контактора для создания цепи самопитания катушки первого контактора. В цепи питания катушки первого контактора устанавливается блок-контакт первого контактора.

5. Определение мощности двигателей для строительных машин

Подъемные краны

Для двигателей механизма подъема

 

 

г _ (gH+go)P .

 

 

102ц

 

для двигателей механизма горизонтального передвижения

r

_ k (g„ + gi) (И' + f )

Pi

 

tf.l02rj

 

где gn— номинальный

вес поднимаемого груза в кг;

go — вес приспособлений для подъема

груза в кг;

V— скорость подъема в м1сек; г) — к. п. д двигателя;

k — коэффициент трения реборд колеса о рельсы, £=1,25 4-1,35; gi — собственный вес механизма в кг;

^ — коэффициент трения (для подшипников скольжения |х = =0.07 ч-0,1, для шариковых и роликовых подшипников |х =0,0054- 0,01) ;

г — радиус шейки вала в см;

f — коэффициент трения качения в см (для необработанных колес по рельсам /=0,1 см, для обработанных колес по рельсам /=0,05 см);

Vi — скорость передвижения механизма в м/сек; R — радиус колеса в см.

Полученную расчетом мощность электродвигателя проверяют по количеству пусков в час, продолжительности повторного включения

и по пусковой мощности.

Пример 2. Определить мощность электродвигателя для подъема груза весом 5 тпри скорости подъема 0,5 м/сек, если вес приспособ­

ления для

подъема 200 кг,

а к.п.д. подъемного механизма Лм=

=0,75.

 

 

Реш ение.

 

г.

(£н 4- go) V

(5000 4 “ 200) 0,5

Г -

tss.r-.------------:----------------

34 кет.

102г|

' 102.0,75

Ленточные конвейеры

Р = ,лплл6

 

(kwLv + 37WQL + 37QH),

10 000г|п

 

где т]п— к. п. д. передачи

(табл II—1а);

k — коэффициент, зависящий от ширины и типа ленты (табл. II—2);

w — коэффициент сопротивления роликоопор (табл. II—3);

L — длина конвейера в м,

 

 

 

V— скорость движения ленты в м1сек\

 

 

Q— производительность в

г/ч;

в м (со зна­

Н — разность

уровней конечных точек конвейера

ком плюс — при подъеме и со знаком минус — при спуске).

 

 

Таблица

II—1а

Коэффициент полезного действия механических передач

Тип передачи

 

Тип передачи

 

%

Плоскоременная

0,94—0,98

Цепная ...............

0.98

Клиноременная

0,8—0,98

Зубчатая . . . .

0.96—0,99

 

 

Таблица

II—2

Значение коэффициента k в зависимости от ширины и типа ленты

Ширина ленты в мм

400

500

600

700

800

1000

1200

Прорезиненной .

3400

4300

4900

5900

7000

£200

11300

Стальной . Л . .

1300

2450

2850

4050

5250

 

 

 

 

 

Таб•л и ц а

И—3

Значение коэффициента w для роликоопор и подшипников

 

 

различных конструкций

 

 

 

Лента

 

Ролики

 

Подшипники

Коэффициент

 

 

сопротивления

Прорезиненная

Нормальные

 

Скольжения

0,07

 

 

 

 

Качения

0,055

Стальная

Улучшенные

Качения

0,03

 

Плоские•

 

 

»

0,03

 

Пружинные

 

 

»

0,06

При наличии сбрасывающей тележки к мощности, определенной по указанной выше формуле, прибавляется дополнительная мощ­ ность

Рдоп = 0.275Р 4- 0.07Q + 0,4 кат.

При наличии плужкового сбрасывателя прибавляется 0.07Q кет. Для конвейеров длиной менее 30 м мощность увеличивается на 20%.

Элеваторы и шнеки

Для элеватора ковшового

для

шнека (винтовой

конвейер)

 

 

Р =

Q

(Lw + H),

 

 

 

36711

 

где Q — производительность в т/ч\

Н — высота подъема в м\

 

т]п— к.п.д. привода;

 

 

I

— горизонтальная длина шнека в м :

k — коэффициент,

учитывающий мощность холостого хода

 

(табл. II—4);

материала

в T/JW3;

Y— насыпной вес

w — коэффициент сопротивления передвижению материала шне­ ком (табл. II—5).

Для элеватора с чешуйчатыми ковшами мощность увеличивается на 20%.

 

 

 

Т а б л и ц а II—4

Значение коэффициента k

для вертикальных элеваторов

Элеватор

 

Производительность в лг'Чч

 

до 20

20-40

| 40-80

80—150

 

Ленточный...........................

1.5

1,15

0,95

0,75

Цепной .........................

1,05

0,75

0,65

0,55

 

 

Т а б л и ц а II—5

Значение коэффициента w для шнеков

 

Материал

Коэффи*

Материал

Коэффи­

циент w

циент w

Цемент:

 

шлаковый . . . .

4

портландский . . .

5

пуццолановый . . .

6

TJ

 

Известь:

8

гашеная в кусках

в порошке . . . .

2

Песок:

 

 

крупный...................

6

мелкий

влажный .

8

»

сухой . . .

6

Угольный

шлак . . .

2,8

Опилки древесные * .

0,25

 

Ч елю ст ны е (щ е к о в ы е )

д р о б и л к и

 

 

 

 

 

Р

° 2ПдрЬ (D2 4 2)

кет,

 

 

 

 

 

 

234.104£г|п

 

 

 

 

 

где

сг — разрушающее напряжение в кГ/см2;

 

 

 

 

Пдр — число оборотов вала дробилки;

 

(разгрузочной

щели)

 

b — длина

рабочего

пространства зева

 

в см;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D — диаметр подлежащего дроблению материала в см;

 

 

 

d —диаметр материала после дробления в см;

значение

£ »

 

Е — модуль

упругости

материала

(среднее

 

*= 45

кГ/см2) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

Т]п— к.п.д. передачи.

Н а с о с ы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р =

QHyk

 

 

 

 

 

 

 

102т)пт)п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Q— производительность насоса (подача)

в мУсек;

равный

 

Н — дифференциальный напор в м столба жидкости,

 

 

 

Н = Лв + Лн + Лп*

 

 

 

 

где Лв — высота всасывания в м;

 

 

 

 

 

 

Лн — высота нагнетания в м;

 

 

 

 

 

 

hn — высота, соответствующая потерям напора в трубопроводе,

 

в м.

 

 

 

 

 

(для

чистой

 

у — удельный вес подаваемой жидкости в ке/м*

 

воды — 1):

(для

центробежных

 

 

 

для

 

т|„— к.п.д.

насоса

т ]н = 0 ,4 5 -г 0,85,

 

поршневых Т1н = 0 , 4 - г 0 ,7 );

 

 

 

 

 

 

т]п — к.п.д. передачи;

 

принимаемый для электродвигателей

 

k — коэффициент запаса,

 

мощностью до 5 /сет, — 1,5: от 5 до

10 кет— 1,3; от 10 до

 

50 кет — 1,5; свыше 50 квт — 1,1.

 

 

 

 

 

Вент илят оры

 

 

Ю2т|вт1п

 

 

где k — коэффициент запаса;

 

 

в м3/сек\

 

Q— производительность вентилятора

 

h — полный напор водяного стопба

 

в м\

для

т]ь— к.п.д. вентилятора (для малых

вентиляторов 0,3—0,5;

больших — 0.4—0,7) ;

 

 

 

 

%! — к.п.д. передачи.

 

 

 

 

Переход от воздушного столба

к

водяному и обратно

(при

20° С) производится по соотношению:

I

м возд. ст.= 1,2 мм вод. ст.

и 1 мм вод ст.=0.833 м возд. ст. Ко:ффнциент запаса рекомендуется принимать равным: при мощности до 1 кет — 2; от 1 до 2 кет — 1,5;

от 2 до 5 кет — 1,25;

более 5 кет— 1,1—1,15.

 

 

 

 

К о м п р е с с о р ы п о р ш н ев ы е

 

 

 

 

Р = ____ ъ —

ш

 

 

 

 

 

 

60* 102г|кпп

 

 

 

 

где Q— производительность

по свободному

воздуху * в м3/мин\

L — работа в кГм, необходимая для сжатия 1 мг атмосферного

воздуха до

давления рат;

одноступенчатого — 0,6;

для

% — к.п.д.

компрессора

(для

двухступенчатого — 0,65—0,7) ;

 

 

 

 

t]n — к.п.д

передачи.

 

 

 

Т а б л и ц а

И—6

 

 

 

 

 

 

Зависимое!ь между давлением сжатого воздуха и его работой

Давление

3

4

5

 

6

7

8

воздуха в

ат

 

 

 

 

 

 

 

 

L в кГм

15 500

18 300

20 700 22 800

24 700

26 350

Пример 3. Определить мощность электродвигателя для 'двух­ ступенчатого воздушного компрессора производительностью 10 мъ/мин при давлении 7 аг, если к.п.д. компрессора т] =0,7, а ременной передачи г\ =0,95.

Решение. По табл. 11—6 работа сжатия, соответствующая дав­ лению воздуха 7 яг, равна 24 700 кГм%тогда

QL

10-24 700

~ 60/102т]кт1п

“ 60.102.0,7.0,95 ~ *

* Производительность компрессоров принято измерять количе­

ством атмосферного (свободного) воздуха, всасываемого компрессо­ ром за 1 мин.