книги / Строительные краны

зоподъемности тракторных кранов-трубоукладчиков осуществлялось в дальнейшем преимущественно за счет применения откидных контргру­ зов (рис. П4), откидываемых после того, как крюк крана будет закреп­

бедки. Это дает возможность снизить скорость трактора до 1,58 км/ч. В последнее время появились тракторные краны-трубоукладчики

с гидравлическим приводом всех механизмов (модель ТГЛ-4М). Имеющийся ассортимент тракторных кранов-трубоукладчиков непре­

рывно совершенствуется и модернизируется, обеспечивая быстрорасту­ щие запросы газо-нефтяной промышленности на оборудование по строительству магистральных и местных трубопроводов.

Тракторные краны-трубоукладчики работают в режиме, отличном от режима работы обычных подъемных кранов. Так, основные условия работы их — это подъем несколькими трубоукладчиками одновременно сваренной плети трубопровода. Нагрузка, приходящаяся на каждый трубоукладчик, зависит не только от погонного веса трубопровода и рас­ стояния между трубоукладчиками, но и от того, на какую высоту поднят им груз> так как от этого зависит распределение нагрузки между от­ дельными машинами. Исходя из этих условий работы и определяется и нагрузка на трубоукладчик и устойчивость его [47].

ПРИВОД МЕХАНИЗМОВ КРАНОВ

вряде случаев оборудованными гидротрансформаторами.

Всамоходных кранах электродвигатели питаются электроэнергией от установленной на кране электростанции, генератор которой, в свою

очередь, приводится двигателем внутреннего сгорания.

Применяемые в самоходных кранах гидравлические объемные гид­ роприводы являются приводами вторичными, так как гидронасосы для их питания приводятся или электродвигателями, или двигателями внут­ реннего сгорания.

33. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Электропривод переменного тока [2,73] крановых механизмов являет­ ся наиболее распространенным в строительных кранах, что объясняется его конструктивной простотой, надежностью в работе и возможностью питания электроэнергией от внешней электросети при постоянном месте работы крана или длительной работе его без значительных передвижек.

Так как крановые механизмы работают в кратковременно-повтор­ ном режиме, для привода их применяют специальные крановые, асин­ хронные электродвигатели трехфазного тока, обладающие значительной перегрузочной способностью, напряжением 220 и 380 в, при мощности до 7—8 кет с короткозамкнутым ротором и с контактными кольцами при большей мощности, выпускаемые в закрытом и защищенном испол­ нениях.

Двигатели с короткозамкнутым ротором удобны в управлении, осуществляемом обычно кнопкой на главном или вспомогательном токе, однако недостатками их является невозможность регулирования скоро­ сти и значительный бросок тока при включении, что приводит к значи­ тельным динамическим нагрузкам механизма, поэтому двигатели с ко­ роткозамкнутым ротором применяются только для привода лебедок с небольшим тяговым усилием и для привода вспомогательных механиз­ мов кранов.

Крановые электродвигатели переменного тока с контактными коль­ цами удовлетворительно работают при частых пусках и торможениях, допускают регулировку угловой скорости.

На рис. 117, а приведена пусковая характеристика трехфазного асинхронного кранового электродвигателя. Зависимость между угловой скоростью вала п и развиваемым двигателем моментом М представлена

кривой V, состоящей из устойчивой части (сплошная линия) и неустой­

чивой (пунктир).

Выход на устойчивую часть характеристики непосредственно осу­ ществляется только в двигателях с короткозамкнутым ротором.

У двигателей с контактными кольцами процесс пуска осуществля­ ется через вспомогательные характеристики II, III, IV, получаемые

момента МмаКс к номинальному моменту Мном, который должен соот­ ветствовать моменту статических сопротивления Мсг,

ф = _Мя»е_

МНом

для крановых электродвигателей обычно равна 2,5—3. По механической прочности крановые двигатели также допускают перегрузку до трех­ кратного номинального момента.

Из теории электропривода известно, что разгон электродвигателя при пуске происходит при моменте М, линейно зависящем от скорости разгона со рад}сек или п об/мин (рис. 118).

экспоненциальными кривыми. Экспонентами являются и кривые ускоре­ ний на отдельных участках, в целом образую­ щие пилообразную линию (рис. 117, б).

В связи с тем, что крановые двигатели име­

При работе двигателя с переменной мощностью установочная мощность его определяется, исходя нагрева по формуле среднеквадратичной мощности:

Пуст--

’ 2*,

Максимальный момент двигателя, выбранного исходя из среднеквад­ ратичной мощности, должен быть достаточен для преодоления внешних сопротивлений в период пуска на любом цикле работы крана.

Пределом регулирования X называется отношение номинальной уг­ ловой скорости вала двигателя пном к устойчивой минимальной скоро­ сти пмии, т. е.

тельно. Появившиеся в последние годы специальные схемы управления крановыми электродвигателями обеспечивают устойчивый предел регу­ лирования X ~ 10.

Наиболее распространенными способами регулирования скорости вращения вала электродвигателя, кроме естественного путем включения ■сопротивлений в цепь ротора, являются следующие:

1.Применение тормозного (вихревого) генератора переменного тока, обычно размещаемого соосно с валом двигателя.

2.Питание статора электродвигателя несимметричным напряжени­ ем, например путем включения в одну из фаз автотрансформатора.

3.Использование дросселей насыщения, включенных в цепь статора.

4. Изменение частоты питающего тока (частотное регулирование),, что может быть осуществлено или изменением скорости вращения вала генератора (при применении дизель-генераторных электростанций на самоходных кранах), или применением специальных статических преоб­ разователей частоты.

В последнее время ведутся работы по применению в самоходных кранах системы электропривода с управляемыми полупроводниками (УП-Д), так называемого тиристорного привода.

В тиристорном приводе применяются кремниевые вентили (выпрями­ тели) для токов до 150 а. При его использовании можно обеспечить достаточно простыми методами частотное регулирование крановогоэлектропривода. Однако эти работы еще не вышли из стадии опытных,, хотя уже имеются промышленные конструкции (кран К-632) [56].

34. ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА

Электропривод постоянного тока в строительных кранах применяет­ ся редко, лишь в случае необходимости глубокого плавного регулиро­

мени обмотки возбуждения генератора; Тм — электромеханическая постоянная времени электропривода.

При применении системы Г — Д диапазон регулирования может быть доведен до 20, однако в нормальном исполнении предел устойчи­ вого регулирования 1 : 10. При необходимости расширения диапазона регулирования целесообразно применять электромашинные усилители (ЭМУ).

Для электродвигателей постоянного тока параметры развиваемой мощности и числа оборотов приводятся применительно к режиму рабо­ ты, определяемому ПВ = 25% при различных типах возбуждения. Для установления допустимой мощности Nx при других режимах работы ПВХ % следует пользоваться приведенной ранее формулой

Двигатели постоянного тока с параллельным возбуждением допу­ скают увеличение номинальной скорости вращения (путем уменьшения тока возбуждения) в 2—2,5 раза, со снижением крутящего момента при этом на 20—35%.

Путем питания двигателя током повышенного напряжения можно увеличить скорость примерно в 2 раза при одновременном повышении крутящего момента примерно в 1,5 раза.

Перегрузочная способность электродвигателей постоянного тока равна 2—3 для двигателей с параллельным возбуждением и 3,5—5 для двигателей с последовательным возбуждением.

35. ПРИВОД ОТ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Двигатели внутреннего сгорания служат основным видом силового оборудования 'для передвижных строительных кранов. Отличаясь пол­ ной независимостью от внешних источников энергии, они лучше всех других типов двигателей обеспечивают работу таких кранов в любых условиях. Двигатели внутреннего сгорания характеризуются малым удельным весом, постоянной готовностью к работе, высокой экономич­ ностью в расходе топлива, отсутствием потребности в воде, довольно широкими пределами регулирования угловой скорости. Недостатками их являются: невозможность непосредственного реверсирования, необ­ ходимость применять коробку скоростей для регулирования величины крутящего момента, относительно малая долговечность.

По эксплуатационным параметрам двигатели внутреннего сгорания различаются на автомобильные, тракторные и транспортные (локомо­ тивные, судовые) [5].

В приводах строительных кранов применяют обычно тракторные двигатели, отличающиеся относительной тихоходностью и большим моторесурсом. Применяются также автомобильные двигатели большой мощности.

Для использования в самоходных кранах, где только и применяются двигатели внутреннего сгорания, наиболее приспособлен четырехтакт­ ный дизельный двигатель, который по сравнению с карбюраторным более приспособлен к переменной нагрузке, характеризующей крановый

как автомобильный двигатель не приспособлен к длительной работе на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента. При дросселировании же карбюраторного двигателя со снижением мощности и оборотов в 1,5—2 раза его весовые показатели становятся сопоставимыми с показателями дизельных двигателей.

Более приспособлен для использования в кранах дизельный двига­ тель и по особенностям своего рабочего процесса, так как у него про­

Двигатель самоходного крана преодолевает неустановившуюся на­ грузку при всех рабочих операциях, однако абсолютная величина на­ грузки обычно значительно меньше соответствующей номинальной мощ­ ности двигателя, так как двигатель самоходного крана обычно подби­

Ртр— потери от давления трения, зависящие от хода поршня S м и угловой скорости коленчатого вала п об/мин.

размещенных в корпусе трех соосных колес — насосного, турбинного и соединенного с корпусом турботрансформатора направляющего (реак­

током, обтекая последовательно лопатки колес — насосного, турбинного и направляющего. В этой системе неподвижное направляющее колесо, воспринимая давление жидкости, переводит, при помощи лопаток опре­ деленной кривизны, этот статический напор в напор динамический, который, складываясь с напором, даваемым насосным колесом, на турбинном колесе увеличивает передаваемый крутящий момент.

В гидродинамике турботрансформаторов [31, 92] показано, что мощность и момент на ведущем валу турботрансформатора (валу насосного колеса) определяются как

NH= %'yn3DH5,

Мн = %iynlDb

Здесь: D — максимальный диаметр межлопаточных каналов колеса (активный диаметр) в м\

у — удельный вес жидкости в кг/см3\ пн — угловая скорость в об/мин насосного колеса;

7J и К — коэффициенты.

Момент на ведомом валу турботрансформатора (валу турбинного колеса) будет

Мт = %2yn2D5>H

где — переменный коэффициент.

Из вышеприведенных выражений можно установить, что

пн

Здесь kT— коэффициент трансформации, определяющий силовое пе­ редаточное отношение, автоматически изменяющееся с изменением Мт;