книги / Электроприводы крановых механизмов. (Системы электропривода и методы расчета)

с обычной длиной пролета (L « 20 м) и QH> 75 г изменя­ ется примерно в 2 раза, а у кранов с QH<50 т при рабо­ те без груза он составляет 60—75% момента при пере­ мещении номинального груза. Приблизительно такие же соотношения справедливы и для механизмов поворота.

Для кранов, работающих в помещениях, изменение статических нагрузок рассматриваемых механизмов оп­ ределяется в основном ве­ сом транспортируемых грузов. Краны, эксплуа­ тируемые на открытом воздухе, подвержены воз­ действию ветра, что в слу­ чае большой парусности (мостовые перегружате­ ли) может привести к зна­ чительному расширению пределов изменения ста­ тического момента сопро­ тивления, при этом мо­ жет. измениться и знак момента. Тот же эффект может вызвать работа на уклоне. Таким образом, в некоторых случаях при работе в установившемся

режиме двигатель должен работать как в двигательном, так и тормозном режимах (рис. 2-1).

Номинальная скорость передвижения и поворота определяется назначением крана. Так, скорости меха­ низмов, осуществляющих перегрузочные операции—те­ лежек перегружателей, механизмов поворота порталь­ ных перегрузочных кранов, - - могут доходить до 200 м/мин и 3 об/мин соответственно. Номинальные скорос­ ти механизмов, осуществляющих точные монтажные операции — мостов и тележек монтажных кранов, меха­ низмов поворота портальных и башенных монтажных кранов — составляют обычно 10—30 м/мин и 0,3— 1 об/мин (при максимальном вылете 30—40 м окружная скорость составляет 18—40 м/мин).

Диапазон регулирования скорости механизма при за­ данной номинальной определяется требуемой понижен­ ной скоростью. Наличие такой пониженной скорости, на которую переводится механизм перед остановкой,

являются возможность пробуксовки колес механизмов передвижения тележек и мостов, значительные механи­ ческие перегрузки металлоконструкции и звеньев меха­ низма вследствие чрезмерных ускорений и замедлений

исобственных упругих колебаний системы, а также рас­ качивание подвешенного груза при интенсивном разгоне

ирезком торможении механизма.

Основным условием для разгона и торможения без пробуксовки механизмов передвижения мостов и теле­ жек является необходимость того, чтобы сила тяги не превышала силы сцепления колес с рельсами. При этом условии допустимое ускорение

низма детально исследованы в [Л. 30].

Решение уравнений движения двухмассовой системы двигатель — механизм приводит к зависимостям, по которым определяется максимальное усилие FMiXl{c при разгоне и торможении под действием силы Р и наличии сопротивления движению W Так, максимальное усилие в звеньях механизмов передвижения и поворота при их разгоне:

Следует отметить, что при наличии подвешенного гру­ за, усилие /чткс несколько возрастает.

Наибольшее усилие при торможении силой Р

т2— т1

(2-3)

Щ\+ т2

му уменьшение пускового усилия в процессе разгона в таких системах никак не оказывается на максималь­ ных перегрузках. То же относится и к торможению ме­ ханизмов электромагнитными тормозами, когда макси­ мальное тормозное усилие действует в начальный пери­ од торможения. Для этого случая предлагается при торможении принимать коэффициент динамической пе­ регрузки механизма й=2 [Л. 104]. Те же исследования показали, что в случае применения тормозов с гидро­ толкателями, когда максимальное значение тормозного усилия наступает позже, целесообразно использовать коэффициент динамической перегрузки &=1,5.

К высокочастотным системам следует отнести меха­ низмы поворота кранов и передвижения тележек, пери­ од собственных колебаний которых находится в преде­ лах Г= 0,006-^0,04 сек. Механизмы передвижения мостов можно отнести к системам с относительно большим пе­ риодом свободных колебаний (Г = 0,2-н0,8 сек).

Нагрузка в элементах механизмов, у которых период собственных колебаний соизмерим с временем разгона, может быть снижена использованием мягкой механичес кой характеристики привода (рис. 1-5,6). В этом случае

Так как для большинства механизмов передвижения и поворота W<giP, где Р — ускоряющее усилие, то для низкочастотных систем с мягкой механической харак­ теристикой максимальное усилие в элементах механиз­ ма при пуске можно определить как

Коэффициент k зависит от соотношения между пе­ риодом собственных колебаний системы Т и электро­ механической постоянной времени привода Тм. Эта зависимость приведена на рис. 2-2 [Л. 71].

Период собственных колебаний

ив — /. + V

k = 2. Это условие справедливо для высокочастотных си­

зом крутизны характеристики нецелесообразно, так как при этом ^макс не снижается, однако проверять вели­ чину перегрузки и давать рекомендации по выбору величины пускового момента и вида механической ха­ рактеристики необходимо с учетом рассмотренного явления.

Приведенными выражениями можно пользоваться для определения наибольшей возможной перегрузки в элементах механизма, если предполагается применить систему электропривода с нерегулируемым пусковым моментом. Кроме того, ими можно пользоваться для нахождения наибольшего ускорения механизма по усло­ виям допустимой нагрузки на звенья механизма.

Так как механизмы передвижения и поворота обла­ дают большим моментом инерции, при выборе зазоров могут иметь место значительные удары в передачах. Сила удара определяется скоростью, с которой враща­

ющиеся элементы соприкасаются с частями большой массы (в первом приближении можно полагать / 2=оо);

вэтом случае кинетическая энергия вращающихся масс

восновном переходит в энергию деформации элементов механизма, т. е. вызывает дополнительные динамические нагрузки. При определенной величине зазоров эти на­ грузки определяются ускорением и, следовательно, вели­ чиной пускового момента. Для устранения недопусти­ мых ударов в механизме целесообразно, чтобы электро­ привод в первый момент пуска развивал небольшой момент М д ^ М с ( P ^ W ) , достаточный для преодоления

только потерь холостого хода механизма, приведения в соприкосновение всех его звеньев и создания натяже­ ния в элементах механизма.

Как следует из табл. 2-1, наибольшие перегрузки при торможении могут в 2 раза и более превышать тормоз­ ное усилие Р. Так как усилие тормоза выбирается по условиям техники безопасности — быстрого затормажи­ вания в аварийных режимах, то значительными оказы­ ваются и усилия F, особенно у тех механизмов, где т2'Э>гп\. Поэтому целесообразно механические тормоза механизмов, работающих в напряженном режиме, использовать тольно как стояночные и аварийные, а тех­ нологическое торможение производить электрическим способом. Величину тормозного момента при электри­ ческом торможении можно регулировать в необходимых пределах.

При пуске и торможении механизмов передвижения и поворота кранов возникают колебания подвешенного на канате груза. Эти колебания отрицательно сказыва­ ются на производительности и других эксплуатационных показателях установки. Раскачивание груза является причиной неравномерного движения механизма, допол­ нительных нагрузок на стрелу и элементы механизма, создает неудобства в работе крана. Оно особенно неже­ лательно при замедлении механизма, гак как при этом затрудняется осуществление точной остановки,

Раскачивание груза имеет особое значение при авто­ матизации кранов, а также для кранов, осуществля­ ющих точные монтажные операции. Так, опыт монтажа башенными кранами зданий элементами массой 7—11 т показал, что установка таких элементов и устранение их раскачивания связаны со значительными трудностями и отнимают 35—40 мин [Л. 20].