Типыприводов грузоподьемных устройств

ПРИВОД ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН В зависимости от типа, назначения и характера работы грузоподъемной машины механизмы ее снабжают различными приводами: ручным, электрическим, паровым, от двигателя внутреннего сгорания, гидравлическим и пневматическим. 1. Ручной привод Ручной привод применяют в ручных лебедках, талях, при ремонтно-монтажных работах и в технологическом оборудовании, работающем краткогремснио с небольшими нагрузками. Передаточное число всех ручных приводов механизмов определяют отношением момента груза Мгр к моменту рукоятки Мрук- 2. Электрический привод Наиболее часто в грузоподъемных машинах применяют электрический привод. Это объясняется следующими его особенностями: 1) возможность установки самостоятельного электродвигателя к каждому механизму грузоподъемной машины, что значительно упрощает конструкцию и управление механизмами; 2) высокая экономичность эксплуатации электропривода по сравнению с другими типами приводов; 3) безопасность и простота управления электродвигателями, простота конструкции и надежность работы различного рода предохранительных устройств, постоянная готовность к действию; 4) возможность работы со значительными кратковременными перегрузками. Для крановых механизмов, работающих при повторно-кратковременных режимах, применяют преимущественно двигатели трехфазного тока серии МТ с контактными кольцами (с фазовым ротором) и серии МТК с короткозамкнутым ротором. Различают длительный, кратковременный и повторно-кратковременный режимы работы электродвигателей. При длительном режиме электродвигатель может работать неограниченно долго с полной нагрузкой, не перегреваясь. При кратковременном режиме период работы электродвигателя настолько мал по сравнению с паузами, что он успевает охладиться до температуры окружающей среды. Крановые электродвигатели работают в повторнократковременном режиме, при котором периоды кратковременной работы с продолжительным периодом пауз (остановок) достаточны для охлаждения электродвигателя. При указанном режиме электродвигатель нагревается меньше, чем при длительной непрерывной работе, и поэтому его можно больше нагружать. Характеристикой режима работы электродвигателей является относительная продолжительность включения. ПВ = 15% (легкий режим работы), ПВ = 25% (средний режим работы), ПВ = 40% (тяжелый режим работы). Чем больше продолжительность включения, тем меньшую нагрузку может нести электродвигатель. Крановый электродвигатель должен удовлетворять следующим требованиям: 1) при работе с заданной продолжительностью включения (ПВ) двигатель не должен нагреваться выше допускаемого предела; 2) мощность двигателя должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить разгон механизма в заданный период времени; 3) мощность двигателя не должна быть завышенной (во избежание раскачки груза, поломок механизма и др.). 3. Паровой, гидравлический и пневматический приводы Паровой привод, для которого необходимы паросиловые установки с самостоятельным паровым котлом, в настоящее время практически не находит применения в грузоподъемных механизмах вследствие больших размеров и массы, низкого к. п. д., а также других причин. Вместо парового привода в передвижных кранах широко применяют привод от двигателей внутреннего сгорания. Используют карбюраторные и дизельные двигатели, работающие на жидком и газообразном топливе. Преимуществами этого типа привода являются постоянная готовность к работе, относительно небольшие размеры и масса, высокий к. п. д. (по сравнению с паровой машиной). К недостаткам этого типа привода относятся: а) невозможность пуска двигателя внутреннего сгорания под нагрузкой, что вызывает необходимость установки фрикционных муфт, отключающих двигатель от механизма при пуске; б) необходимость установки реверсивных муфт и дополнительных тормозов, так как у двигателя внутреннего сгорания постоянное направление вращения. Обычно все механизмы грузоподъемной машины обслуживаются одним двигателем внутреннего сгорания через систему зубчатых передач и муфт, причем привод к каждому механизму должен быть снабжен реверсивным устройством. Гидравлический привод грузоподъемных машин (гидропривод) обеспечивает высокую эксплуатационную надежность, широкий диапазон регулирования скорости, плавность движения элементов машины, устранение перегрузки, большую компактность. Все это приводит к тому, что в последнее время гидропривод получает все большее применение в самых различных грузоподъемных машинах и особенно в передвижных кранах. Недостатками гидропривода являются: сложность подачи рабочей жидкости к приводу передвижной установки; ухудшение работы гидропривода при низких температурах; большие гидравлические сопротивления при наличии трубопроводов; необходимость в тщательном наблюдении за состоянием уплотнений. В пневматическом приводе сжатый воздух подается в рабочий цилиндр, поршни которого приводят в действие исполнительные механизмы. Воздух подается обычно от компрессорных установок или от основных воздушных магистралей предприятия при помощи гибких шлангов. К недостаткам пневматического привода следует отнести ограниченность радиуса действия передвижных установок вследствие наличия воздухопроводного шланга и снижения к. п. д. установки при работе с грузами меньше номинальных. Пневматический привод еще не нашел широкого применения в подъемно-транспортных машинах, и его используют при работах во взрывоопасной среде, когда применение электрооборудования становится опасным, а также на предприятиях, где имеется подвод сжатого воздуха для нужд основного производства, например в литейных цехах.

Привод грузоподъемной машины включает в себя двигатель, промежуточ­ную передачу и аппаратуру управления. В ГПМ используются двигатели внут­реннего сгорания, электрические и комбинированные (дизель-электрические, электрогидравлические, электропневматические и т.д.).

На выбор типа привода конкретной машины влияют такие факторы:

· соответствие свойств двигателя заданному ре-
жиму работы ГПМ;

· характер действующих внешних нагрузок на машины;

· стоимость изготовления и эксплуатации машины с данным
видом привода;

· возможность использования того или иного вида энергии;

· удобство управления машиной;

· особенности условий эксплуатации машины.

Основным видом силового оборудования для ГПМ являются электрические двигатели. Электрический привод имеет ряд достоинств: низкая стоимость, особенно двигателей переменного тока; высокий к. п. д.; постоянная готовность к работе; большая перегрузочная способность и возможность пуска под загрузкой; простота управления. Вместе с тем электропривод не лишен недостатков, основными из которых являются затруднения в подаче электроэнергии к пере­движным ГПМ; громоздкость аппаратуры управления систем электропри-
вода с регулированием скорости; относительно большой вес на единицу мощно­сти.

Токоподвод к грузоподъемным машинам или к отдельным механизмам кранов осуществляется с помощью гиб­ких кабелей, троллеев и кольцевых токоприем­ни­ков.

В самоходных и плавучих кранах, где важна независимость от стационарных источников энергии, применяется привод от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Достоинствами ДВС являются постоянная готовность к действию, невы­сокие удельные масса и размеры, надежность в работе. Однако по сравнению с электрическим приводом ДВС имеет ряд недостатков: невозможность запуска под нагрузкой, сложность регулирования скоростей и реверсирования исполни­тельных механизмов, загрязнение окружающей среды и др.

Для передачи крутящего момента от такого двигателя к рабочим механиз­мам крана применяется механическая, электрическая или гидравлическая пе­редача. Механическая передача состоит из системы зубчатых колес, обеспе­чивающих кинематическую связь выходного вала двигателя и исполнитель­ного механизма ГПМ. При электрической передаче дизель приводит в действие электри­ческий генератор, от которого электроэнергия поступает к электродвигателям рабочих механизмов. Такой кран называют дизель-электрическим.

В настоящее время в самоходных машинах намечается тен­денция к росту применения гидропривода, что связано с возрастанием технического совершен­ствагидромашин и повышением требований к качеству привода грузоподъемных машин, которые проще удовлетворяются путем применения гидропривода.

Гидропривод не требует применения громоздких и кинематически сложных устройств, позволяет сравнительно просто регулировать скорости в широких пределах, имеет большие перегрузочные способности, он отличается компактно­стью и малой массой на единицу мощности. Наряду с отмеченными достоинствами гидропривод имеет и недостатки: большая стоимость, обусловленная необходимо­стью высокой точности изготовления, трудность предупреждения утечек жидкости, ухудшение работы при низких температурах, необходимость в относительно частой замене рабочей жидкости и т. п.

В ПТМ широко применяют стальные канаты, особенно в механизмах подъема и в грузозахватных устройствах. Канаты изготавливают одинарной свивкой из проволок, либо двойной - когда из проволок свивают пряди, а пряди свивают в канат. Если проволоки в прядях и пряди в канате скручены в одну сторону, то получается канат односторонней свивки, а в разные – крестовой. Крестовые более устойчивы к рас­кручиванию, но поверхность у них менее гладкая, а жесткость выше.

Стальные канаты, применяемые в ГПМ должны соответствовать государствен­ным стандартам, иметь сертификат пред­приятия — изготовителя канатов об их испытании в со­ответствии с ГОСТ 3241 и ГОСТ 18899. Выбор стальных канатов должен произ­водиться в соответствии с Правилами по кранам, ИСО 4308/1, ИСО 4308/2 и другими нормативными документами.