Електропривід і автоматизація підйомно-транспортних машин і механізмів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: ЕЛЕКТРОПРИВІД І АВТОМАТИЗАЦІЯ ПІДЙОМНО-ТРАНСПОРТНИХ МАШИН І МЕХАНІЗМІВ

Транспортні операції є невід'ємною складовою частиною всіх виробництв. На тваринницьких фермах трудомісткість транспортних операцій становить ЗО - 40 % всіх затрат праці.

Електрифіковані транспортні засоби поділяють на стаціонарні і мобільні.

Стаціонарні транспортери -- ковшові, стрічкові, скребкові, тросошайбові, шнекові, гідравлічні, пневматичні -- застосовуються для переміщення вантажів у тваринницьких приміщеннях, кормоцехах, молочних, зерноочисних пунктах, зерносховищах та інших складах.

Мобільні засоби -- електрифіковані візки, кормороздавачі, пітабелери, навантажувачі, вагонетки, кран-балки, талі, підйомні крани тощо -- застосовуються у тваринницьких приміщеннях, виробничих цехах, на складах, у сховищах, на будівельних майданчиках та ін.

ПРИВІДНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТАЦІОНАРНИХ ТРАНСПОРТЕРІВ

Технологічні схеми деяких видів транспортерів наведені на рис. 1.

Продуктивність транспортерів зростає пропорційно збільшенню частоти обертання привідного вала до певної межі, після чого через зменшення коефіцієнта заповнення продуктивність залишається постійною або навіть зменшується. У деяких випадках, наприклад при транспортуванні гною в тваринницьких приміщеннях, швидкість робочого органу обмежується з міркувань безпеки.

Отже, електропривід повинен забезпечувати стабільність швидкості обертання привідного вала навіть при значних коливаннях навантаження. Таку вимогу повністю забезпечують асинхронні електродвигуни з нормальною механічною характеристикою. Іноді потрібне регулювання швидкості руху транспортуючого органа, наприклад коли транспортер виконує функції дозатора. У таких випадках використовують регульовані електроприводи з двигунами постійного струму.

Швидкість руху транспортуючих органів, як правило, невелика, тому в кінематичну схему привода вводять одну або кілька передач: пасову, клинопасову, редуктор, мотор-редук-тор та ін. (рис. 2). У зв'язку з цим зведений до вала електродвигуна момент інерції механічної системи визначається в основному моментом інерції ротора електродвигуна.

Теоретично момент статичних опорів при холостому ході транспортерів з підвищенням швидкості обертання двигуна залишається постійним. Його величина знаходиться в межах 0,1 - 0,2 від моменту при номінальному навантаженні. Але у деяких машин (норії, шнекові транспортери) момент при збільшенні швидкості обертання дещо зростає (рис. 3, а). Проте у виробничих умовах можливі зупинки і подальші запуски транспортерів під навантаженням. У цьому випадку момент зрушення може бути значним і перевищувати номінальний момент на ЗО - 35 %. При зростанні швидкості обертання момент зменшується (рис. 3, б). Таку обставину слід враховувати при перевірці електродвигуна за умовами пуску.

Рис. 1. Технологічні схеми стаціонарних транспортерів:

а -- норії; б -- скребкового; в -- стрічкового; г -- шнека; д -- скреперної установки; 1 -- привідна станція; 2 -- поворотний пристрій; 3 -- скрепери; 4 -- натягувальний пристрій; 5 -- ланцюг; 6 -- поперечний транспортер

Характер навантажувальних діаграм транспортерів залежить від технологічного процесу, в який вони включені. Відповідно до цього двигуни привода транспортерів можуть працювати у тривалому режимі з постійним або змінним навантаженням, короткочасному або повторно-короткочасному режимах. Коли за умовами технологічного процесу машина може працювати у тривалому і короткочасному або повторно-короткочасному режимах, електропривід розраховують для тривалого режиму роботи.

Продуктивність і споживана потужність для транспортерів з різними робочими органами визначається за різними методиками.

Продуктивність горизонтальних стрічкових транспортерів з плоскою стрічкою Ј?, кг/с, визначається за виразом:

де у -- об ємна маса транспортованого матеріалу, кг/м ; V -- швидкість стрічки, м/с; В -- ширина транспортуючої поверхні, м; ^ -- коефіцієнт заповнення несучої поверхні, \|/ = 0,4 - 0,7; р -- кут природного укосу, град.

Рис. 2. Кінематичні схеми транспортерів:

3 -- ланцюг ПР-25,4-5000; 4 -- черв'ячний редуктор; 5 -- еластична муфта; 6 -- електродвигун



Рис. 3. Механічні характеристики:

а -- зернової норії: 1 -- при холостому ході; 2 -- завантаженої; б -- шнека

Для похилих транспортерів продуктивність рекомендується зменшувати при куті 10 - 15 град на 5 %; 15 - 20 град -- на 10 %; 20 град -- на 15 %.

Споживана потужність стрічковими транспортерами Р, кВт, дорівнює:

де Р±, Р2, Р%' -^4 -- сили опору на різних ділянках транспортера, Н;

V -- швидкість руху стрічки, м/с.

Залежно від виду транспортованого матеріалу швидкість вибирають: для пшениці, жита, кукурудзи -- 3-4; вівса, соняшника -- 2-3; подрібненого зерна -- 1,2 - 1,5; борошна -- 1 - 1,3; висівок -- 1,5 - 2; коренеплодів -- 0,3 - 0,4 м/с; гітр -- ККД установки, приймають 0,7 - 0,8.

Сила опору на прямолінійних ділянках навантаженої віт-ки Р±, Н, становить:

де д -- маса вантажу, що припадає на 1 м довжини навантаженої вітки транспортера, кг/м;

д0 -- маса стрічки, що припадає на 1 м довжини навантаженої вітки, кг/м; со -- коефіцієнт тяги. Для транспортерів без роликових опор со = = 0,2 - 0,25; з роликовими опорами -- 0,02 - 0,03; а -- кут нахилу транспортера до горизонту, град; Ьн -- довжина навантаженої вітки транспортера, м; § = 9,81 м/с2.

Сила опору на прямолінійних ділянках холостої вітки Р2, Н, дорівнює:

де Ьх -- довжина холостої вітки, м.

Сила опору на барабанах і зірочках Р3, Н, що складається з опору згинання стрічки та опору тертя у підшипниках, становить:

де К -- дослідний коефіцієнт, Н/м, при Б > 0,6 м К = 2, при В < 0,6 м К = 1,5;

г -- кількість прокладок у транспортуючій стрічці;

^нб -- натяг набіжної вітки стрічки, Н;

Рз6 -- натяг збіжної вітки, Н, Рзб «1,05.Рнб;

тб -- маса барабана, кг;

і -- коефіцієнт тертя, для підшипників кочення / = 0,02.

Силу опору на криволінійних ділянках стрічки Р4, Н, визначають за формулою:

де Рн -- зусилля в стрічці в точці переходу на криволінійну ділянку, Н;

со1 -- коефіцієнт опору на криволінійних ділянках, га1

со; а 2 -- кут між суміжними прямолінійними ділянками, рад.

Якщо транспортери мають плужкові скидачі, то опір додатково збільшується на величину

Продуктивність скребкових транспортерів (2, кг/с, становить

де Ка -- коефіцієнт, що враховує заповнення скребків залежно від кута нахилу транспортера а, град, до горизонту: для легкосипких вантажів К = 1 - 0,0175а,

для слабкосипких К = 1,05 - 0,01а; \\> -- коефіцієнт заповнення, ці - 0,6 - 0,8;

у -- об'ємна маса транспортованого матеріалу, кг/м3;

В -- ширина скребків, м;

Н -- висота скребків, м;

V -- швидкість руху скребків, м/с. Для коренеплодів V = 0,25 - 0,5, для борошнистих кормів і гною -- 0,5 - 1,0; для зерна -- 1 - 2,2 м/с.

Споживана потужність скребковими транспортерами Р, кВт, дорівнює

де Н -- висота підйому продукту, м;

/с -- коефіцієнт опору руху (табл. 1);

Ь -- довжина транспортера, м; а -- кут нахилу транспортера до горизонту, град;

г\п -- ККД передачі.

1. Значення коефіцієнтів опору руху скребкових транспортерів [с

Тип ланцюга	Продуктивність, кг/с
	1,25 10	2,5	5	7,5
Втулково-роликовий	2,25	1,7	1,3	1,1
Тачковий	4,02	3,0	2,25	1,9

Продуктивність скреперних транспортерів С), кг/с, визначають так:

де тк -- корисна місткість скрепера, кг;

/ -- середня довжина переміщення вантажу, м;

ив і Vп -- швидкість руху відповідно завантаженого і порожнього скрепера, м/с;

і -- час, необхідний для реверсування привода, с;

\\і -- коефіцієнт заповнення скрепера.

Для дрібнокускових і вологих вантажів іу = 0,9 - 1,2.

де і>с -- середня швидкість руху скрепера, м/с;

Рс -- повний тяговий опір скрепера, Н;

цу -- ККД установки.

Опір Рс руху скрепера залежить від маси скрепера і транспортованого матеріалу, коефіцієнтів тертя матеріалу по стінках канавки між матеріалом і скрепером, опору переміщенню тягових канатів і тертя в блоках.

Для скреперної установки, що працює в двох канавках, Рс дорівнює

де Р1 -- опір руху скреперів під час роботи, Н; Р2 -- ОПІР руху, який виникає від попереднього натягу тягового троса, Н. Вони визначаються відповідно:

де тв -- маса порції транспортованого матеріалу, кг; тс -- маса скрепера, кг; {3 = 1,8 -- 2,0 -- загальний опір переміщення гною і скрепера; ^1, -- маса одного метра троса, кг; І,т -- довжина троса, м; /т = 0,5 - 0,6 -- коефіцієнт тертя троса по дну канавки;

де ц -- коефіцієнт тертя троса по ролику, |і = 0,1 - 0,2; а -- кут обхвату ролика тросом, град.

При виборі двигуна для привода скреперної установки враховують характер зміни навантаження протягом циклу та кількість циклів за годину.

Продуктивність ковшових елеваторів (норій) (?, кг/с, становить

де у -- коефіцієнт наповнення ковшів.

Для зерна ц/ = 0,75 - 0,9; продуктів помелу -- 0,33; у похилих норій коефіцієнт наповнення більший на 10 - 20 %;

і -- вантажна місткість одного ковша, кг;

1 -- відстань між ковшами, м;

і; -- швидкість руху ковшів, м/с. Для зерна V = 2 - 4; для борошна -- 1 - 1,5; для коренеплодів -- 0,3 - 0,5 м/с; у -- об'ємна маса транспортованого матеріалу, кг/м3.

Потужність, споживана норією у тривалому режимі роботи, Р, кВт, дорівнює

де Н -- висота підйому матеріалу, м;

г|н -- ККД норії. Для вертикальної г|н = 0,5 - 0,7; для похилої -- 0,3 - 0,4.

Продуктивність шнекових транспортерів (2, кг/с, розраховується за виразом

де Ј> -- зовнішній діаметр гвинта, м;

6, -- діаметр вала гвинта, м;

з -- крок гвинта, м;

пш -- частота обертання вала шнека, об/с;

у -- об'ємна маса матеріалу, кг/м ;

к1) -- коефіцієнт відставання колової швидкості матеріалу від осьової швидкості твірної шнека, що залежить від вантажу та швидкохідності шнека, ки = 0,6 - 0,9, при цьому більше значення вибирають для швидкохідних шнеків;

ці -- коефіцієнт заповнення гвинта. Приймається для зерна 0,25 - 0,35; борошна -- 0,25 - 0,30; коренеплодів -- 0,4; напіврідких кормових сумішей -- 0,9 - 1,0; гною -- 0,6 - 0,8;

С -- коефіцієнт зниження продуктивності при збільшенні кута а нахилу шнека до горизонту:

а, град. 0 5 10 15 20 ЗО 40 50 60 70 80 90

С 1 0,9 0,8 0,71 0,65 0,58 0,52 0,48 0,44 0,39 0,34 0,3

Потужність, споживана шнеком Р, кВт, визначається за формулою:

Ь -- довжина шнека, м; де

К -- коефіцієнт, що враховує кут а нахилу шнека до горизонту,

/с -- коефіцієнт опору переміщенню матеріалу по кожуху: для зерна, продуктів помелу, кормів -- 1,2; для гною -- 2,5 - 4,0;

Н -- висота підйому матеріалу, м; г)п -- ККД передачі.

а, град.	20	25	ЗО	35	40	45	90
К	1	1,05	1,13	1,2	1,32	1,4	2,5

Продуктивність тросошайбових транспортерів Ј?, кг/с, дорівнює:

де у -- об'ємна маса транспортованого матеріалу, кг/м3; Р -- площа "живого" перерізу трубопроводу, м2; V = 0,1 - 0,4 м/с -- швидкість транспортування; К± ~ 0,8 - 0,9 -- коефіцієнт заповнення жолоба; К% = 1,05 - 1,1 -- коефіцієнт, що враховує ущільнення матеріалу.

Площу "живого" перерізу трубопроводу знаходять за виразом

де І) -- внутрішній діаметр трубопроводу, м, В-0,025-0,03м; д,-- діаметр троса, м.

Потужність, споживана тросошайбовим транспортером, Р, кВт, становить

де Я -- висота підйому продукту, м;

Ь3, Ьт -- сумарна довжина труб відповідно на ділянках вертикального і горизонтального переміщень, м;

г|п -- ККД передачі.

Пневматичні транспортери широко використовують для переміщення сипких матеріалів у різних галузях народного господарства. У сільському господарстві вони транспортують зерно, борошно, комбікорми, тирсу, подрібнені сіно, солому, полову тощо.

За принципом дії пневмотранспортери поділяють на всмоктувальні, нагнітальні і змішані (рис. 4).

Всмоктувальні транспортери використовують для переміщення вантажів на невеликі відстані. Вони працюють при розрідженні 10 - 50 кПа, яке створюється вентиляторами, повітродувками, вакуумними насосами.

Нагнітальними транспортерами транспортують вантажі на відстані до 3600 м. Для створення потоку повітря використовують вентилятори низького, середнього або високого тиску, а при напорах більше 15 кПа -- турбонасоси або компресори.

У змішаних транспортерах матеріал засмоктується через всмоктувальний трубопровід, проходить через вентилятор і далі транспортується через нагнітальну трубу. Енергетичні показники таких транспортерів дуже низькі.

Розрахунок транспортера з трубою постійного діаметра провадять у такій послідовності:

1. Знаходять оптимальну швидкість повітря в трубопроводі ип, м/с:

V = a·V0

де а -- коефіцієнт, що залежить від складності траси, концентрації суміші і фізико-механічних властивостей вантажу: для зерна -- 1,25 - 2,5; колосків і збоїн -- 1,5 - 3,7; соломи і сіна --- 1,5 - 2,5.

При горизонтальних повітропроводах оптимальне значення коефіцієнта а при мінімумі енерговитрат становить 1,38;

і>0 -- швидкість ширяння матеріалу в трубопроводі, м/с (табл. 2).

Рис. 4. Технологічні схеми пневматичних транспортерів:

а -- всмоктувального; б -- нагнітального; в -- змішаного; 1, 10 -- сопла; 2 -- гнучкі трубопроводи; 3 -- розвантажувач; 4 -- фільтр; 5, 9, 11 -- вентилятори; 6 -- затвор; 7, 12 -- нагнітальні трубопроводи; 8 -- завантажувальна воронка

2. Швидкість ширяння матеріалів, переміщуваних пневмотранспортерами

Матеріал	Швидкість ширяння, м/с	Матеріал	Швидкість ширяння, м/с
Борошно, тирса Горох лущений Гречка Жито Крупа: · вівсяна · перлова · пшоно Кукурудза, квасоля Овес Насіння соняшника Насіння льону	7,5 - 8,1 11 - 12 8,5 - 9,5 8,4 - 10 7,6 - 8,5 10 - 12 8,3 - 9,5 12 - 13,5 7- 7,5 7,3 - 8,4 4,5 - 5,2	Просо Полова Пшениця Пісок, добриво Силос при и> = 72 - 82 % Солома Солома різана до 100 мм завдовжки Соя Цемент Ячмінь	8.2-9.5 0,67-3,1 9,8 -11 17 - 20 8-20 6,4 8,7 3,5 - 4,25 14,8 - 15,5 0,22 - 0,34 9 - 10,5

2. Витратна концентрація суміші цв, кг/кг, становить

де Ои -- продуктивність установки за транспортованим матеріалом, кг/год.

3. Витрата повітря на транспортування Ои, кг/год, дорівнює

4. Продуктивність вентилятора (?в, м3/год, розраховують за формулою

де уп -- об'ємна маса повітря, кг/м , величина якої залежить від температури І повітря та тиску в трубопроводі:

При атмосферному тиску К = 1; при підвищеному тиску в напірному трубопроводі К = 1,3 - 1,6; при розрідженні у всмоктувальному трубопроводі К = 0,67 - 0,8.

5. Діаметр труби І), м, визначають так:

6. Гідравлічний опір транспортуючого трубопроводу Н, Па, дорівнює

За розрахованими параметрами і Нт вибирають вентилятор і знаходять потужність привідного двигуна Р, кВт:

де \] в , г) п -- ККД відповідно вентилятора і передачі.

При наявності на трубопроводі сопел і розвантажувачів у розрахунок Нт вносять корективи на втрати тиску в місцевих опорах.

АВТОМАТИЗАЦІЯ СТАЦІОНАРНИХ ТРАНСПОРТЕРІВ

Більшість стаціонарних транспортерів входять до складу потокових ліній, і система керування ними є складовою частиною загальної схеми керування потоковою лінією (наприклад, в агрегатах типу АВМ, ЗАВ, КЗС, кормоцехах, дробарках ДКМ-5 та ін.).

Елементами автоматизації стаціонарних транспортерів є блокування послідовності пуску і зупинки, блокування, що контролюють цілість транспортуючого органу (стрічки, ланцюга тощо), кінцеві та шляхові вимикачі, реле часу та програмні пристрої, регулятори подачі транспортованого продукту, апарати захисту від коротких замикань і перевантажень.

Для запобігання завалу завантажувальної головки зернової норії при її аварійній зупинці схемами керування передбачають автоматичний пристрій, який керує засувкою завантажувального вікна. Після вимикання двигуна норії пристрій закриває засувку, що припиняє надходження зерна до ковшів.

Двигуни привода транспортерів працюють при повному завантаженні, тому обрив фази призводить до їх зупинки. Для надійного захисту двигунів від перегрівання передбачають тепловий або температурний захист.

Автоматизація роздавача кормів РВК-Ф-74. Транспортер РВК-Ф-74 призначений для роздавання кормів на фермах великої рогатої худоби. Складається з робочого органу, кормового жолоба, натяжної станції, привода та шафи керування. Робочим органом є стрічка з прикріпленим до неї канатом і круглоланковим ланцюгом або ланцюг та скребкове полотно, розміщене на половині замкненого контуру. Привід складається з рами, на якій розміщена привідна станція, і кінцевих вимикачів. Передача крутного моменту від двигуна до робочого органу здійснюється через редуктор і ланцюгову передачу.

Робочий процес відбувається так. Корм завантажується мобільним коромороздавачем у бункер, вмикається привід робочого органа, який переміщує його вздовж кормового жолоба. При повному переміщенні робочого органа вздовж фронту годівлі привід зупиняється за командою кінцевого вимикача. Перед початком наступної годівлі робочий орган вмикають на зворотний рух, при цьому залишки корму скидаються спеціальним скребком у приямок. Коли робочий орган досягає вихідного положення, привід автоматично вимикається.

Схемою керування транспортером-роздавачем передбачено реверсивне керування двигуном привода з двох місць, автоматичну зупинку в кінцевих положеннях, звукову сигналізацію перед кожним пуском, світлову сигналізацію про наявність напруги живлення, захист від коротких замикань і перевантажень, електричне блокування пускача.

Для пуску двигуна М (рис. 5) вмикають автоматичний вимикач С2Р і натискують кнопку 8В2.2 або 8ВЗ, подаючи живлення на котушку реле часу КТ1. Реле КТ1 контактом КТ1.2 без витримки часу вмикає дзвінок, а через певний час контактом КТ1Л вмикає контактор КМ1Л. Останній головними контактами вмикає двигун у мережу, а допоміжним розмикаючим контактом вимикає дзвінок НА1. При досягненні стрічкою кінцевого положення спеціальний упор натискує на кінцевий вимикач 8(?1 і привід зупиняється. Для реверсування робочого органа натискують на кнопку 8В2.3 або 8ВА. Спрацьовує реле часу КТ2, яке контактом КТ2.2 вмикає дзвінок НА1, а контактом КТ2Л з витримкою часу -- контактор КМ1.2. У вихідному положенні робочий орган зупиняється після розмикання контакту кінцевого вимикача 5(?2. Для аварійної зупинки передбачені кнопки 8В1 та ЗВ2Л. Захист від коротких замикань здійснюється автоматичним вимикачем С}Р, захист від перевантажень -- тепловим реле КК1. Лампа НЬІ сигналізує про наявність напруги живлення.

Автоматизація лінії коркомроздачі комплекту, обладнання БМК-3. Комплект обладнання БМК-3 призначений для кліткового утримання молодняку курей-несучок. Лінія завантаження і роздавання кормів складається з бункера сипких кормів 1 (рис. 6, а), транспортерів 2 і 4, бункера батареї з ворушилкою, лінії годівниць 3 з кормороздавальним ланцюгом і поворотними станціями, за допомогою яких на кожному ярусі батареї створюється замкнений контур кормороздавального ланцюга. Норму видачі корму з бункера батареї в годівниці регулюють засувками, закріпленими біля вихідних отворів бункера на кожному ярусі. Ланцюги кормороздавачів всіх трьох ярусів батареї приводяться в рух від одного двигуна.

Корм з бункера 1 подається похилим транспортером 4 до приймального горизонтального транспортера 2, який доставляє корм у бункери кліткових батарей, завантажуючи їх послідовно. Після того як корм повністю заповнить бункер першої батареї і закриє вивантажувальне вікно в коробі вивантажувального транспортера, він починає транспортуватися до бункера другої батареї і завантажувати його аналогічно попередньому. При заповненні останнього бункера лінія завантаження корму автоматично вимикається. Приводи кормороздавальних ланцюгів вмикаються вручну кнопками або автоматично за командою програмного пристрою.

Принципіальну електричну схему керування завантаження бункерів всіх кліткових батарей БКМ-3 і кормороздачею першої батареї наведено на рис. 6, б. Схеми керування кормороздачею у всіх інших батареях аналогічні першій. Апарати лінії кормозавантаження (КТІ, КМ\, КУ2, КТ2, НЬІ) знаходяться в загальному ящику керування. Апарати керування лінією кормороздачі (для першої батареї -- КМ2, КУЗ, НЬ2) розміщені в ящику керування відповідної батареї. У коло керування пускачем КМ1, який вмикає і вимикає всі електродвигуни лінії завантаження кормів, увімкнені контакти теплових реле КК1 - ККЗ електродвигунів похилого і горизонтального транспортерів.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5. Електрична схема керування двигуном транспортера-кормороздавача РВК-Ф-74

Для роботи в ручному режимі перемикачі 8А1 і 8А2 ставлять у положення "Р". Транспортери кормозавантаження вмикають кнопкою 8В2. Вимикається двигун транспортера після заповнення бункера останньої батареї кінцевим вимикачем 8<Ј1 або натисканням кнопки 8В1. Двигун кормороздачі першої батареї вмикається і вимикається натисканням кнопок 8В4 і 8ВЗ.

При обриві ланцюга кормороздачі двигун його привода вимикається контактами вимикачів обриву ланцюга 5(?2.1 -8ф1, а контактами 8Ј}2.2 - 8(^2 вмикаються сигнальні лампи в ящику керування батареєю та залі.

В автоматичному режимі перемикачі 8А1 і 8А2 ставлять у положення "А". Механізми кормозавантаження вмикаються і вимикаються контактом кінцевого вимикача 5(?1, що розміщений на бункері останньої кліткової батареї. При його заповненні подається команда на зупинку двигунів транспортерів.

Команди на вмикання транспортерів кормороздачі подаються від програмного пристрою КТІ, наприклад реле часу типу 2РВМ відповідно до технологічних режимів годівлі. При замиканні контакту КТІ через розмикаючий контакт КТ2 другого програмного реле відбувається автоматичний запуск двигунів кормороздачі всіх кліткових батарей. Витримка часу реле КТ2 дорівнює тривалості кормороздачі батареї.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6. Електропривід кормороздачі кліткових батарей БКМ-3:

а -- технологічна схема; б -- принципіальна електрична схема; / -- бункер;

2 -- горизонтальний транспортер; 3 -- лінії годівниць; 4 -- похилий транспортер



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7. Схема автоматизації потокової лінії прибирання гною:

а -- технологічна; б -- принципіальна електрична; 1 -- поздовжні транспортери; 2 -- поперечний транспортер; 3 -- поршневий насос; 4 -- гноєзбірник; 5 -- гноєсховище

У випадку обриву ланцюга кормороздачі на будь-якому ярусі кліткової батареї перемикаються контакти одного з кінцевих вимикачів 5ф2 - 5#4. Замикаючий контакт розмикається і пускач КМ2 вимикає двигун ланцюгового транспортера, а через розмикаючий -- вмикається реле КУЗ. Контакт ІІТ'З.І замикає коло обмоток реле КУ1 і КУ2, які своїми контактами вмикають сигнальну лампу НЬІ в залі та лампу сигналізації батарей (на схемі не показана). Для зняття сигналу в залі перемикач 8А2 ставлять у положення "0" і натискають кнопку 8В5.

Автоматизація потокової лінії прибирання гною. До складу потокової лінії входять три поздовжніх транспортери 1 (рис. 7, а), що прибирають гній із зони розміщення тварин, поперечний 2, що транспортує його до гноєзбірника 4, і поршневий насос 3, який перекачує гній до гноєсховища 5. Привід механізмів здійснюється від асинхронних електродвигунів МІ - М5.

Схемою автоматизації передбачено ручне та автоматичне керування двигунами. При ручному керуванні двигуни вмикають і вимикають кнопками 5В1 - 8В10 (рис. 7, б). В автоматичному режимі роботою механізмів керують програмні пристрої КТ\ і КТ5 та реле часу КТ2 - КТ4. В установлений час програмне реле КТ1 замикає контакт і вмикає реле часу КТ2, КТЗ, КТА. Реле КТ4 своїми контактами вмикає пускачі КМ\ двигуна поперечного транспортера і КМ2 двигуна першого поздовжнього транспортера. Через проміжок часу А*!, достатній для прибирання гною першим поздовжнім транспортером, спрацьовує реле КТ2, яке вимикає пускач КМ2 і вмикає пускач КМЗ двигуна другого поздовжнього транспортера. По закінченні прибирання гною другим поздовжнім транспортером спрацьовує реле часу КТЗ, яке подає команду на вимикання другого і вмикання третього поздовжнього транспортера. Витримка часу реле КТЗ Аі2 = = 2Ді1. Через час Аі3 =ЗАі1 від початку вмикання програмний пристрій КТ1 розмикає свій контакт і вимикає реле часу КТ2 - КТ4. Пускач КМ4 вимикає двигун М4 третього транспортера. Через час Аі±, достатній для звільнення від гною поперечного транспортера, реле часу КТ4 вимикає пускач КМ1. Двигун поршневого насоса М5 вмикається і вимикається пускачем КМЬ за командами програмного пристрою КТо.

Захист силових кіл і кіл керування здійснюється автоматичними вимикачами, захист електродвигунів від перевантажень -- тепловими реле КК1 - КК5.

ЕЛЕКТРОПРИВІД ВАНТАЖОПІДЙОМНИХ МАШИН

До вантажопідйомних машин відносять підйомні крани, кран-балки, талі, лебідки. За характером технологічного процесу вони є машинами циклічної дії. Спільним для цих установок є режим роботи, при якому технологічний процес складається з ряду повторюваних однотипних циклів, кожний з яких є закінченою операцією завантаження робочого органу, переміщення його з вихідної точки в пункт призначення і розвантаження.

Основними механізмами вантажопідйомних машин є механізми підйому і пересування (повороту) (рис. 8).

Сили тертя в кранових механізмах обумовлюють реактивні моменти, а сили тяжіння мас, що рухаються вертикально або похило -- активні. При цьому зведений до вала двигуна статичний момент Мс є алгебраїчною сумою моменту Ма, обумовленого вагою переміщуваного вантажу, і моменту втрат на тертя Мт (рис. 9). Момент Мв залежить від величини рухомих мас (вантажу та вантажозахватного пристрою), момент Мт -- від ККД кінематичних ланок механізму, який у свою чергу є функцією ваги вантажу. При номінальному завантаженні Сяом величини ККД визначаються за довідковими даними. При завантаженні О, меншому за номінальне, ККД можна визначити за експериментальними кривими, наведеними на рис. 10.

У рух механізми приводяться, як правило, реверсивним електроприводом, розрахованим для роботи в повторно-короткочасному режимі. У кожному циклі є неусталені режими роботи електропривода: пуски, реверси, гальмування, що суттєво впливають на продуктивність механізму, динамічні навантаження привода і механізму, ККД установки, нагрівання двигунів.

Стандартами встановлені такі режими роботи механічного і електричного обладнання кранових механізмів: легкий -- Л

стаціонарний транспортер крановий механізм

Для електрообладнання кранів приймають, що час циклу не перевищує 10 хв, а для механізмів -- 1 год.

Щоб втрати електроенергії в електродвигунах були меншими, потрібно, щоб зведений до вала двигуна момент інерції системи був невеликим. Робочі швидкості механізмів кранів, що використовуються в сільському господарстві, знаходяться в межах 0,5-2 м/с, тому основну частку в зведеному моменті інерції становить момент інерції ротора двигуна. Цим обумовлюються застосування в приводах кранових механізмів двигунів з малими моментами інерції ротора.

Рис. 8. Кінематичні схеми кранових механізмів:

а -- однокінцевої підйомної лебідки; б -- механізму переміщення; Д -- двигун; Г -- гальмо: Р -- редуктор; Б -- барабан; П -- поліспаст; ГП -- гакова підвіска; ХК -- ходове колесо; в ~ талі ТЗП-1; 1 -- проміжний вал; 2 -- робочий барабан; 3 -- порожнистий вал; 4 -- робочий вал; 5,7,8 -- сателіти; в, 9, 15 -- сонячні шестерні; 10 -- гальмівні диски; 11 -- гальмівна пружина; 12 -- електромагніт; 13 -- блочні шестерні; 14, 16, 21 -- водила; 17 -- канат; 18 -- підвіска; 19 -- гак; 20 -- електродвигун підйому вантажу; 22 -- електродвигун переміщення візка; 23, 24 -- шестерні; 25 -- коток; 26 -- монорейка

Кранові двигуни повинні мати велику перевантажувальну здатність, щоб забезпечити: 1) достатній механічний момент при розгоні; 2) необхідний пусковий момент для подолання короткочасних механічних перевантажень, що виникають при відриві вантажів.

Механічні характеристики електроприводів кранових механізмів повинні відповідати вимогам технологічних операцій, що виконує кран:

а) для підйому і опускання вантажів з високою швидкістюхарактеристики 1 повинні бути жорсткими (див. рис. 9);

б) плавний пуск двигуна при реостатному керуванні тароботу на проміжних швидкостях забезпечують м'які характеристики 2;

в) для доводок вантажів при підйомі або спуску з наступною точною зупинкою характеристики 3 повинні бути жорсткими при малих швидкостях;

г) для привода механізмів, що працюють з різними перевантаженнями, наприклад грейферних, використовуються приводи з екскаваторною характеристикою 4;

д) у ряді випадків для механізмів переміщення основноювимогою до механічних характеристик електропривода є підтримання постійного прискорення при розгоні, що забезпечується характеристикою 5.

За розглянутими графіками можна вибрати тип привода для забезпечення потрібного набору характеристик. Набори 1 і 2 забезпечуються асинхронним електродвигуном з фазним ротором при реостатному регулюванні роторного кола. Характеристики 1, 2 і 3 мають приводи з двигуном постінного струму паралельного збудження при реостатному регулюванні (2) та шунтуванні якоря (3). Набори 1, 3, 4 забезпечують складні приводи, наприклад асинхронний двигун з фазним ротором і дроселями насичення в колі статора, або електропривід постійного струму, що живиться від генератора чи тиристорного перетворювача.

Рис. 9. Механічні характеристики Рис. 10. Залежність ККД електроприводів кранових механізмів механізму від величини навантаження

Вантажопідйомні машини працюють у різних умовах навколишнього середовища -- запилених, вологих приміщеннях, на відкритому повітрі, в умовах різких змін температури. Для забезпечення високої експлуатаційної надійності це необхідно враховувати при виборі електрообладнання за ступенем захищеності від дії навколишнього середовища.

АВТОМАТИЗАЦІЯ КРАНОВИХ ЕЛЕКТРОПРИВОДІВ

Електрообладнання кранів повинно забезпечувати надійну високопродуктивну і безпечну роботу. Системи керування передбачають:

реверсивне керування електродвигунами;

регулювання швидкості обертання в заданих межах;

електромеханічне гальмування при зупинках;

електричне гальмування при роботі на опускання вантажу;

обмеження ходу вантажозахватного пристрою вгору тапересування моста і візка в обидва боки;

нульове блокування кіл керування;

електричні блокування, що запобігають невірному вмиканню апаратів;

захист від коротких замикань і перевантажень максимальними струмовими реле. У приводах кран-балок і талівпередбачають захист тільки від коротких замикань автоматичними вимикачами.

Усі кранові механізми обладнуються гальмами закритого типу, що діють при вимиканні живлення двигуна. Всі неструмоведучі металеві частини електрообладнання повинні бути електрично з'єднані з металевою фермою крана, а та, в свою чергу, -- з заземлюючим контуром через підкранові рейки.

Електродвигунами талів і кран-балок керують за допомогою реверсивних магнітних пускачів і пускових кнопок, під-вішених на гнучкому броньованому кабелі. Напруга до кон-тактів контакторів підйому КМ\ (рис. 12), спуску КМ2,переміщення вперед і назад КМЗ, КМ4 і до кола керуванняпідводиться через автоматичний вимикач <ЗЕ і кабель абоі Дл підйому вантажу натискують на підводиться через автоматичний вимикач і кабель або контактні проводи. Для підйому вантажу натискують на кнопку 5В1, для спуску -- на кнопку 8В2. При цьому спрацьовує контактор КМ1 або КМ2 і електромагніт ТА гальма. Гальмо розстопорює ротор двигуна, який починає обертатися. Після відпускання кнопки контактор вимикається і ротор двигуна гальмується. При натисканні на кнопки 5ВЗ або 5В4 таль рухається вліво або вправо. Рух підйомного пристрою вгору обмежується кінцевим вимикачем 8(31, рух талі вліво або вправо -- кінцевими вимикачами 8(?2 або 8фЗ. Блокування контакторів реверсивних пускачів здійснюється двоконтактними кнопками керування, допоміжними розмикаючими контактами контакторів та пристроями механічного блокування пускачів. Замикаючі контакти пускових кнопок не шунтують відповідними замикаючими контактами контакторів, щоб запобігти роботі талі після відпускання оператором підвісної кнопкової станції.

Керування механізмами підйомних кранів здійснюють за допомогою силових контролерів або командоконтролєрів.

Характерні особливості схем керування електроприводами механізмів підйому з асинхронними двигунами з фазним ротором можна вивчити по схемі керування за допомогою ко-мандоконтролера типу ТСА (рис. 13).

Особливостями схеми є: несиметрична відносно нульового положення діаграма замикань командоконтролера, яка забезпечує при підйомі і опусканні вантажів різні механічні характеристики електропривода відповідно до несиметричного характеру навантаження підйомної лебідки; використання режиму однофазного вмикання двигуна для поліпшення умов регулювання швидкості при опусканні.

Для запуску механізму підйому вмикають рубильник <38, а командоконтролер 5А1 ставлять у положення "0". При цьому спрацьовує реле КУ, яке одним контактом подає напругу на кола керування, а другим -- самоблокується. Через випрямляч УВІ - УВІ одержує живлення реле часу КТ2, яке розмикає контакт у колі котушок контакторів прискорення КМУЗ і КМУІ. При установці контролера в положення 1 "Підйом" вмикаються контактори КМР, КММ, КУ і КМ2. Через головні контакти КММ і КМР подається напруга на статор двигуна, а контактор КУ вмикає електромагніт гальма, який розстопорює ротор. Через контакти КУ і КММ, що замкнулися, одержує живлення котушка реле часу КТ1. Головні контакти контактора противмикання КМ2 шунтують перший ступінь реостата Е у колі ротора двигуна. Таким чином, у положенні 1 "Підйом" двигун працює на характеристиці 1п (рис. 14)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 12. Схема керування електродвигуном талі

Рис. 13. Схема керування електродвигуном підйому крана за допомогою командоконтролера типу ТСА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 14. Механічні характеристики електропривода, керованого командоконтролером типу ТСА

Перестановкою командоконтролера (див. рис. 13) в положення 2, 3 і 4 "Підйом" послідовно вмикають контактори прискорення КМУ1 ~ КМУА, які головними контактами шунтують відповідні ступені реостата Н, і двигун працює на регулювальних характеристиках 2п і 3п та на основній характеристиці 4п. При роботі на основній характеристиці в колі ротора залишається увімкненим невеликий опір, який забезпечує зміну пускового струму ротора в заданих межах при наявній кількості контакторів прискорення.

Для опускання вантажу командоконтролер ставлять у положення 3 "Спуск". Через контакт К1 одержує живлення контактор однофазного вмикання ЯМІ. Останній головними контактами вмикає двигун за схемою однофазного живлення статора, а допоміжним контактом подає напругу на реле часу КТ1, яке після цього залишається увімкненим у всіх інших положеннях "Спуск". Реле КТ1 вмикає контактори КМР і КУ. Електромагніт гальма УА вмикається в мережу, і колодки гальма звільняють гальмівний шків. Через контакт К10 одержує живлення контактор прискорення КМУ1, який головними контактами шунтує частину реостата Е. Двигун працює на гальмівній характеристиці Зс.

При переведенні командоконтролера в положення 2 "Спуск" контактори КМУ1 і КМ\ вимикаються, а контактор КММ спрацьовує. Оскільки раніше був увімкнений контактор КМР, статор двигуна вмикається в мережу в напрямку "Підйом" при повністю введеному в коло ротора опору реостата Е. Двигун працює за характеристикою 2с, яка призначена для гальмівного спуску середніх вантажів у режимі противмикання.

Переведенням ручки командоконтролера в положення 1 "Спуск" контактом ІІГ9 вмикають контактор КМ2, який головними контактами шунтує ступінь противмикання реостата Я. Опір роторного кола зменшується, і двигун переходить ча роботу за характеристикою 1с, необхідною для гальмівного спуску важких вантажів.

Якщо ручку командоконтролера перевести з положення З "Спуск" у положення 4 "Спуск", спрацьовують послідовно контактори КМУ2, КМЕ, КММ і КУ та знеструмлюється котушка реле часу КТ2. Двигун спочатку працює за характеристикою 4'с. По закінченню витримки часу КТ2 спрацьовує контактор прискорення КМУЗ і робоча точка переміщується на характеристику 4"с. Розмикаючий контакт КМУЗ вимикає струм з котушки реле часу КТ1, яке з витримкою часу вмикає контактор КМУ4. Двигун працює за основною характеристикою 4с, на якій відбувається силовий спуск гака і гальмівний надсинхронний (у режимі рекуперативного гальмування) спуск вантажів з великою швидкістю.

Таким чином, при спусках вантажів реле часу КТ1 зміщує вихідне робоче положення схеми з нульового положення командоконтролера в положення 3. Це зроблено з такою метою. Наприклад, необхідно опустити невеликий вантаж з моментами статичного навантаження М'ст1 при підйомі і

МрТІ при спуску. При роботі за характеристикою 2с замість спуску вантаж буде підніматися з швидкістю со^. Тільки в положенні 3 "Спуск", де двигун працює в однофазному режимі, вантаж опускається з невеликою швидкістю ю^. Отже, реле КТ1 запобігає підйому легких вантажів на положеннях командоконтролера "Спуск".

При важких вантажах М^т2 і Мрт2 вмикання привода в положення 3 "Спуск" призведе до швидкого збільшення швидкості спуску ("осідання" вантажу). Щоб цього уникнути, кранівник може до вмикання двигуна натиснути на педаль 8А2 і вимкнути блокування двох перших положень командоконтролера. Контакт 5А2.1 готує коло вмикання контактора КМР, обминаючи контакти КТ1, а 8А2.2 -- коло контактора КУ. Тепер при установленні командоконтролера в положення 1 "Спуск" вмикаються контактори КМР, КММ, КУ і КМ2. Двигун працює за характеристикою 1с при невеликій швидкості спуску великого вантажу сос2. Одночасно контакти КҐ і КММ вмикають реле КТ1, яке залишається увімкненим на всіх положеннях спуску.

Схемою передбачено автоматичний контроль протікання перехідних процесів при пуску і гальмуванні при швидкій перестановці командоконтролера з нульового положення в крайні положення і навпаки. У нульовому положенні кон-мандоконтролера реле часу КТ1 знеструмлене, а котушка реле КМ2 -- під напругою. Контакт КТ2 розриває коло живлення котушок контакторів прискорення КМУЗ і КМУА.

При швидкому переставлянні командоконтролера з положення 0 у положення 4 "Підйом" спрацьовують контактори КМР, КММ, КУ, КМ2, КМУ1 і КМУ2. Розмикаючий контакт КМУ2 знеструмлює реле часу КТ2, а через контакти КУ, КММ і КМУЗ одержує живлення котушка реле КТ1. Двигун запускається за характеристикою Зп до швидкості перемикання соп1. Після закінчення витримки часу реле КТ2 його контакт замикається, спрацьовує контактор КМУЗ і двигун переходить на проміжну пускову характеристику 4'гс. Розмикаючий контакт КМУЗ знеструмлює реле часу КТ1, яке починає відлік часу, достатній для прискорення двигуна до другої швидкості перемикання (оп2. Після відпускання реле КТ1 контактор КМУ4 спрацьовує і головними контактами шунтує останній пусковий ступінь реостата В. Двигун переходить на основну характеристику і розганяється до усталеної швидкості. Контактор ІШУ4 одним замикаючим контактом самоблокується, а другим вмикає котушку реле КТ\.

Контроль пуску в напрямку спуску відбувається по проміжних пускових характеристиках 4'с і 4"с, як показано вище.

При швидкому переставлянні командоконтролера з положення 4 "Спуск" у нульове контактори КМЕ, КУ, КМУ1 -КМУА вимикаються і знеструмлюється котушка КТ1. Через замкнений протягом певного часу контакт КТ1 одержують живлення котушки контакторів КМ2, КМР і КММ. Відбувається гальмування противмиканням при одночасному накладанні механічного гальма. Після закінчення витримки часу реле КТ1 обмотка статора вимикається з мережі. Суміщення механічного та електричного гальмування запобігає "осіданню" вантажу і зменшує спрацювання механічного гальма.

При надмірному підніманні вантажу розмикається контакт кінцевого вимикача 5<?.Р і знімає напругу з кіл керування. Для повторного вмикання ручку командоконтролера ставлять у положення 4 "Спуск", контакт К8 шунтує розімкнений контакт вимикача 5С?.?1 і двигун вмикається в напрямку спуску.

Для аварійного вимикання схеми передбачена кнопка 5Б.

Захист двигуна від коротких замикань і перевантажень здійснюється струмовими реле КА1 - КАЗ. Кола керування від коротких замикань захищені запобіжниками Р171 і РИ2. Схемою передбачене також нульове блокування, яке виконують паралельно увімкнений контакт К1 та реле КУ.

Размещено на Allbest.ru