Техническая эксплуатация и обслуживание электрооборудования электрических лебедок

Приложение Ж

Автономное учреждение

профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

«Сургутский политехнический колледж»

Структурное подразделение – 4

140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования

Допуск к защите выпускной квалификационной работы

Заведующий по УПР СП-4________________________/Е.В.Рябошапко

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Тема Техническая эксплуатация и обслуживание электрооборудования электрических лебедок
Выпускник (фамилия и инициалы) Зикрин М.И.		Группа №341
Работа выполнена (подпись обучающегося)
Руководитель работы		Филиппова Т.И.	___.___.2016 г.
Руководитель ПМО		Березина Ю.Ю.	___.___.2016 г.
Консультант по практической части

Сургут 2015

Автономное учреждение

профессионального образования

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры

«Сургутский политехнический колледж»

Структурное подразделение – 4

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий по УПР

Е.В.Рябошапко

_____________________

«___»__________ 2016г.

ЗАДАНИЕ

по выпускной квалификационной работе (дипломный проект/работа)

студента  Техническая эксплуатация и обслуживание электрооборудования электрических лебедок ________________________________________________________________

^{ФИО полностью (    З икрина Марселя Илсуровича )}

специальность __________________________________________________________

^{(код, название)}

Тема выпускной квалификационной работы
Срок сдачи выпускной квалификационный работы
Перечень вопросов, подлежащих разработке
Консультанты по ВКР (Фамилия и инициалы)

Дата выдачи задания     «___»________________________ 2016 г.

Руководитель ВКР          ____________________________/_________________________

^{(Фамилия и инициалы)}

Введение

Общие сведения об электрических лебедках

1. Технологическая часть

 1.1. Назначение и устройство электрических лебедок

1.2. Электрическая схема работы электрических лебедок.

1.3. Основное электрооборудование электрических лебедок

1.4. Устройство и принцип асинхронного двигателя

1.5. Неисправности электрических лебедок

1.6. Техническая эксплуатация электрических лебедок

1.7.Техническое обслуживание электрических лебедок

2. Расчетная часть

2.1. Выбор двигателя

2.2. Расчет тормоза

2.3. Расчет проводов и кабелей

3. Охрана труда

3.1 Техника безопасности при эксплуатации электрических лебедок

Заключение

Литература

Приложение

Введение

          Электроприводы лебедок и кранов работают в напряженном повторно-кратковременном режиме. Нагрузка электропривода изменяется в широких пределах — от холостого хода до номинальной величины, причем возможны также перегрузки.
          Основное требование, предъявляемое к электроприводам грузовых лебедок и кранов,— обеспечить высокую производительность. Чем выше производительность судовых грузоподъемных механизмов, тем меньше продолжительность грузовых операций, короче стоянки судов в портах и экономичнее их эксплуатация.
          В настоящее время применяют быстроходные лебедки со сравнительно высокими скоростями подъема полного груза (40— 50 м/мин). Дальнейшее увеличение скорости подъема полного груза из-за небольшой высоты подъема сокращения времени цикла почти не дает. В то же время нужно иметь более высокие скорости для работы с пустым гаком и грузами массой, меньшей номинальной. Кроме того, для плавного трогания, опускания и перемещения груза нужны низкие скорости.
           Таким образом, для безопасной и высокопроизводительной работы электропривод грузовой лебедки или крана должен допускать регулирование частоты вращения в 3—3,5 раза больше и в 5—6 раз меньше номинальной.
        Большое влияние на производительность грузоподъемного механизма оказывает время разгона и торможения. Нужен большой пусковой момент, но в то же время он не должен быть слишком большим, так как при большом ускорении можно разорвать такелаж. Система торможения должна быть эффективной и надежной.
        

1. Технологическая часть

   1.1. Назначение и устройство электрических лебедок

        Электроприводы лебедок и кранов должны обеспечивать надежную работу при кренах судна и дифферентах, быть надежными и безопасными, иметь простую и удобную систему управления, быть компактными, недорогими и экономичными.

Наиболее приспособленным для работы в качестве электропривода грузоподъемного устройства является компаундный электродвигатель постоянного тока. Он обеспечивает плавный пуск с достаточным пусковым моментом, хорошо приспособлен для работы в повторно-кратковременном режиме с частыми пусками и торможениями, имеет необходимое число скоростей и хорошие тормозные характеристики.
        Однако общеизвестные преимущества переменного тока неоспоримы. На морском флоте 86% электроприводов грузоподъемных устройств работают на переменном токе. Особенно надежен асинхронный короткозамкнутый электродвигатель переменного тока. Для электроприводов грузовых лебедок и подъемных механизмов грузовых кранов рационален привод с трехскоростным асинхронным электродвигателем, а для механизмов поворота крана и изменения вылета стрелы—с двухскоростным. Переход с одной скорости на другую осуществляется переключением обмотки статора (изменением числа пар полюсов).
       Значительно реже применяют асинхронные электродвигатели специальных конструкций, которые дают несколько улучшенные рабочие характеристики, но требуют в эксплуатации тщательного ухода.

                     Схему электропривода грузоподъемного устройства обычно выполняют контакторной; она имеет хорошую автоматизацию, чтобы исключать опасные режимы работы. Например, при переводе рукоятки управления с нулевого положения в третье электродвигатель все равно работает сначала на первой скорости, затем автоматически переходит на вторую и третью.
Длительная работа контакторов схемы в режимах частых включений и выключений приводит к их неполадкам, из-за чего применяют бесконтактный электропривод на базе тиристоров.
          Дальнейшее развитие электропривода грузоподъемных устройств идет по пути совершенствования электрооборудования с многоскоростными асинхронными двигателями, а также внедрения тиристорных электроприводов постоянного и переменного тока.

Устройство

Хотя лебедки могут различаться конструкцией и функциональностью, общий принцип устройства у них схожий. Они имеют стальной барабан для намотки троса, сообщающийся с вращающимся якорем через систему подшипников. Механизм передачи крутящего момента – редуктор - соединен с приводным валом. Со стороны мотора расположен тормоз, предотвращающий разматывание троса.

   1.2. Электрическая схема работы электрических лебедок.

Основное назначение – это перемещение (подъем или спуск) груза. Перемещение может осуществляться в двух направлениях: по вертикали и по горизонтали. Максимальная грузоподъемность обычно указывается производителем на самой лебедке.

Все электрические лебедки можно разделить на два вида по типу троса:

• цепные;
• канатные.

Если классифицировать их по типу установки, то различают:

• неподвижные лебедки;
• подвижные.

Основное отличие между лебедками заключается в их грузоподъемности и скорости передвижения и перемещения груза. В связи с этим электрические схемы лебедок тоже будут разными.

Если рассмотреть принципиальную схему, то она выглядит так:

Благодаря 4х жильным проводам осуществляется питание лебедки, одна из ветвей – это заземление; следующим этапом переменный ток при помощи специального трансформатора преобразуется в постоянный. От всевозможных неполадок, например, скачка напряжения, трансформатор защищен предохранителем. Непосредственно на катушку ток подается при помощи специального ключа, что приводит таль в действие. Чтобы обеспечить плавное включение катушек используется индуктивная связь (внутренне устройство). Именно такая работа катушек и регулирует скорость вращения так называемого канатоукладчика. После того как пользователь отключает питание, ток не подается и происходит обратный процесс – происходит плавное торможение.

В зависимости от выбранной модели могут отличаться некоторые моменты в работе электрической тали (например, может быть предусмотрено экстренное торможение), но принципиальная схема остается одинаковой для всех моделей.

1.3. Основное электрооборудование электрических лебедок

Основное электрооборудование входит в состав следующих вспомогательных механизмов: вспомогательной лебедки, компрессоров низкого давления, компрессоров высокого давления, освещения, гидравлического агрегата, электроключа, циркуляционной системы, установки осушки воздуха, обогрела блоков аппаратуры, маслосмазки лебедки, энергоблока, электрокалориферов отопления блоков. Электрооборудование вспомогательной лебедки служит для управления лебедкой, предназначенной для затаскивания бурильных труб и другого инструмента с приемных мостков на рабочую площадку бурильщика и других вспомогательных работ по подъему и перемещению грузов. В состав электрооборудования вспомогательной лебедки входят: асинхронный крановой двигатель трехфазного тока с фазным ротором; два крановых кулачковых контролера; ящик сопротивления с блоками резисторов; электродвигатель для электрогидравлического тормоза; автомат и пускатель, расположенные в шкафу управления; два кнопочных поста.

1.4. Устройство и принцип асинхронного двигателя

На рисунке: 1 - вал, 2,6 - подшипники, 3,8 - подшипниковые щиты, 4 - лапы, 5 - кожух вентилятора, 7 - крыльчатка вентилятора, 9 - короткозамкнутый ротор, 10 - статор, 11 - коробка выводов.

Основными частями асинхронного двигателя являются статор (10) и ротор (9).

Статор имеет цилиндрическую форму, и собирается из листов стали. В пазах сердечника статора уложены обмотки статора, которые выполнены из обмоточного провода. Оси обмоток сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. В зависимости от подаваемого напряжения концы обмоток соединяются треугольником или звездой.

Роторы асинхронного двигателя бывают двух видов: короткозамкнутый и фазный ротор.

Короткозамкнутый ротор представляет собой сердечник, набранный из листов стали. В пазы этого сердечника заливается расплавленный алюминий, в результате чего образуются стержни, которые замыкаются накоротко торцевыми кольцами. Эта конструкция называется "беличьей клеткой". В двигателях большой мощности вместо алюминия может применяться медь. Беличья клетка представляет собой короткозамкнутую обмотку ротора, откуда собственно название.

Фазный ротор имеет трёхфазную обмотку, которая практически не отличается от обмотки статора. В большинстве случаев концы обмоток фазного ротора соединяются в звезду, а свободные концы подводятся к контактным кольцам. С помощью щёток, которые подключены к кольцам, в цепь обмотки ротора можно вводить добавочный резистор. Это нужно для того, чтобы можно было изменять активное сопротивление в цепи ротора, потому что это способствует уменьшению больших пусковых токов. Подробнее о фазном роторе можно прочитать в статье - асинхронный двигатель с фазным ротором.

Принцип работы

При подаче к обмотке статора напряжения, в каждой фазе создаётся магнитный поток, который изменяется с частотой подаваемого напряжения. Эти магнитные потоки сдвинуты относительно друг друга на 120°, как во времени, так и в пространстве. Результирующий магнитный поток оказывается при этом вращающимся.

Результирующий магнитный поток статора вращается и тем самым создаёт в проводниках ротора ЭДС. Так как обмотка ротора, имеет замкнутую электрическую цепь, в ней возникает ток, который в свою очередь взаимодействуя с магнитным потоком статора, создаёт пусковой момент двигателя, стремящийся повернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Когда он достигает значения, тормозного момента ротора, а затем превышает его, ротор начинает вращаться. При этом возникает так называемое скольжение.

Скольжение s - это величина, которая показывает, насколько синхронная частота n₁ магнитного поля статора больше, чем частота вращения ротора n₂, в процентном соотношении.

Скольжение это крайне важная величина. В начальный момент времени она равна единице, но по мере возрастания частоты вращения n₂ ротора относительная разность частот n₁-n₂ становится меньше, вследствие чего уменьшаются ЭДС и ток в проводниках ротора, что влечёт за собой уменьшение вращающего момента. В режиме холостого хода, когда двигатель работает без нагрузки на валу, скольжение минимально, но с увеличением статического момента, оно возрастает до величины s_кр - критического скольжения. Если двигатель превысит это значение, то может произойти так называемое опрокидывание двигателя, и привести в последствии к его нестабильной работе. Значения скольжения лежит в диапазоне от 0 до 1, для асинхронных двигателей общего назначения оно составляет в номинальном режиме - 1 - 8 %.

Как только наступит равновесие между электромагнитным моментом, вызывающим вращение ротора и тормозным моментом создаваемым нагрузкой на валу двигателя процессы изменения величин прекратятся.

Выходит, что принцип работы асинхронного двигателя заключается во взаимодействии вращающегося магнитного поля статора и токов, которые наводятся этим магнитным полем в роторе. Причём вращающий момент может возникнуть только в том случае, если существует разность частот вращения магнитных полей.

1.5. Неисправности электрических лебедок

 

 

Важные характеристики

Массу груза, которую может поднять электрическая лебедка, иногда называют грузоподъемностью или тяговым усилием. У разных моделей этот показатель может составлять от 0,1 т до 7,7 т. Нужно учитывать, что в характеристиках указывается максимальное значение, соответствующее первому ряду намотки троса на барабан, с каждым оборотом оно снижается. От величины тягового усилия во многом зависит цена лебедки.

Длина троса электро лебедки может составлять до 30 м, косвенно это указывает на расстояние, с которого можно подтянуть груз, или высоту, на которую подвесить оборудование для вертикального подъема. Хотя барабан и имеет прижимную планку для каната, во избежание его соскакивания нужно оставлять в намотке не меньше пяти витков.

В некоторых случаях производители указывают скорость навивки троса, а, соответственно, и скорость подъема груза, обычно – 5-10 м/мин.
Кроме того, важно учитывать мощность электромотора (0,5 - 4 кВт) и напряжение сети (220 или 380 В).

Виды электрических лебедок

Обычно данное оборудование разделяют по назначению. Из наиболее востребованных можно купить электрическую лебедку следующих видов:

• грузовая, для перемещения всевозможных тяжестей, как вертикально, так и горизонтально (подтягиванием).
• лебедка- компактное оборудование, предназначенное преимущественно для вытаскивания застрявшей машины. Сама лебедка закрепляется на автомобиле, а конец троса привязывается к дереву или другому массивному неподвижному предмету. Работает от автоаккумулятора.
• монтажная электро лебедка используется для различных строительных и монтажных работ, обычно имеет устойчивое прямоугольное основание, которое закрепляется на ровной поверхности.

Лебедки. Лебедками называют грузоподъемные машины, у которых

для подъема или перемещения груза канат навивается на барабан. Ручные

лебедки широко применяют при монтажных работах. Грузоподъемность их,

как правило, бывает небольшая.

Ссылки

http://leg.co.ua/knigi/pravila/pravila-bezopasnoy-raboty-s-instrumentom-i-prisposobleniyami-10.html

http://leg.co.ua/knigi/pravila/pravila-bezopasnoy-raboty-s-instrumentom-i-prisposobleniyami-10.html

Введение