ГЛАВА 4 . ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МЕХАНИЗМОВ
Общая характеристика ГПМ
Классификация ГПМ
Под термином «грузоподъемное устройство» понимается комплекс механизмов, обо-
рудования и конструкций, предназначенных для переработки различных грузов.
ГПМ принято классифицировать по двум основным признакам:
1. по назначению;
2. по типу передаточного механизма ( передачи ).
ПоназначениюГПМ могут быть разделены на 4 группы:
1. лебедки и краны грузоподъемностью до 8 т, обеспечивающие переработку мас-
совых грузов;
2. грузовые механизмы для перегрузки контейнеров массой от 8 до 32 т, а также тяжеловесных грузов (тяжеловесные лебедки, козловые и мостовые контейнерные кра-
ны);
3. лебедки общесудового назначения (шлюпочные ) и лебедки грузовых и пасса-
жирских лифтов;
4. специальные лебедки и краны, применяемые на судах специального назначе-
ния ( буксирные, траловые, гидрологические и др.)
Грузовые лебедки являются наиболее распространенными грузоподъемными механизмами на судах. Операции переноса груза выполняются грузовыми лебедками с помощью грузовых стрел. Применяют различные сочетания грузовых стрел и лебедок: работа двух лебедок или трех лебедок на один общий гак. В последнем случае 1 лебед-
ка используется для подъема груза, а 2 другие - для поворота и изменения вылета стрелы.
Грузовые краны являются автономными механизмами и в отличие от лебедок не требуют дополнительного такелажа. Грузовые краны имеют 3 механизма: подъема груза, изменения вылета стрелы и поворота.
Козловые и мостовые контейнерные краны имеют 2 механизма: подъема и пере-
движения, а в некоторых случаях имеют третий механизм, служащий для захвата контей
неров. Грузовые краны постоянно готовы к действию и обеспечивают более высокую производительность и экономичность перегрузочных работ. Меньший вылет стрелы компенсируется тем, что краны устанавливают вдоль бортов судна, а грузовые люки делают больших размеров. Последнее обстоятельство значительно облегчает размеще-
ние грузов внутри трюма. Указанные преимущества обусловили то, что большинство сухогрузных судов теперь оснащают кранами.
На всех без исключениях типов судов устанавливают шлюпочные лебедки и лебедки грузовых лифтов ( подъемники ).
Шлюпочные лебедки предназначены для подъема шлюпок с поверхности воды при помощи электродвигателя ( спуск лебедок происходит под действием сил гравитации, т.е. веса ).
Лебедки грузовых лифтов ( подъемники ) предназначены для перемещения продуктов питания между провизионными камерами и помещением камбуза ( и в об-
ратном направлении ). Перемещение людей при помощи подъемников категорически запрещено.
Пассажирские лифты используют на крупнотоннажных судах с большим количеством палуб, а также на всех типах пассажирских судов.
Буксирные лебедки применяют на морских буксирах, спасателях, ледоколах и судах ледокольного типа, работающих северных широтах. Они предназначены для буксировки судов, плавкранов и других плавсредств. Такие лебедки обеспечивают хранение на рабочем барабане всего запаса буксирного троса.
Траловые лебедки используют на рыболовецких судах. Мощность электродви
гателей таких лебедок достигает сотен кВт, а электропривод имеет достаточно слож-
ную схему управления.
Гидрологические лебедки устанавливают на научно-исследовательских судах.
Они предназначены для подъема-спуска научной аппаратуры с образцами воды и грунта, взятого с поверхности морского дна.
Передаточные механизмыГПМ бывают двух типов:
1. механические;
2. гидравлические.
В качестве механической передачи в ГПМ используют червячный или цилиндрический редуктор. Наибольшее распространение получили грузовые устройства с цилиндрическим редуктором, который по сравнению с червячным обеспечивает более высокий КПД механизма.
В настоящее время на судах находят применение также электрогидравлические грузовые краны. Механизмы подъема груза, изменения вылета стрелы и поворота плат-
формы этих кранов приводятся в движение гидравлическими двигателями, в которые подается масло под давлением, создаваемым установленным на кране насосом с приводным ЭД. Мощность электродвигателя насоса может составлять от десятков до сотен кВт.
Устройство ГПМ
Грузовая стрела
Традиционная оснастка грузовой стрелы показана на рис. 167.
Шкентель (трос) 9 служит для вертикального перемещения груза, одним концом он
закреплен на барабане лебедки 14 и переброшен через отводной 13 и грузовой 7 блоки. На втором конце шкентеля крепится грузозахватное устройство, обычно гак 12 с балластной грушей 11. Топенант 5 одним концом прикреплен к ноку стрелы 6, а второй конец через топенантный блок 4 крепится к палубе. С помощью лопаря топенанта 1 стрела 8 может изменять вылет или удерживается с различными заданными углами наклона. Нижний конец стрелы шарнирно закреплен подпятником 3 на мачте 2. Оттяжками 11 обеспечивается поворот стрелы вокруг вертикальной оси.
Рис. 167. Схема грузовой стрелы
Грузовая лебедка
Кинематическая схема грузовой лебедки изображена на рис. 168.
Рис.168. Кинематическая схема грузовой лебедки
Электродвигатель 2, имеющий электромагнитный и механический тормоз 3,
соединен с двухступенчатым редуктором 4. На выходном валу редуктора жестко закреплен турачек 7. Грузовой барабан 5 можно соединять и разъединять с валом редуктора муфтой 6, что позволяет работать турачком независимо от грузового барабана. На грузовой барабан навит трос, который через полиспаст 8 соединяется с гаковой подвеской 9.
Грузовые краны
В последние годы все чаще на судах применяются так называемые «механизирован-
ные стрелы» или «кран-стрела», имеющие, как и краны, три рабочих движения: подъем (опускание) груза, перенос груза в горизонтальной плоскости при повороте стрелы вокруг вертикальной оси и перенос груза при изменении угла наклона стрелы. Все эти рабочие движения обеспечиваются механизмами, относящимися к оборудованию этой стрелы (грузовой, топенантной лебедками и лебедкой оттяжек). У большинства механизированных стрел оснастка выполняется таким образом, что осуществляются одновременно функции топенанта и оттяжек.
На рис. 169 приведены принципиальные схемы расположения грузовых кранов на
современных судах.
Рис. 169. Cхема расположения грузовых кранов на судах:
а ) неподвижные краны в диаметральной плоскости; б ) неподвижные краны по бортам;
в ) портальный ( контейнерный ) кран; г ) продольно перемещающийся портал с поперечно перемещающимся краном
Неподвижные полноповоротные краны, устанавливаемые в диаметральной плоско
сти судна (рис. 169, а), — один из самых распространенных и недорогих видов кранов. Однако при большой ширине судна трудно обеспечить требуемый вылет стрелы, поэтому такое расположение кранов обычно применяется для судов малой и средней грузоподъемности.
Смещение стационарных полноповоротных кранов к бортам (рис. 169, б) про-
изошло из-за увеличения размеров судов. В этом случае устанавливается двойной комплект кранов, что является существенным недостатком такой схемы.
Передвижные краны в поперечном направлении встречаются весьма редко.
В настоящее время появилось большое многообразие продольно перемещающихся
кранов. Это связано со строительством ряда специализированных судов: контейнеровозов, судов-баржевозов, судов для перевозки больших габаритных грузов и др. На рис. 169, в, г показаны схемы судовых продольно перемещающихся портальных кранов.
Принцип работы палубных контейнерных кранов (рис. 169, в) такой же, как у бере
говых портальных кранов.
На рис.169, г показана схема, в которой используется продольно перемещающаяся портальная рама. На верхней части этой рамы устанавливаются направляющие, по которым передвигается кран.
Условия работы ГПМ
Современный электропривод судовых грузоподъемных механизмов как отечествен-
ный, так и зарубежный изготавливается сиспользованием специализированных электрических машин и аппаратов, отвечающих особым требованиям эксплуатации.
Специфические условия судовой эксплуатации электрооборудования
грузоподъемных механизмов в основном сводятся к следующим: высокая влажность воздуха вплоть до выпадения росы, высокая температура окружающей среды, качка судна, повышенная вибрация. Все оборудование грузоподъемных устройств, установленное на открытых палубах, должно быть рассчитано на обливание морской водой, а также на кратковременные погружения в волну, заливающую палубу, на возможность обледенения. К оборудованию предъявляются более высокие требования по прочности и коррозийной стойкости.
Главное различие электроприводов судовых грузоподъемных механизмов от берего-
вых заключается в их питании от электростанций соизмеримой мощности. Приходится искать комплексное решение задач по обеспечению стабилизации параметров тока и устойчивости работы электростанции с мощными электроприводами грузовых устройств, а также по выбору наиболее целесообразных электродвигатели и систем управления, позволяющих уменьшить пиковые нагрузки в условиях частой работы в динамических режимах.
Электроприводы ГПМ работают в повторно-кратковременном режиме, который в
соответствии с международной классификацией обозначается S3.
Этот режим характеризуется частыми пусками и остановками электродвигателя ГПМ.
В общем виде цикл работы грузовой лебедки состоит из следующих 8 операций:
1. подъем груза;
2. перенос груза в горизонтальной плоскости;
3. опускание груза;
4. расстройка груза;
5. подъем холостого гака;
6. обратное перемещение гака в горизонтальной плоскости;
7. опускание холостого гака;
8. застропка груза.
Грузовые операции могут осуществляться одной лебедкой, двумя лебедками или грузовым краном.
Для обоснованного выбора режима эксплуатации ЭП, а также для выбора ЭД по мощности необходимо прежде всего знать, как изменяется нагрузка на валу ЭД во вре-
мени. С этой целью используют нагрузочные диаграммы, представляющие собой зависимость момента на валу двигателя от времени, т.е. М ( t ).
Ниже рассматриваются нагрузочные диаграммы для таких режимов работы ГПМ:
1. работа одной лебедки;
2. работа двух лебедок на один гак;
3. работа грузового крана.
Дата добавления: 2017-08-01; просмотров: 843;