Модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 т.
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ………..………………………………………………….………... 5
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ……………………... 8
1.1 Описание механизмов, рабочих органов, кинематическая схема ….….. 8
1.2 Исходные данные для проектирования …… 13
2 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ………………………… 18
2.1 Расчет нагрузочных диаграмм скорости и моментов рабочего органа… 18
2.2 Предварительный расчет мощности электродвигателя………………… 20
2.3 Предварительный выбор электродвигателя и редуктора…………….…. 22
2.4 Приведение статических моментов и моментов инерции……………… 25
2.5 Предварительная проверка двигателя по нагреву и производительности 26
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЦЕПИ………………… 29
3.1 Выбор преобразователя…………………………………………………… 29
3.2 Выбор коммутационных аппаратов…………………………….………… 30
3.3 Шкаф управления электроприводом…………………………..…………. 34
4 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА…... 39
5 РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА………….. 45
6 ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ……… 47
6.1 Проверка двигателя и преобразователя по нагреву……………………… 47
6.2 Проверка на перегрузочную способность………………………………... 47
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА……………………………….. 49
7.1 Выбор ПЛК…………………………………………………………………. 49
7.2 Логические уравнения…………………………………………………….. 51
7.3 Программирование ПЛК………………………………………………….. 52
8 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА…………………………….………………………. 58
9 . РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 61
ЭЛЕКТРОПРИВОДА……………..………………………………………
Заключение……………………………………………………………………... 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………. 66
ВВЕДЕНИЕ………..………………………………………………….………... 5
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ……………………... 8
1.1 Описание механизмов, рабочих органов, кинематическая схема ….….. 8
1.2 Исходные данные для проектирования …… 13
2 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ………………………… 18
2.1 Расчет нагрузочных диаграмм скорости и моментов рабочего органа… 18
2.2 Предварительный расчет мощности электродвигателя………………… 20
2.3 Предварительный выбор электродвигателя и редуктора…………….…. 22
2.4 Приведение статических моментов и моментов инерции……………… 25
2.5 Предварительная проверка двигателя по нагреву и производительности 26
3 ВЫБОР ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЦЕПИ………………… 29
3.1 Выбор преобразователя…………………………………………………… 29
3.2 Выбор коммутационных аппаратов…………………………….………… 30
3.3 Шкаф управления электроприводом…………………………..…………. 34
4 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА…... 39
5 РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА………….. 45
6 ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ……… 47
6.1 Проверка двигателя и преобразователя по нагреву……………………… 47
6.2 Проверка на перегрузочную способность………………………………... 47
7 АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА……………………………….. 49
7.1 Выбор ПЛК…………………………………………………………………. 49
7.2 Логические уравнения…………………………………………………….. 51
7.3 Программирование ПЛК………………………………………………….. 52
8 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
ЭЛЕКТРОПРИВОДА…………………………….………………………. 58
9 . РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 61
ЭЛЕКТРОПРИВОДА……………..………………………………………
Заключение……………………………………………………………………... 65
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………. 66
Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования.
В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командо–контроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы. В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.
Согласно статистике Ростехнадзора РФ, на сегодняшний день порядка 75% электрических козловых грузоподъемных кранов выработало свой ресурс по всем нормативным срокам и, как следствие, нуждается в полнокомплектном ремонте или замене.
Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно – кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения.
В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.
В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.
В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.
Модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана предусматривает выполнение работ, направленных на восстановление иулучшение характеристик оборудования, путем модификации основных и вспомогательных узлов. В результате удается повысить производительность, функциональность, продлить срок службы, адаптировать технику к новым условиям эксплуатации.
Своевременно проведенная модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана позволит предотвратить аварийные остановки и незапланированные простои, снизить затраты на техническое обслуживание. Все эти факторы обуславливают актуальность выбранной темы.
Цель модернизации заключается в устранении недостатков грузоподъёмной машины, появившихся в результате морального износа ряда элементов устройства; переводе оборудования на иной тип привода в целях экономии энергозатрат; замене элементов электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана в целях уменьшения затрат на техническое обслуживание оборудования; модернизации в целях соблюдения норм техники безопасности на предприятии.
Задачи модернизации:
˗ выбрать современное электрооборудование, которое поможет решить проблему повышения надёжности работы крана;
˗ определить возможность установки современного оборудования на
козловом кране.
Вместе с тем, условия транспортировки оборудования, демонтаж существующего и монтаж нового нередко вызывают серьезные затруднения и требуют серьезных финансовых вложений. Альтернативой может стать либо капитально–восстановительный ремонт, либо реконструкция и модернизация крана с использованием частотного регулирования. Таким образом, данная тема является достаточно актуальной.
Цель работы – модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн.
Задачи работы:
˗ изучить общие понятия о козловых кранах;
˗ изучить общие понятия об электроприводе грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн;
˗ проанализировать существующую систему электропривода
грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн;
˗ проанализировать оборудование, подлежащее замене.
Объект работы – электропривод грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн.
Предмет работы – электропривод грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн.
Результаты работы рекомендуется использовать при модернизации электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн на АО «Катавский цемент».В настоящее время к промышленным предприятиям предъявляют высокие требования по качеству, особенно надежности и долговечности, что зависит не только от совершенства ее конструкции, но и в значительной степени от качества обработки деталей и их сборки. Знание технологических методов обработки позволяет создавать более совершенные конструкции машин и приборов, обеспечивая одновременно экономическую целесообразность их изготовления.
В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командо–контроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы. В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.
Согласно статистике Ростехнадзора РФ, на сегодняшний день порядка 75% электрических козловых грузоподъемных кранов выработало свой ресурс по всем нормативным срокам и, как следствие, нуждается в полнокомплектном ремонте или замене.
Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно – кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения.
В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.
В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу.
В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.
Модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана предусматривает выполнение работ, направленных на восстановление иулучшение характеристик оборудования, путем модификации основных и вспомогательных узлов. В результате удается повысить производительность, функциональность, продлить срок службы, адаптировать технику к новым условиям эксплуатации.
Своевременно проведенная модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана позволит предотвратить аварийные остановки и незапланированные простои, снизить затраты на техническое обслуживание. Все эти факторы обуславливают актуальность выбранной темы.
Цель модернизации заключается в устранении недостатков грузоподъёмной машины, появившихся в результате морального износа ряда элементов устройства; переводе оборудования на иной тип привода в целях экономии энергозатрат; замене элементов электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана в целях уменьшения затрат на техническое обслуживание оборудования; модернизации в целях соблюдения норм техники безопасности на предприятии.
Задачи модернизации:
˗ выбрать современное электрооборудование, которое поможет решить проблему повышения надёжности работы крана;
˗ определить возможность установки современного оборудования на
козловом кране.
Вместе с тем, условия транспортировки оборудования, демонтаж существующего и монтаж нового нередко вызывают серьезные затруднения и требуют серьезных финансовых вложений. Альтернативой может стать либо капитально–восстановительный ремонт, либо реконструкция и модернизация крана с использованием частотного регулирования. Таким образом, данная тема является достаточно актуальной.
Цель работы – модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн.
Задачи работы:
˗ изучить общие понятия о козловых кранах;
˗ изучить общие понятия об электроприводе грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн;
˗ проанализировать существующую систему электропривода
грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн;
˗ проанализировать оборудование, подлежащее замене.
Объект работы – электропривод грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн.
Предмет работы – электропривод грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн.
Результаты работы рекомендуется использовать при модернизации электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 тонн на АО «Катавский цемент».В настоящее время к промышленным предприятиям предъявляют высокие требования по качеству, особенно надежности и долговечности, что зависит не только от совершенства ее конструкции, но и в значительной степени от качества обработки деталей и их сборки. Знание технологических методов обработки позволяет создавать более совершенные конструкции машин и приборов, обеспечивая одновременно экономическую целесообразность их изготовления.
В данной выпускной квалификационной работе по теме: Модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана грузоподъемностью 10 т.
В ходе модернизации, обновляя узлы, улучшают конструкцию кранов. Модернизация мостовых грузоподъемных кранов предполагает замену устаревших или несовершенных узлов кранов более новыми. В ряде случаев модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана ограничивается тем, что лишь какие-то части узлов грузоподъемных кранов удаляются, добавляются, либо заменяются более современными, с улучшенными характеристиками.
Во многих случаях для осуществления модернизации грузоподъемных кранов используют поломку и ремонт оборудования мостовых и козловых грузоподъемных кранов, а значит и связанные с этим временные простои. Целесообразно также согласовать модернизацию козловых грузоподъемных кранов и проведение капитальных ремонтов, которые, как правило, останавливают работу грузоподъемных кранов на довольно значительный срок.
В результате модернизации механизма передвижения крана была решена проблема несинхронности движения сторон крана, металлоемкость привода уменьшилась примерно в 2 раза. Так же уменьшились капитальные вложения, затраты на электроэнергию, в результате чего возникает экономический эффект. Заменен электропривод постоянного тока на более прогрессивный электропривод переменного тока.
Цель выпускной квалификационной работы достигнута путем решения поставленных задач.
В ходе модернизации, обновляя узлы, улучшают конструкцию кранов. Модернизация мостовых грузоподъемных кранов предполагает замену устаревших или несовершенных узлов кранов более новыми. В ряде случаев модернизация электропривода грузоподъёмного механизма козлового крана ограничивается тем, что лишь какие-то части узлов грузоподъемных кранов удаляются, добавляются, либо заменяются более современными, с улучшенными характеристиками.
Во многих случаях для осуществления модернизации грузоподъемных кранов используют поломку и ремонт оборудования мостовых и козловых грузоподъемных кранов, а значит и связанные с этим временные простои. Целесообразно также согласовать модернизацию козловых грузоподъемных кранов и проведение капитальных ремонтов, которые, как правило, останавливают работу грузоподъемных кранов на довольно значительный срок.
В результате модернизации механизма передвижения крана была решена проблема несинхронности движения сторон крана, металлоемкость привода уменьшилась примерно в 2 раза. Так же уменьшились капитальные вложения, затраты на электроэнергию, в результате чего возникает экономический эффект. Заменен электропривод постоянного тока на более прогрессивный электропривод переменного тока.
Цель выпускной квалификационной работы достигнута путем решения поставленных задач.