Общая характеристика электроприводов грузоподъемных устройств
Основной функцией электрического привода грузоподъемных устройств является выполнение производственных операций по вертикальному и горизонтальному перемещению различных грузов конструкций и т.д.
Исходя из функционального назначения, определяемого в первую очередь количеством выполняемых операций, основными группами грузоподъемных устройств являются грузовые лебедки и краны.
В зависимости от типа механического преобразователя (механической передачи) электроприводы грузоподъемных устройств объединяются в две основные группы:
- электромеханические приводы;
- электрогидравлические приводы.
На рис. 6.1 представлен электромеханический (редукторный) привод грузовой лебедки, установленный на судах типа «Ангара».
На рис. 6.1: 1 – ЭД; 2 – механическая передача (редуктор); 3 – грузовой барабан; 4 – турачки; 5 – рычаг механического переключателя скоростей; 6 – рычаг расцепления грузового барабана; 7 – педаль ленточного тормоза.
Примеры широко используемых судовых ГПУ (грузовых кранов) приведены на рис. 6.2.
Классификация электроприводов грузоподъемных устройств
Общая классификация
- 1.1. По степени значимости на судах:
- – главные
- 1.2. По уровню автоматизации:
- – автоматизированные
- 1.3. По степени управляемости:
- – следящие.
- 1.4. По числу рабочих скоростей:
- – многоскоростные (в большинстве).
- 2.1. По типу преобразователя:
- дискретные (ЭП ГПУ с гидравлическими передачами, включающими МПс и с механическими приводами, включающими, например, многоскоростные АД и релейно-контакторные СУ);
- аналоговые (ЭП ГПУ, содержащие системы Г–Д и др.);
- инверторные.
- 2.2. По технической реализации преобразователей:
- – статические (гидравлические с магнитным пускателем и механические, включающие, например, релейно-контакторную систему управления);
- – электромеханические
- 3.1. По принципам преобразования электрической энергии в механическую энергию:
- – электромашинные.
- 3.2. По роду тока:
- – постоянного тока;
- – переменного тока.
- 4.1. По способу распределения (передачи) механической энергии:
- – индивидуальные;
- – взаимосвязанные.
- 4.2. По типу передаточного устройства:
- – редукторные;
- – безредукторные электро-приводы, у которых движение рабочему (исполнительному) органу передается через передаточные устройства, не содержащие редукторы (гидравлические передачи).
- 4.3. По регулированию координат движения:
- – нерегулируемые;
- – регулируемые.
- 4.4. По виду движения:
- – поступательного (непрерывного).
- 4.5. По направлению движения:
- – реверсивного.
- 4.6. По наличию тормозных устройств (управляемых муфт):
- – с тормозными устройствами (муфтами), в большинстве случаев.
- 5. По виду механических характеристик механизма (устройства):
- – вращающий момент механизма не зависит от угловой скорости; мощность электро-привода прямо пропорциональна угловой скорости (ЭП механизмов подъема);
- – иные (электро-приводы механизмов поворота кранов и др.).
Наиболее широкое применение на судах нашли индивидуальные электро-приводы (механизмов подъема грузовых лебедок и др.).
К взаимосвязанным относятся, например, электро-приводы механизмов поворота и передвижения кранов.
К нерегулируемым (с одной рабочей скоростью, которая изменяется лишь в результате возмущающих воздействий) относятся многие электро-приводы топенантных, траповых, шлюпочных лебедок и т.д.
Большинство электро-приводов судовых грузоподъемных устройств относятся к регулируемым приводам (с регулируемой рабочей скоростью, которая изменяется управляющими воздействиями), благодаря чему повышается производительность грузовых операций.
Специальная классификация
- 1. По расположению:
- – палубные.
- 2. По функциональному назначению:
- – для выполнения производственных операций по вертикальному и горизонтальному перемещению грузов, конструкций и пр. (грузовые лебедки и краны, грузоподъемные устройства общесудового назначения, машинные подъемники и специальные грузоподъемные устройства).
- 3. По степени ответственности:
- – ответственные (второй категории).
- 4. По режимам работы:
- – кратковременного;
- – повторно-кратковременного с влиянием пусковых процессов;
- – иного.
- 5. По расположению рабочей оси:
- – горизонтальные.
Грузовые лебедки и краны обеспечивают переработку различных грузов.
К грузоподъемным устройствам общесудового назначения относятся траповые и шлюпочные лебедки, лифты и пр.
Машинными подъемниками являются тельферы и другие грузоподъемные устройства, предназначенные для вертикального и горизонтального перемещения грузов в машинном отделении судов.
К специальным ГПУ относятся батискафные, рамоподъемные и другие лебедки, которыми оснащены определенные типы судов.
Режимы работы электроприводов судовых грузоподъемных устройств различны и зависят от функционального назначения механизмов.
В режимах, близких к кратковременным, работают электроприводы механизмов спусковых устройств шлюпок, плотов и др.
Повторно-кратковременные режимы с влиянием пусковых процессов характерны, например, для механизмов поворота кранов и топенантных лебедок.
В иных режимах работают электроприводы механизмов подъема грузоподъемных устройств.
Основные требования и рекомендации, предъявляемые к электроприводам грузоподъемных устройств
Высокая надежность.
Обусловлена обеспечением необходимой сохранности перерабатываемых грузов и безопасности работающего персонала.
Нормированная рабочая скорость.
Определяется функциональным назначением грузоподъемным устройством. Номинальная скорость подъема груза для судовых грузоподъемных устройств принимается (0,20…1,00) м/с. Скорость подъема (спуска) холостого гака должна быть не менее номинальной скорости подъема. Посадочная скорость должна быть не более 0,27 м/с. С увеличением грузоподъемности посадочная скорость уменьшается.
Допустимое ускорение.
Обусловлено производительностью грузовых операций, обеспечением надежности грузоподъемного устройства и сохранности перерабатываемых грузов. Среднее ускорение механизмов подъема ГПУ равно 3,0 м/с2 при работе с номинальным грузом. Допустимое ускорение механизмов поворота кранов определяется необходимостью автоматического гашения колебаний груза и равно 1,0 рад/с2.
Нормированная грузоподъемность.
Грузоподъемность механизма определяется массой поднимаемого груза и характеризуется тяговым усилием, соответствующим этой массе. Ряд грузоподъемностей ГПУ находится в пределах (0,25…50,00) т, а тяговое усилие – в пределах (0,28…18,00) кН.
Достаточная перегрузочная способность.
Пусковой момент электродвигателя переменного тока лебедок, получающих питание непосредственно от сети, на меньшей скорости при номинальном напряжении должен быть не менее 1,3 номинального момента электродвигателя, а на всех других скоростях должен быть равен (1,5…2,5) момента, соответствующего номинальному тяговому усилию.
Наличие тормоза.
Грузоподъемные устройства должны иметь автоматические тормозы нормально заторможенного типа с устройством ручного растормаживания. Усилие тормоза должно быть не менее 1,5 номинального тягового усилия.
Силы и моменты, действующие в механизмах подъема
К основным режимам работы механизмов подъема грузоподъемных устройств относится одиночная и спаренная работа.
Одиночная работа механизмов подъема используется для вертикального перемещения груза. Такой режим работы характерен для большинства судовых ГПУ. Применительно к грузовым лебедкам и кранам время работы механизмов подъема чередуется с паузами, связанными с застропкой и расстропкой грузов, а также с горизонтальным перемещением грузов или холостого гака.
Спаренная работа механизмов подъема ГПУ используется для вертикального и горизонтального перемещения груза (в режиме «телефон»). В таком режиме работают грузовые лебедки. Время работы лебедок чередуется лишь с паузами, связанными c застропкой и расстропкой груза. Горизонтальное перемещение грузов или холостого гака обеспечивается совместной или раздельной работой ЭП механизмов подъема.
Литература
Основы теории и эксплуатации судовых электроприводов. А. Ф. Бурков (2021)
