Wymagania dotyczące właściwości mechanicznych napędów elektrycznych mechanizmów dźwignicowych

Wybór elektrycznego układu napędowego mechanizmu dźwignicowego jest w dużej mierze determinowany wymaganiami dotyczącymi jego właściwości mechanicznych, które różnią się w zależności od rodzaju operacji technologicznych wykonywanych przez żuraw. Na przykład duża dokładność operacji montażowych wykonywanych dźwigiem wymaga dużej sztywności od charakterystyk napędów elektrycznych o znacznym zakresie sterowania, podczas gdy dla dźwigów magnetycznych transportujących złom, wióry itp. wymagania te nie odgrywają tak istotnej roli.

W większości przypadków dla dźwigów uogólnione charakterystyki napędu elektrycznego można zredukować do pokazanych na ryc. 1 i 2.

Każdy z nich ma określony cel:

• Funkcje 1 i 2 służą do podnoszenia i opuszczania ładunków z dużą prędkością;

• charakterystyka 3 i podobne są niezbędne do płynnego rozruchu silnika z regulacją reostatu i czasami służą do uzyskania pośrednich prędkości ruchu obciążeń;

• twarda charakterystyka 4 w niektórych przypadkach jest konieczna do precyzyjnego dostrojenia ładunku do określonego poziomu podczas jego podnoszenia;

• charakterystyka 5 umożliwia opuszczanie lekkich i ciężkich ładunków z małą prędkością w trybie hamowania (ćwiartka IV), a także opuszczanie lekkich ładunków i pustego haka, gdy konieczne jest użycie trybu mocy (ćwiartka III);

• charakterystyka 6 jest konieczna dla mechanizmów pracujących z możliwym nagłym przeciążeniem, np. dla chwytaków.

Ryż. 1. Charakterystyki mechaniczne napędów elektrycznych mechanizmów dźwignicowych.

Ryż. 2. Charakterystyki mechaniczne napędów elektrycznych mechanizmów dźwignicowych z ograniczeniem momentu obrotowego.

Należy zauważyć, że w niektórych przypadkach, zwłaszcza w przypadku mechanizmów ruchu, głównym wymogiem mechanicznej pracy napędu elektrycznego jest utrzymanie stałego przyspieszenia podczas uruchamiania silnika. Taki tryb działania można uzyskać na przykład w obecności cech pokazanych na ryc. 2. Małe prędkości ruchu z momentem wału równym Ms i małym przyspieszeniem zapewniają charakterystyki 7 i 7', a zwiększone prędkości i przyspieszenia — charakterystyki 8 i 8'.

Podane wykresy (rys. 1) pozwalają ocenić, jaki układ napędowy należy wybrać, jeśli wymagany jest określony zestaw charakterystyk. Oczywiste jest na przykład, że charakterystyki 1, 2, 3 można uzyskać z konwencjonalnego silnika indukcyjnego z uzwojonym wirnikiem z regulacją reostatu w obwodzie wirnika.

Napęd elektryczny będzie bardziej złożony, jeśli ma mieć cechy 1, 2, 3, 5.W takim przypadku można zastosować silnik asynchroniczny z wirnikiem fazowym i dławikami, regulator napięcia nasycenia lub tyrystor w obwodzie stojana, silnik asynchroniczny z wirnikiem fazowym i generatorem wirów wałowych. Podane charakterystyki można uzyskać z napędów elektrycznych z silnikami prądu stałego.

Wyboru elektrycznego układu napędowego nie można zakończyć rozważając jedynie możliwość uzyskania od niego określonych właściwości mechanicznych. Konieczna jest również ocena jego właściwości dynamicznych, wskaźników ekonomicznych, niezawodności i łatwości konserwacji.

Jednocześnie należy zauważyć, że ogólny obraz wymaganych cech mechanizmów dźwignicowych (ryc. 1) nie daje pełnego obrazu wymagań dotyczących napędu elektrycznego żurawi. Aby w pełni zrozumieć jakie są wymagania dla napędu elektrycznego o charakterystyce 4 i 5 konieczna jest znajomość minimalnej prędkości przy obciążeniu znamionowym oraz sztywności charakterystyki lub zakresu regulacji oraz wymaganego momentu przeciążenia przy minimalnym szybkość podróży.

Przy określaniu powyższych wskaźników należy ponownie zwrócić uwagę na wymagania technologiczne. Biorąc pod uwagę sztywność charakterystyk wymaganych np. dla mechanizmów żurawi montażowych, należy w pierwszej kolejności rozważyć dokładność zatrzymania podczas wykonywania operacji opuszczania i podnoszenia ładunków.

Jeśli ta dokładność podczas operacji podnoszenia wynosi kilka milimetrów, wówczas minimalna prędkość podnoszenia ładunku wyniesie 0,005-0,02 m / s przy prędkości nominalnej około 0,1-0,5 m / s.Należy pamiętać, że podane wartości mogą być wykorzystane do bezpośredniego określenia wymaganego zakresu sterowania. Dlatego bardzo ważne jest prawidłowe ustalenie wymagań dotyczących dokładności hamowania napędu elektrycznego.

W niektórych przypadkach uzyskanie określonego rodzaju osiągów mechanicznych zasadniczo dyktuje wybór elektrycznego układu napędowego. Tak więc charakterystyki 6, 7, 8 (rys. 1 i 2) wymagane dla chwytaków mogą być zapewnione przez sterowany systemowo przetwornicę - silnik prądu stałego. Decyzja ta wynika również z faktu, że napędy elektryczne mechanizmów wstrząsających zwykle wymagają jeszcze dwóch lub trzech pośrednich prędkości zredukowanych, co determinuje potrzebę dodatkowych charakterystyk regulacyjnych.

Przy tworzeniu elektrycznego układu napędowego mechanizmów dźwignicowych istotne jest uzyskanie charakterystyk zbliżonych wyglądem do cech 3 i 7 (rys. 1 i 2), które zapewniają zmniejszenie obciążeń udarowych mechanizmu przy próbkowaniu luźnej liny i luzów w przekładniach .

Aby wyjaśnić to stanowisko, należy zauważyć, że podczas działania napędu elektrycznego mechanizmu dźwigu taki tryb często występuje, gdy silnik zaczyna się obracać, a ładunek jest w spoczynku. Po usunięciu luzu liny i luzów, ładunek rusza z hukiem, gdyż silnik mógł już osiągnąć znaczne obroty. W takim przypadku ma miejsce tak zwany tryb odbioru.

Jeśli jednocześnie charakterystyka silnika jest sztywna, wówczas lina i mechanizm podlegają obciążeniom udarowym, co prowadzi do ich zwiększonego zużycia.Ponadto zwiększa się ryzyko potrząsania ładunkiem.

Przy miękkiej charakterystyce, gdy liny są naciągane i usuwane są luzy, moment obrotowy wytwarzany przez silnik wzrasta, a jego prędkość maleje. Dlatego, gdy ładunek zaczyna się poruszać, wpływ na sprzęt mechaniczny jest znacznie zmniejszony. W mniejszym stopniu, ze względu na manifestację jedynie obecności luzu, w mechanizmach ruchu obserwuje się również redukcję wstrząsów o charakterystyce miękkiego rozruchu.