Гидромоторы. Применяют при необходимости больших угловых перемещений
Глава 3. Привод грузоподъемных машин.
В ГПМ применяют электро-, гидро-, пневмо- и ручной приводы.
Электропривод.
Наиболее распространен. Наиболее ходовое напряжение - 380 В.
Применяют, в основном, асинхронные электродвигатели переменного тока.
1. Специальные крановые двигатели:
1.1 ) с фазным ротором серии МТ (более распространены);
1.2 ) с короткозамкнутым ротором серии МТК.
Минимальная мощность крановых электродвигателей при ПВ 15%, 25%, 40%, 60% составляет соответственно 2 квт; 1.7 квт; 1.4 квт;
1,2 квт.
2. При мощности, меньшей минимальной мощности крановых электродвигателей, а также для приводов электроталей, кран-балок, подъемников, механизмов передвижения применяют общепромышленные электродвигатели с повышенным скольжением.
Рекомендуют синхронные частоты вращения (nc) 1000 мин-1 и 1500 мин-1.
Асинхронные электродвигатели обладают жесткой механической характеристикой, т.е. слабой зависимостью частоты вращения от вращающего момента (рис.3.1). На рис.3.1 обозначено:
Тн, Тпуск, Тmax – номинальный, пусковой и максимальный вращающие моменты, Тс и nc - момент сопротивления и соответствующая ему частота вращения, n0 – частота вращения холостого хода.
 |
Рис.3.1.
Так как частота вращения слабо зависит от вращающего момента, то ее принимают постоянной и равной номинальной частоте nН.
Двигатели с короткозамкнутым ротором просты и надежны, но перегреваются при частых пусках.
Двигатели с фазным ротором имеют большие габаритные размеры, массу и стоимость, но допускают более напряженные режимы эксплуатации. У них в цепь ротора включены переменные сопротивления (реостаты).
 |
Рассмотрим пусковые характеристики двигателя с фазным ротором (рис.3.2).
Рис.3.2.
В начальный момент сила тока ограничена максимальным сопротивлением, и двигатель разгоняется по участку А – Б искусственной характеристики 1 от n = 0 до n = n1. При n = n1 сопротивление уменьшают, двигатель переходит на искусственную характеристику 2 по горизонтальному участку Б – В и разгоняется по участку В – Г характеристики 2 от n = n1 до n = n2.При n = n2 сопротивление снова уменьшают, двигатель переходит на искусственную характеристику 3 и разгоняется по участку Д – Е характеристики 3 от n = n2 до n = n3. При полностью выключенном сопротивлении двигатель переходит на естественную характеристику 4 и разгоняется до частоты nc, соответствующей моменту сопротивления Tc.
Таким образом, двигатель разгоняется плавно и пусковой ток уменьшается.
Электродвигатель выбирают в соответствии с ПВ т.к. один и тот же двигатель развивает тем большую мощность, чем меньше ПВ.
Гидро- и пневмопривод.
Достоинства.
1. Широкий диапазон регулирования скоростей.
2. Большая перегрузочная способность.
3. Плавность работы.
4. При одинаковой мощности габариты, масса и инерционность гидродвигателей меньше, чем у электродвигателей.
Недостатки.
1. Низкий КПД.
2. Высокая точность изготовления деталей.
3. Для гидропривода - необходимость устройства индивидуальной гидростанции.
4.Для пневмопривода - необходимость наличия централизованной пневмосети.
Гидропривод.
Гидронасос подает рабочую жидкость в гидродвигатель. Рабочая жидкость – минеральные масла. Температура застывания масла должна быть ниже температуры окружающей среды. Наиболее ходовые давления – 10 МПа и 16 МПа.
Гидродвигатели.
Гидроцилиндры.
Гидроцилиндры применяют, в основном, в механизмах подъема, иногда – в механизмах поворота. Используют следующие типы гидроцилиндров (рис.3.3):
а) плунжерные (рис.3.3,а);
б) поршневые с односторонним штоком (рис.3.3,б);
в) поршневые с двусторонним штоком (рис.3.3,в);
г) телескопические (рис.3.3,г).
Рис. 3.3.
В качестве примера рассмотрим механизм подъема груза с поршневым гидроцилиндром с односторонним штоком (рис.3.4).
Рис. 3.4.
Так как ход l штока невелик, то для обеспечения необходимой высоты H подъема груза гидро- и пневмоцилиндры механизмов подъема используют обычно в сочетании со скоростными полиспастами.
Полиспаст – это система подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом. Полиспасты бывают силовые и скоростные. Силовые полиспасты дают выигрыш в силе, но проигрыш в скорости и перемещении. Скоростные – наоборот.
Основная характеристика полиспаста – его кратность а. Кратностью полиспаста называют отношение скорости выходного звена механизма к скорости перемещения груза. В механизмах с канатным барабаном скоростью выходного звена является окружная скорость барабана и, следовательно, скорость ветви каната, набегающей на барабан, а в механизмах с цилиндрами – скорость штока цилиндра.
В примере на рис.3.4 кратность полиспаста а =1/4.
Высота подъема груза Н = l/а=4l.
Грузоподъемная сила 
,
где P – давление рабочей жидкости;
hп – КПД полиспаста.
Гидродвигатели поворотные (рис.3.5).
Применяют для механизмов поворота. Угол поворота – обычно до 270°. 
Рис.3.5. 1 – лопасть; 2 – вал;3 – корпус; 4 – упор;
5 – каналы для подвода и отвода рабочей жидкости.
Гидромоторы. Применяют при необходимости больших угловых перемещений.
Гидронасос.
Гидронасос может обслуживать один или несколько гидродвигателей. Производительность насоса при обслуживании нескольких гидродвигателей и их последовательной работе
,
где 1,1 – коэффициент, учитывающий утечки масла;
- максимальный расход жидкости в двигателе.
Двигатели, имеющие расход жидкости меньше максимального, будут работать со скоростями больше заданных. Если это недопустимо, то применяют насос с регулируемой производительностью или, по - возможности, увеличивают диаметры двигателей с меньшими расходами. Регулируемые насосы существенно дороже нерегулируемых, а увеличение диаметра двигателя приводит к возрастанию силы (момента) сверх номинального значения.