Электроприводы грузоподъемных устройств на судне - управление, режимы работы, требования

Требования к электроприводу грузоподъемных устройств: обеспечение высокой производительности, надежности в работе и безопасности обслуживания; широкий диапазон регулирования скорости; плавность регулирования скорости; удобство формы механических характеристик для обеспечения как минимальной длительности, так и плавности разгона и торможения; удобство формы механических характеристик для обеспечения статических режимов; экономичность в работе в различных режимах, наличие конечных выключателей, ограничивающих подъем груза, поворот крана, подъем и спуск стрелы в допустимых пределах; надежность в условиях большой частоты включения (до 500 в час); надежность действия электромагнитных тормозов в условиях частых включений и больших динамических нагрузок, удобство и простота управления; минимальные габариты, масса и стоимость оборудования.

Широкий диапазон регулирования скорости создает большие удобства при обработке различных грузов, особенно требующих осторожного обращения, сокращает продолжительность каждого цикла и увеличивает производительность работ. 

Диапазон скоростей определяется необходимостью иметь очень низкую скорость для безопасной посадки груза (4—6 м/мин) и максимальную при операциях с холостым гаком (120—180 м/мин). В приводах постоянного тока и гидравлических диапазон регулирования скорости достигает 1 : 40. 

Управление электроприводами грузовых лебёдок и лифтов

Рассмотрим схему управления электроприводом шлюпочной лебедки с асинхронным короткозамкнутым электродвигателем (рис. 1).

Подготовка электропривода к действию осуществляется включением автоматического выключателя Q1, при этом загорается сигнальная лампа Н.

Двигатель включают нажатием на кнопку S1 «Подъем» или S2 «Спуск»; при этом получает питание соответствующая катушка реверсивного контактора К1 или К2. Контактор срабатывает, замыкая силовые контакты в цепи статора электродвигателя и вспомогательный контакт в цепи катушки линейного контактора К3; последний, замыкая свои силовые контакты, подает питание электродвигателю и электромагниту Y тормоза.

Определение вращающего момента и мощности электродвигателя грузовой лебёдки

Работа грузоподъемного механизма грузовой лебедки характеризуется цикличностью процессов и повторно-кратковременным режимом работы электродвигателя.

Весь цикл работы электродвигателя может быть разделен на следующие этапы: подъем груза, поворот стрелы, спуск груза, выгрузка, подъем гака без груза, поворот стрелы, спуск гака, погрузка.

Электроприводы грузовых и якорно-швартовных устройств

На судах внутреннего и морского плавания применяют грузоподъемные устройства различного назначения: грузовые лебедки и краны для погрузочно-разгрузочных операций; оперативные лебедки земснарядов; лебедки и краны для специальных операций: шлюпочные, буксирные, траловые; лифты.

Грузовые лебедки устанавливают на судах, имеющих собственные краны и стрелы. Обычно в крупных портах и пристанях эти операции производят средствами портовой механизации, широко применяют также специальные плавучие краны. Поэтому грузовые лебедки имеются лишь на некоторых судах, в районе плавания которых нет механизированных портов, обеспечивающих выполнение погрузочно-разгрузочных работ.

Судовые грузоподъемные устройства бывают с электродвигателями постоянного и переменного тока. При постоянном токе используют двигатели с последовательным и смешанным возбуждением с мягкой механической характеристикой, наиболее полно удовлетворяющей характеру работы грузоподъемного устройства. Для переменного тока применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым и фазным ротором. Асинхронные двигатели с фазным ротором используют редко, из-за больших потерь энергии в регулирующих реостатах.

Электроприводы лифтов

Лифты служат для транспортировки грузов и пассажиров между палубами судна и особенно распространены на многопалубных пассажирских судах.

Кабина лифта (рис. 1) перемещается по направляющим в вертикальной шахте. Подъем и спуск осуществляются электроприводной лебедкой. Трос прикреплен к ловителю, установленному на крышке кабины, и переброшен через барабан лебедки и направляющий блок. Ко второму концу троса прикреплен противовес, также перемещающийся по направляющим. Он уравновешивает массу кабины со средним грузом. Лифт можно отправить с любой палубы вверх или вниз. Кабина останавливается так, чтобы ее двери оказались против дверей шахты на соответствующей палубе. Уровни пола кабины и палубы должны точно совпадать.

Остановкой управляют этажные (палубные) переключатели. Кабина лифта, проходя мимо переключателя, задевает за его рычаг; контакты переключателя при этом переключаются, вырабатывая нужный импульс в схему управления. Особые конечные выключатели ограничивают перемещение кабины вверх и вниз за крайние положения на самых верхней и нижней палубах.

Контроллерная схема электропривода постоянного тока грузоподъёмных механизмов

Представленная на рис. 1, а схема является одной из многих схем электропривода грузовых лебедок и кранов.

Схема выполнена с помощью электродвигателя постоянного тока со смешанным возбуждением (ОС1—ОС2 — последовательная обмотка, ОШ1—ОШ2 — параллельная обмотка, ДП — дополнительные полюсы).

Управление осуществляется с помощью кулачкового контроллера (контакты К1—К12), регулирование частоты вращения — с помощью резисторов R2—R6, включенных в цепь якоря электродвигателя и смонтированных в отдельном ящике.

При подготовке схемы к пуску замыкают рукоятку автоматического выключателя АВ. Питание поступает на катушку автомата, теперь рукоятку можно отпустить. Катушка АВ взводит защелку, и автомат удерживается во включенном состоянии.

Особенности работы и предъявляемые требования к электроприводам грузоподъемных устройств

К обширной группе грузоподъемных устройств относятся электроприводы судовых грузоподъемных механизмов общего назначения (лебедки, краны), электроприводы лифтов, шлюпочных и буксирных лебедок, электроприводы плавучих кранов, траловых лебедок и рыбопромысловых механизмов.

Электроприводы лебедок и кранов работают в напряженном повторно-кратковременном режиме. Нагрузка электропривода изменяется в широких пределах — от холостого хода до номинальной величины, причем возможны также перегрузки.

Основное требование, предъявляемое к электроприводам грузовых лебедок и кранов,— обеспечить высокую производительность. Чем выше производительность судовых грузоподъемных механизмов, тем меньше продолжительность грузовых операций, короче стоянки судов в портах и экономичнее их эксплуатация.

Особенности обслуживания электроприводов палубных механизмов и ухода за ними

К палубным механизмам относятся: рулевая машина, брашпиль, шпили, грузовые лебедки и краны, шлюпочные и траповые лебедки.

Наиболее ответственным из всех палубных электроприводов является рулевой привод. Неполадки в его работе могут повлечь за собой серьезную аварию судна. Поэтому рулевой привод должен всегда содержаться в образцовом порядке, а уход за ним должен производиться особенно тщательно.

По «Правилам технической эксплуатации судового электрооборудования» перед каждым выходом в море необходимо тщательно проверить состояние электрических машин рулевого привода, пускорегулирующей аппаратуры, рулевых указателей и ограничителей хода пера руля, включить привод и опробовать его в действии путем перекладки руля с борта на борт.

При осмотре следует обращать внимание на сопротивление изоляции всего рулевого электрооборудования, на чистоту и исправность коллекторов и щеточного аппарата электрических машин, наличие смазки в их подшипниках. У пускорегулирующей аппаратуры должна быть проверена чистота аппаратов, исправность их контактов, надлежащее крепление подводящих и соединительных проводов, наличие искрогасительных камер. Необходимо также проверить рубильники (автоматы) и предохранители на главном и промежуточном распределительных щитах.

Электропривод грузовых лебедок

Для лебедок сравнительно небольшой грузоподъемности (0,5— 2 т) применяется, как правило, контроллерная система управления.

В комплект электропривода с контроллерным управлением входят обычно электродвигатель последовательного или смешанного возбуждения, барабанный или кулачковый контроллер, пускорегулировочное, тормозное, разрядное и другие сопротивления, тормозной электромагнит или дисковый электромагнитный тормоз и аппаратура защиты.

Рассмотрим одну из принципиальных схем контроллерного управления грузовой лебедкой.

На рис. 1 изображена схема электропривода серийной грузовой лебедки грузоподъемностью 1,5 т.

В комплект электропривода входят электродвигатель смешанного возбуждения типа МПМ-32 напряжением 220 В мощностью 9 кВт при 25% ПВ и со скоростью вращения 825 об/мин; двигатель имеет пристроенный электромагнитный тормоз; кулачковый контроллер с защитной панелью, на которой смонтированы рубильник, линейный контактор, максимальное реле, реле скорости и реле напряжения; комплект сопротивлений: пускорегулировочных, тормозных, добавочных и разрядных.