Схемы управления электроприводами плавучего крана 16 проекта 81050 —
Кран оборудован двумя пультами управления, на каждом из которых установлен однорукояточный командоаппарат, что позволяет управлять всеми основными электроприводами крана с помощью только двух рукояток, а это в свою очередь увеличивает производительность крана и снижает утомляемость крановщика. Правая рукоятка предназначена для управления двигателями механизма подъема, а левая— для поворота и изменения вылета стрелы. Командоаппарат выполнен с самовозвратной рукояткой, имеющей одно центральное (нулевое) и восемь рабочих положений. Направление перемещения рукоятки в рабочие положения показано на рис. 2.12.
В качестве коммутационных элементов в конструкции командоаппарата (рис. 2.13) применяются блок-контактные мостики 9, укрепленные на кронштейнах 7 контакторов типа КТП6000. Каждый мостик имеет четыре контакта (два замыкающих и два размыкающих).
При работе замыкающей лебедки на подъем (зачерпывание груза) скалка 8 приводится во вращение от лебедки и вызывает вращение гайки 5, которая передвигается по винту 7 и давит на ролик 4. Под воздействием этого усилия ползун 2 передвигается по своей направляющей и регулирующими болтами воздействует на контактную группу /, включая при этом поддерживающую лебедку на подъем закрытого грейфера. При работе замыкающей лебедки на спуск (раскрытие грейфера) гайка 5 перемещается по винту 7 в противоположном направлении, при этом ползун 2 передвигается также в другую сторону и толкатель перестает воздействовать на контактную группу. Гайка 5 при этом, перейдя в другое крайнее положение, переместит ползун 2, взаимодействующий с контактной группой 3, и отключит замыкающую лебедку.
При работе двумя лебедками (подъем или спуск грейфера) скалка 8 и винт 7 вращаются в одном направлении с одинаковой частотой, поэтому гайка 5 также вращается вместе с винтом 7 в этом же направлении и с одинаковой частотой, не перемещаясь влево или вправо. Перемещение диска 6 вдоль продольной оси в этом случае не происходит.
Для подъема груза рукоятка командоаппарата S1 (рис. 2.16, в) правого пульта управления устанавливается в положение «По центру на себя». При этом замыкается контакт Sl.l(6) командоаппарата (рис. 2.16, а), получает питание катушка реле К21(6), включающего контакторы 1 КМ 11(8) и 2КМ11(9). Электродвигатели 1М1 (поддерживающий) и 2Ml (замыкающий) включаются на подъем. Одновременно с помощью контакторов 1КМ2 (15) и 2КМ2(20) получают питание электродвигатели гидротолкателей 1М2 и 2М2 тормозов поддерживающей и замыкающей лебедок и последние растормаживаются. С помощью реле времени КТ 1(23), КТ2(24) и контакторов 1КМ 13(21), 1 КМ 14(17), 1 КМ 15(12) и 2КМ13(22), 2КМ 14(18) с определенными выдержками времени шунтируются пусковые резисторы электродвигателей 1М1 и 2М1 и тем самым автоматически запускается электродвигатель. Электродвигатели разгоняются до полной частоты вращения и работают на ней, поднимая груз (грейфер).
Для спуска груза рукоятку командоаппарата S1 устанавливают в положение «По центру от себя». Замыкается контакт S 1.2(7), получают питание катушки К31(7), 1КМ12(11), 2КМ12(10), включая тем самым электродвигатели на спуск. Для получения пониженной скорости спуска груза крановщик замыкает кнопочный включатель SB5(14) на левом пульте управления. При этом получают питание реле К41(14), контактор КМ 13(13) и отключаются аппараты К31(7), 1 КМ 12(11), 2КМ 12(10), 1 КМ 13(21), 1 КМ 14(17), 2КМ 13(22), 2КМ 14(18). Электродвигатели отключаются от сети переменного тока и подключаются к источнику постоянного тока VD1 (выпрямительному преобразователю ВАС-600/300) и работают в режиме динамического торможения.
Для зачерпывания груза грейфером рукоятку командоаппарат S1 необходимо установить в положение «Влево на себя». При этом замыкается контакт Sl.l(6) и размыкаются контакты S1.5(ll), S1.6(12), получают питание катушки К21(6), 1 КМ 11(8), 2КМ 11(9) и оба электродвигателя включаются на подъем. При этом электродвигатель 2М1 замыкающей лебедки разгоняется до полной частоты вращения и закрывает грейфер. Электродвигатель 1М1 поддерживающей лебедки работает на подъем с полностью включенными резисторами в цепи ротора, так как контакты S1.6(12), 1SQ4.1(2), КТЗ(12) разомкнуты и контактор 1 КМ 15(12) не срабатывает. Поддерживающий двигатель развивает при этом небольшой момент, необходимый для выбирания слабины поддерживающего каната, но не мешающей углублению грейфера в сыпучем грузе.
При полном закрытии грейфера замыкается контакт дифференциального устройства 1SQ4.1(2) и размыкается 1SQ4.2(19). В результате теряют питание катушки 2КМ 14(18) и 2КМ13(22), в цепь ротора замыкающего электродвигателя 2М1 вводятся все ступени резисторов 2R1, 2R2 и 2R3 и его частота вращения снижается. Контакт 1SQ4.1(2) включает реле времени КТЗ(2), которое своим контактом КТЗ(12) обеспечивает питание катушки контактора 1КМ15(12). Ступень резисторов 1R1, 1R2, 1R3 (в роторе поддерживающего двигателя), имеющая большое сопротивление, выключается, реле КТ2(24) срабатывает, так как замкнуты контакты 1КМ14.1(24) и2КМ14.1(24). Вдальнейшем происходит синхронный разгон обоих двигателей в функции времени реле КТ2. Синхронность разгона обеспечивает равномерность распределения нагрузки между двигателями при подъеме загруженного грейфера. Реле КТЗ с пневматическим замедлителем расположено в кабине крановщика. Это позволяет регулировать выдержку времени замыкания контакта КТЗ(12) и изменять момент времени начала разгона поддерживающего двигателя в зависимости от условий работы (например, рода груза) и от степени нарушения регулировки дифференциального устройства.
Для раскрытия грейфера рукоятка командоаппарата S1 устанавливается в положение «Влево от себя», при этом замыкается контакт S1.2(7) и размыкаются контакты S 1.5(11), S1.6(12). Электродвигатель 2М1 замыкающей лебедки, включаясь в сторону спуска, раскрывает грейфер. Электродвигатель поддерживающей лебедки в этом случае не включается, оставаясь заторможенным. По кончании раскрытия грейфера размыкается выключатель «Открытие грейфера» 2SQ4(10) дифференциального устройства, электродвигатель 2М1 замыкающей лебедки отключается от сети и затормаживается.
В системе управления предусмотрена также операция закрытия грейфера в воздухе. Для выполнения этой операции рукоятку командоаппарата S1 необходимо установить в положение «Влево на себя», одновременно нажатием ножной педали разомкнуть SB(8).
В процессе выгрузки сыпучего груза из грузового трюма судна необходимо изменять положение грейфера в пространстве относительно вертикальной оси во избежание задевания его об ограждения грузового трюма и для обеспечения точной посадки грейфера в заданный район грузового трюма. Для этих целей на кране предусмотрен механизм разворота грейфера, позволяющий вращать грейфер с помощью специальных оттяжных тросов вокруг вертикальной оси на угол 50— 60° в ту или иную сторону.
Грейфер в процессе работы разворачивается при включении электродвигателя 5М1 специального механизма разворота грейфера. Управляют двигателем с помощью кнопочных выключателей 5SB1(26, 27) и 5SB2(26, 27).
Для защиты механизма и металлоконструкций от перегрузок на кране устанавливается ограничитель грузоподъемности, регулирующий натяжение канатов. При превышении допустимой нагрузки размыкается его контакт SQ4(25), отключается реле К51(25), контакт К51.1(6) размыкается и двигатели 1М1, 2М1, включенные крановщиком на «Подъем», автоматически отключаются. При срабатывании ограничителя грузоподъемности возможен только спуск груза.
Для предотвращения отключения электродвигателей при кратковременных динамических перегрузках механизма подъема в составе ограничителя грузоподъемности имеется масляный демпфер, который создает выдержку времени срабатывания конечного выключателя.
Защита металлоконструкций крана от ветровых перегрузок осуществляется с помощью анемометра HV, отключающего питание цепей управления электродвигателями крановых механизмов при скорости ветра выше допустимой. Если при таком ветре необходимо кратковременно включить какой-либо механизм, например опустить ранее поднятый груз, то нажатием кнопки замыкается контакт SB3(4) на левом пульте управления. Контакт анемометра HV5 при этом шунтируется и работа электроприводов становится возможна.
Двигатели 1МЗ и 2МЗ (см. рис. 2.16, а) служат для вращения вентиляторов независимого охлаждения основных двигателей 1М1 и 2М1.
Электрическая схема механизма поворота (рис. 2.17). Привод механизма поворота плавкрана осуществляется электродвигателем ЧМТН280М10 мощностью 60 кВт, с частотой вращения 570 об/мин при ПВ = 40 %.
Для получения пониженной частоты вращения электродвигателя поворота Ml необходимо нажать кнопочный выключатель, замкнув контакты SB(17) (рис. 2.17, б). При этом получает питание реле КТ2(18), которое контактом КТ2.1(13) отключает катушку контактора КМ 15(13). Затем обесточиваются катушки контакторов КМ 14(14) и КМ 15(13) и в роторную цепь электродвигателя вводятся резисторы, снижающие его частоту вращения.
Способ торможения электродвигателя зависит от его начальной частоты вращения и действий крановщика и автоматически выбирается с помощью реле KV1(21) и KV2(22) (рис. 2.17, а). Эти реле подключаются к ротору двигателя через выпрямитель VD3. В начале пуска двигателя срабатывает реле KV1, получая питание через контакт реле времени КТ6.Ц21). После срабатывания контактора КМ 16 реле КТ6(2) потеряет питание и последовательно с катушкой реле будет включен резистор R6(21). Включение этого резистора приведет к тому, что при частоте вращения ротора двигателя 180 об/мин реле KV1 отпустит свой якорь. Реле KV2 срабатывает только при попытке резкого реверсирования двигателя, т. е. при скольжении s>»l.
На кране предусмотрены три режима торможения механизма поворота, перечисленные ниже.
1. Электродвигатель Ml не разогнался до частоты вращения 180 об/мин. Якорь реле KV1(21) притянут. Для торможения рукоятку 52 устанавливают в центральное положение и нажимают ножную педаль, замыкающую при этом контакт SB5.1(6) и размыкающую контакт SB5.2(7). В результате получает питание катушка реле К3(6) и обесточивается катушка контактора КМ2(10) электродвигателя М2 гидротолкателя тормоза поворота. Электродвигатель М2 гидротолкателя останавливается и происходит торможение механическим тормозом. Контакты S3.1(10) и S3.2(3) относятся к выключателю S3, предназначенному для экстренного торможения электропривода в аварийных ситуациях (при нормальных условиях контакты замкнуты).
2. Электродвигатель Ml разогнался до частоты вращения свыше 180 об/мин, в результате чего отпадает якорь реле KV1(21). При постановке оператором рукоятки командоаппарата 52 в центральное положение электродвигатель Ml отключается от сети. При нажатии на педаль торможения SB5.1(6) замыкается и через контакт KV 1.2(6) получает питание катушка реле К4(7), которое своим контактом К4.3(9) включает контактор динамического торможения КМ17(9). Обмотки статора электродвигателя Ml подключаются к источнику постоянного тока. Одновременно контакт К4.5(1) обесточивает катушку реле времени КТ5(1). Контакт КТ5.2(9) с выдержкой времени 4,5 с отключает катушки контакторов КМ 17(9) и КМ2(10). Динамическое торможение прекращается и срабатывает механический тормоз.
3. При резкой перестановке рукоятки командоаппарата S2 из положения, например, «Поворот вправо» и положение «Поворот влево» (или наоборот) при ненажатой ножной педали SB5 поле двигателя реверсируется, и так как в этом случае скольжение s > 1, то срабатывает реле КV2(22). Контактом KV2.3(21) размыкается цепь питания катушки реле KV1(21). Контакт KV2.1(7) включает катушку реле К4(7). Контакт К4.4(3) этого реле отключает катушку контактора КМ 11(3) или КМ 12(4) (в зависимости от направления вращения электродвигателя Ml). Электродвигатель Ml отключается от сети и якорь реле KV2(22) отпадает. Размыкание контакта KV2.1(7) не приводит к отключению катушки К4, так как контакт К4.2(8) замкнут.
Далее, как и во втором режиме, в течение 4,5 с происходит динамиче. ское торможение двигателя. По истечении этого времени отключаются катушки КМ17(9), К4(7). На некоторое время обесточивается также катушка контактора КМ2, что может вызвать подтормаживание механическим тормозом. Через размыкающий контакт К4.5(1) катушка реле КТ5(1) вновь получает питание, однако контактор КМ17(9) не срабатывает, так как контакт К4.3(9) разомкнут. Контактом К4.4(3) замыкается цепь питания катушек КМ 11(3) или КМ 12(4) и двигатель разгоняется в другую сторону. Применение такого режима торможения обеспечивает снижение механических нагрузок на металлоконструкции крана.
Контакт К51.2(3) входит в состав ограничителя грузоподъемности и замкнут, если масса груза не более номинальной.
Электрогидравлический привод механизма изменения вылета стрелы. Привод механизма изменения вылета стрелы состоит из силового гидроцилиндра, корпус и шток которого шарнирно соединены соответственно с кронштейном рамы поворотной части крана и рычагом противовеса. Подача рабочей жидкости в полости гидроцилиндра из гидробака осуществляется с помощью гидронасоса аксиально-поршневого типа, приводимого во вращение электродвигателем Ml (рис. 2.18). Подача насоса регулируется изменением наклона его корпуса с помощью специального управляющего цилиндра, работающего над небольшим давлением рабочей жидкости. При вертикальном положении корпуса подача насоса наименьшая (остаточная подача). Управление подачей рабочей жидкости в гидроцилиндр осуществляется электромагнитами YА 1(16), YA2(17), YА3(18) гидрораспределителей. Для закачки рабочей жидкости в масляный бак гидросистемы предусмотрен насос закачки, приводимый во вращение электродвигателем М2. Электрогидравлический привод механизма изменения вылета управляется с левого пульта управления командоаппаратом S2 (рис. 2.19).
Пуск электродвигателя Ml гидронасоса происходит от замыкания контактов SB2.1(7).
В положении рукоятки «По центру на себя» замкнут контакт командоконтроллера S2.4 и срабатывает реле К4(5). Электромагнит YА3(18) включает сервопривод, поворачивающий корпус гидронасоса в рабочее (наклонное) положение. Одновременно сработает реле К6(4), а затем и электромагнит YА2(17) гидрораспределителя, открывающий подачу рабочей жидкости в верхнюю полость гидроцилиндра и обеспечивающий свободный ее выход из нижней полости. В этом случае происходит уменьшение вылета стрелы на номинальной скорости. Механизм выключается при перестановке рукоятки командоконтроллера S2 в центральное положение, при котором размыкается контакт S2.4 и отключается электромагнит YАЗ. Корпус гидронасоса начинает возвращаться в вертикальное положение. Давление в гидросистеме падает, а при достижении вертикального положения корпуса размыкается конечный выключатель SQ14(3). Реле К6(4) Способ торможения электродвигателя зависит от его начальной частоты вращения и действий крановщика и автоматически выбирается с помощью реле KV 1(21) и KV2(22) (рис. 2.17, а). Эти реле подключаются к ротору двигателя через выпрямитель VD3. В начале пуска двигателя срабатывает реле KV1, получая питание через контакт реле времени КТ6.1(21). После срабатывания контактора КМ16 реле КТ6(2) потеряет питание и последовательно с катушкой реле будет включен резистор R6(21). Включение этого резистора приведет к тому, что при частоте вращения ротора двигателя 180 об/мин реле KV 1 отпустит свой якорь. Реле KV2 срабатывает только при попытке резкого реверсирования двигателя, т. е. при скольжении s>l.
На кране предусмотрены три режима торможения механизма поворота, перечисленные ниже.
1. Электродвигатель Ml не разогнался до частоты вращения 180 об/мин. Якорь реле KV1(21) притянут. Для торможения рукоятку S2 устанавливают в центральное положение и нажимают ножную педаль, замыкающую при этом контакт SB5.1(6) и размыкающую контакт SB5.2(7). В результате получает питание катушка реле К3(6) и обесточивается катушка контактора КМ2(10) электродвигателя М2 гидротолкателя тормоза поворота. Электродвигатель М2 гидротолкателя останавливается и происходит торможение механическим тормозом. Контакты S3.1(10) и S3.2(3) относятся к выключателю S3, предназначенному для экстренного торможения электропривода в аварийных ситуациях (при нормальных условиях контакты замкнуты).
2. Электродвигатель Ml разогнался до частоты вращения свыше 180 об/мин, в результате чего отпадает якорь реле KV1(21). При постановке оператором рукоятки командоаппарата S2 в центральное положение электродвигатель Ml отключается от сети. При нажатии на педаль торможения SB5.1(6) замыкается и через контакт KV1.2(6) получает питание катушка реле К4(7), которое своим контактом К4.3(9) включает контактор динамического торможения КМ 17(9). Обмотки статора электродвигателя Ml подключаются к источнику постоянного тока. Одновременно контакт К4.5(1) обесточивает катушку реле времени КТ5(1). Контакт КТ5.2(9) с выдержкой времени 4,5 с отключает катушки контакторов КМ17(9) и КМ2(10). Динамическое торможение прекращается и срабатывает механический тормоз.
3. При резкой перестановке рукоятки командоаппарата S2 из положения, например, «Поворот вправо» и положение «Поворот влево» (или наоборот) при ненажатой ножной педали SB5 поле двигателя реверсируется, и так как в этом случае скольжение s > 1, то срабатывает реле KV2(22). Контактом KV2.3(21) размыкается цепь питания катушки реле KV1(21). Контакт KV2.1(7) включает катушку реле К4(7). Контакт К4.4(3) этого реле отключает катушку контактора КМ11(3) или КМ12(4) (в зависимости от направления вращения электродвигателя Ml). Электродвигатель Ml отключается от сети и якорь реле KV2(22) отпадает. Размыкание контакта KV2.HJ) не приводит к отключению катушки К4, так как контакт К4.2(8) замкнут.
Далее, как и во втором режиме, в течение 4,5 с происходит динамическое торможение двигателя. По истечении этого времени отключаются катушки КМ17(9), К4(7). На некоторое время обесточивается также катушка контактора КМ2, что может вызвать подтормаживание механическим тормозом. Через размыкающий контакт К4.5(1) катушка реле КТ5(1) вновь получает питание, однако контактор КМ 17(9) не срабатывает, так как контакт К4.3(9) разомкнут. Контактом К4.4(3) замыкается цепь питания катушек КМ 11(3) или КМ 12(4) и двигатель разгоняется в другую сторону. Применение такого режима торможения обеспечивает снижение механических нагрузок на металлоконструкции крана.
Контакт К51.2(3) входит в состав ограничителя грузоподъемности и замкнут, если масса груза не более номинальной.
Электрогидравлический привод механизма изменения вылета стрелы. Привод механизма изменения вылета стрелы состоит из силового гидроцилиндра, корпус и шток которого шарнирно соединены соответственно с кронштейном рамы поворотной части крана и рычагом противовеса. Подача рабочей жидкости в полости гидроцилиндра из гидробака осуществляется с помощью гидронасоса аксиально-поршневого типа, приводимого во вращение электродвигателем Ml (рис. 2.18). Подача насоса регулируется изменением наклона его корпуса с помощью специального управляющего цилиндра, работающего над небольшим давлением рабочей жидкости. При вертикальном положении корпуса подача насоса наименьшая (остаточная подача). Управление подачей рабочей жидкости в гидроцилиндр осуществляется электромагнитами YА 1(16), YA2(17), YA3(18) гидрораспределителей. Для закачки рабочей жидкости в масляный бак гидросистемы предусмотрен насос закачки, приводимый во вращение электродвигателем М2. Электрогидравлический привод механизма изменения вылета управляется с левого пульта управления командоаппаратом S2 (рис. 2.19).
Пуск электродвигателя Ml гидронасоса происходит от замыкания контактов SB2.1(7).
В положении рукоятки «По центру на себя» замкнут контакт командоконтроллера S2.4 и срабатывает реле К4(5). Электромагнит YA3(18) включает сервопривод, поворачивающий корпус гидронасоса в рабочее (наклонное) положение. Одновременно сработает реле К6(4), а затем и электромагнит YА2(17) гидрораспределителя, открывающий подачу рабочей жидкости в верхнюю полость гидроцилиндра и обеспечивающий свободный ее выход из нижней полости. В этом случае происходит уменьшение вылета стрелы на номинальной скорости. Механизм выключается при перестановке рукоятки командоконтроллера S2 в центральное положение, при котором размыкается контакт S2.4 и отключается электромагнит YАЗ. Корпус гидронасоса начинает возвращаться в вертикальное положение. Давление в гидросистеме падает, а при достижении вертикального положения корпуса размыкается конечный выключатель SQ14(3). Реле К6(4) теряет питание и отключает электромагнит YA2. Гидрораспределитель перекрывает поступление масла в верхнюю полость гидроцилиндра и слив из нижней полости. Механизм будет зафиксирован двухсторонней масляной подушкой.
Принятая последовательность выключения механизма предотвращает возникновение гидравлических ударов. При достижении минимального вылета размыкается конечный выключатель SQ12(6) и движение стрелы прекращается. Качающийся корпус гидронасоса возвращается в исходное положение и давление рабочей жидкости в гидросистеме падает до минимума.
Работа схемы управления при увеличении вылета стрелы аналогична рассмотренной (срабатывают реле КЗ и электромагнит УАЗ). Максимальный вылет стрелы ограничен конечным выключателем SQ11(1).
При буксировке крана на небольшие расстояния его стрела поднимается до минимально возможного вылета, и для предотвращения самопроизвольного перемещения противовес стрелы жестко крепится к раме машинной будки с помощью специального замка. В этом состоянии стрелы разомкнут контакт SQ10(1) и работа в сторону «Увеличение вылета» становится невозможной.
Для контроля температуры рабочей жидкости в гидросистеме предусмотрена установка датчика температуры SK(JO). При превышении температуры рабочей жидкости выше допустимой контакт SK(10) замыкается, получает питание катушка реле К 1(10), загорается сигнальная лампа HL2(14). Одновременно контакт К1-1(7) обесточивает катушку контактора КМ 1(7) и электродвигатель Ml гидронасоса отключается от сети.
Повышение (понижение) давления масла выше (ниже) допустимых норм приводит к замыканию контактов SPl(ll) или SP2(13) электро- контактного манометра. Реле К2 срабатывает и своим контактом К2.2(Л) разрывает цепь питания катушек К3(1), К5(2), К6(4), К4(5), делая невозможным включение гидропривода.
Уровень рабочей жидкости в гидробаке контролируется поплавковым датчиком уровня SL, который своим контактом SL.1(7) отключает катушку контактора КМ 1(7) при понижении уровня рабочей жидкости ниже нормы. При этом гаснет лампа HL3(15) и электродвигатель Ml гидронасоса отключается от сети. При превышении уровня размыкается контакт SL.2(9), отключая электродвигатель М2 насоса закачки масла в гидробак. Перед буксировкой плавкрана на большие расстояния его стрела должна быть уложена на малой скорости в походное положение (максимально возможный вылет). Для выполнения этой операции необходимо дополнительно воздействовать на кнопочные выключатели SB5 и SB1. Контакт SB5(18) отключит электромагнит УАЗ и корпус гидронасоса подачи останется в вертикальном положении, что обеспечит движение стрелы с малой скоростью. А контакт SB.1(1) зашунтирует конечный выключатель SQ11(1) максимально допустимого вылета стрелы.
Практикуемое в последние годы использование электропривода вместо традиционного электропривода обеспечивает следующие преимущества: существенно облегчается работа электродвигателя механизма Ml в связи с небольшой частотой его пусков; устраняется механический тормоз и редуктор; уменьшаются динамические нагрузки механизма изменения вылета стрелы.
Однако присущие гидросистеме протечки рабочей жидкости могут вызвать самопроизвольное движение стрелы (просадку) при неработающем механизме и требуют повышенного внимания со стороны обслуживающего персонала.