Написать Домой
 
  Вход

 
тел./факс (343)383-43-12
тел./факс (343)375-57-07


Разработки > Модернизация приводов подъемных сооружений и др. оборудования

 
Модернизация механизма поворота лесопогрузчиков типа КБ-572

   Одним из наиболее ненадежных узлов лесопогрузчиков типа КБ-572 является механизм поворота стрелы. Причинами этого являются как конструктивные недоработки, так и недостаточный уровень технического обслуживания и эксплуатации в условиях интенсивной работы на лесопромышленных предприятиях. Это:
   - частая работа при неисправности одного из двух механизмов поворота;
   - торможение противовключением;
   - в зимний период включение механизма поворота без предварительной очистки от снега и льда открытой зубчатой передачи;
   - плохое состояние крановых путей (у стоящего с наклоном крана стрела с грузом с верхнего уровня на нижний поворачивается сама, а при движении в другую сторону привод механизма воспринимает дополнительные нерасчетные нагрузки);
   - выдергивание строп из под штабеля поворотом стрелы;
   - низкое качество электрооборудования (характеристики электродвигателей, особенно после их ремонта, имеют большой разброс);
   - эксплуатация крана с неисправной роликовой опорой (при поломке или износе роликов более допускаемого значения), когда вращение поворотного круга происходит с периодическими заклиниваниями и т.п.
   Стоимость редуктора на механизме поворота стрелы лесопогрузчика - более 100 тыс.руб., двигателя – 4…5 тыс.руб. В среднем редукторы ремонтируют один раз в 3…5 лет, двигатели – еще чаще.
   Для изучения нагруженности механизмов поворота лесопогрузчиков были проведены экспериментальные исследования на двух кранах КБ-572А , принадлежащих ОАО "Тугулымский леспромхоз" Свердловской области.
   Фактическое значение мощности, развиваемой двигателями механизмов поворота, оценивалась по значению силы тока на одной из фаз кабеля токоподвода к двигателю. Оценивалось значение силы тока в момент пуска двигателя и значение этого параметра при работе двигателя на первой и второй скорости. При измерении силы тока на каждой скорости производился поворот стрелы на 360 градусов. Вращение стрелы проводилось без груза.
   Значение силы тока в момент пуска составило от 7 до 20А.
   Значение силы тока при установившемся движении на первой скорости составило от 0.1 до 3А.
   Значение силы тока при установившемся движении на второй скорости составило от 0.2 до 0.6А.
   Большой разброс в измеренных значениях аналогичных параметров на разных кранах и на разных механизмах одного крана объясняется низким качеством используемого электрооборудования.
   Как видно из вышесказанного, мощность привода механизмов поворота крана необходима, прежде всего, в момент пуска. При установившемся движении используется менее 10% от мощности при пуске. Значит, для данного механизма для уменьшения нагрузок необходимо обеспечить плавность пуска двигателя.
   Очевидна, также, необходимость в плавности торможения и исключения значительных нагрузок на детали механизмов (да и металлоконструкций крана), возникающих при торможении методом противовключения.
   Лесопогрузчик типа КБ-572 был спроектирован на уровне научных достижений 70-х годов. В конструкции привода механизма поворота стрелы не предусмотрены автоматические режимы пуска и торможения, исключающие влияние человеческого фактора. Также отсутствуют необходимые блокировки, защищающие от возможных ненормативных нагрузок.
   Управление механизмами поворота лесопогрузчика осуществляется командоконтроллером с тремя возможными рабочими положениями рукоятки (в обе стороны). Оба механизма включаются одновременно. На первом рабочем положении контроллера оба двигателя подключаются к сети с полным пускорегулирующим сопротивлением. Тормоза также включаются и разжимают колодки. На втором положении включается контактор ускорения и отключается часть пускорегулирующих сопротивлений на одном из двух механизмов. На третьем положении включается еще один контактор ускорения с выдержкой времени 0.5 – 0.6 сек. и двигатели начинают работать на рабочей характеристике.
Управление тормозами механизмов поворота производится из кабины машиниста при помощи двухпедального ножного выключателя.
При остановке двигателей механизмов поворота тормозные колодки остаются открытыми. При нажатии на правую педаль включается контактор динамического торможения и в цепь статора двигателей подается по двум фазам постоянный ток, создавая постоянное магнитное поле, которое тормозит вращение валов двигателей. После того, как скорость поворота снизится, нажимается левая педаль. При этом разрывается цепь управления тормозными электромагнитами и колодки тормоза прижимаются к шкиву.
   Очевидно, что уровень динамических нагрузок на металлоконструкции крана и элементы механизмов поворота при пусках и торможениях привода поворота стрелы напрямую зависит от уровня квалификации и ответственности крановщика.
На практике часто допускаются нарушения правильной эксплуатации. Не соблюдается режим постепенного (последовательного) включения рабочих положений контроллеров. Не выполняются и требования к торможению.
   Все вышеперечисленные проблемы можно решить, изменив схему управления приводом механизма поворота крана с использованием стандартных преобразователей частоты.
   Практика использования частотно-регулируемого электропривода в различных отраслях промышленности показывает, что их внедрение обеспечивает значительные преимущества перед нерегулируемыми приводами, основными из которых являются:
   1. Снижение потребления электроэнергии, достигающее 10-20%, за счет формирования оптимальных режимов работы единичных электроприводов.
   2. Оптимальное ведение соответствующих технологических процессов за счет:
- плавного пуска электродвигателей большой мощности без механических толчков и перегрузки электрической сети;
- плавного и точного регулирования в широком диапазоне частоты вращения рабочих машин и механизмов;
- повышения быстродействия, особенно в реверсивных режимах работы:
- согласованного управления рядом электроприводов, работающих в единой технологической цепи, с целью оптимизации технологических процессов.
   3. Повышение срока службы и надежности электроприводов за счет зашиты электродвигателей от перегрева, от повышения и понижения напряжения, от перегрузки по току и т.д.
   Применение преобразователей частоты дает дополнительные преимущества в:
- снижении расходов на техобслуживание машин за счет уменьшения динамических нагрузок на механизмы (редукторы, муфты и др.) и металлоконструкции крана;
- простоте установки в уже действующее оборудование;
- использовании стандартных недорогих асинхронных электродвигателей с
короткозамкнутым ротором (можно оставить и уже установленные двигатели):
- возможности быстрого изменения (перенастройки) характеристик электропривода;
- из электрической схемы исключаются пусковые реостаты и контакторы смены направления поворота.
   В Уральском НИИ лесной промышленности (лицензия федеральной службы по технологическому надзору № 00-ДЭ-004077 П) разработан проект модернизации привода механизма поворота лесопогрузчика типа КБ-572.    Проект успешно апробирован на кране КБ-572А в ОАО «Лобва» (Свердловская область).
Стоимость модернизации (при использовании преобразователей частоты серии VFD) в зависимости от комплектации составляет от 90 до 120 тыс. руб. Габариты шкафа управления позволяют разместить его в кабине крановщика. Шкаф может быть установлен и вне кабины.
   Использование данного проекта позволяет попутно решить еще одну проблему.
Письмом №12-01/1094 от 08.12.03 Комитет Госгортехнадзора (Ростехнадзора) России рекомендовал всем владельцам лесопогрузчиков провести модернизацию (реконструкцию) консоли противовеса. Предлагаемая модернизация заключается в переносе одной из трех плит контргруза на специальную площадку под консоль.
   Дело в том, что контргруз на консоли противовеса находится выше центра тяжести консоли. Поэтому, при резких пусках и торможениях механизма поворота стрелы происходит скручивание консоли, что создает дополнительные нагрузки на элементы металлоконструкций крана и особенно консоли противовеса.
   Очевидно, что такая реконструкция требует значительных затрат на демонтаж и монтаж консоли противовеса и связанных с этим убытков от простоя крана. И, самое главное, такое решение устраняет не причину, а следствие рывков при пусках и торможениях механизма поворота стрелы.

   Предлагаемая нами модернизация привода механизма поворота существенно повысит надежность крана (снизит затраты на техническое обслуживание крана), а также обеспечит точность и удобство управления.
   Для кранов лесопромышленных предприятий, по нашему мнению, модернизация именно механизма поворота и именно лесопогрузчиков типа КБ-572 наиболее актуальна. Хотя, подобный проект может быть сделан для любого механизма любого крана и любого другого оборудования (станков и т.п.).