К.т.н. Неженцев А.Б.

Национальный технический университет Украины (КПИ), Киев, Украина

Испытание УСТРОЙСТВа ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ КРАНОВых механизмов

Для снижения уровня динамических нагрузок и энергопотребления грузоподъемных кранов разработано устройство для динамического торможения (УДТ) крановых механизмов передвижения и поворота [1]. УДТ позволяет реализовать следующие режимы динамического торможения: автоматический (без обратных связей); автоматический с отрицательной обратной связью от цепи ротора двигателя; управляемый (посредством педали).

С целью проверки работоспособности и надежности УДТ в указанных трех режимах, а также проверки возможности формирования оптимальных по динамическим нагрузкам и энергопотреблению характеристик двигателя в режиме динамического торможения были проведены стендовые испытания УДТ. Кинематическая схема стенда приведена на рис. 1.

Рис. 1

Стенд содержит асинхронный электродвигатель с фазным ротором 1, установленный на качающейся раме 2, которая через коромысла 3 соединена с динамометрическими кольцами 4, прикрепленными к неподвижному основанию. Вал двигателя с помощью муфты 5 соединен с вращающейся массой 6, состоящей из дисков, количество которых можно изменять без демонтажа стенда в зависимости от необходимого момента инерции. С другой стороны к вращающейся массе 6 через муфту 7 присоединен тормозной шкив колодочного тормоза 8, установленного на качающейся раме аналогично электродвигателю.

На рис. 2 представлены типичные осциллограммы динамического торможения асинхронного электродвигателя МТF З12 – 8, управляемого контроллером ККТ 61А. На осциллограммах приняты следующие обозначения: I_С - постоянный ток возбуждения, протекающий по обмотке статора электродвигателя в режиме динамического торможения; n - частота вращения ротора электродвигателя; М_ДВ -момент электродвигателя; U_P – выпрямленное напряжение обмотки ротора электродвигателя.

а) б)

Рис. 2

Испытания показали, что минимальное время динамического торможения привода получено при четвертом положении контроллера (сопротивление резисторов в цепи ротора равно 0,19 Ом), а минимальное число оборотов двигателя до остановки (характеризующее путь торможения) - при третьем положении контроллера (сопротивление резисторов в цепи ротора равно 0,56 Ом, рис. 2а).

Осциллограмма на рис. 2б показывает, что разработанное УДТ позволяет, путем воздействия на педаль, в широких пределах изменять величину постоянного тока, подаваемого в обмотку статора и управлять тормозным моментом двигателя в процессе динамического торможения. Благодаря машинист крана имеет возможность формировать оптимальный по быстродействию, динамическим нагрузкам и амплитуде раскачивания груза, процесс торможения.

Наиболее эффективное управление моментом торможения двигателя с помощью педали осуществляется в том случае, если рукоятка контроллера находится в третьем или четвертом положениях. Это объясняется тем, что в этих положениях момент торможения имеет наиболее широкий диапазон изменения по величине. Наименее эффективное управление моментом двигателя наблюдалось при установке рукоятки контроллера в пятое положении. При этом вследствие небольшой величины напряжения в цепи ротора двигателя, вскоре после начала торможения срабатывает блок контроля, что приводит к замыканию колодочного тормоза.

УДТ рекомендуется для плавного торможения мостовых, козловых, башенных, портальных и др. кранов. Автоматические режимы динамического торможения желательно применять для кранов, работающих с одинаковыми или близкими по массе грузами (грейферные, магнитные, разливочные и др.). Управляемый с помощью педали режим динамического торможения целесообразно использовать на кранах, осуществляющих погрузочно-разгрузочные работы с различными по массе грузами.

Проведенные испытания показали, что УДТ обладает высокой надежностью и стабильностью параметров при работе во всех трех режимах. По сравнению с традиционно используемым торможением противовключением, УДТ позволяет осуществлять более плавное торможение и значительно меньше потребляет электроэнергии. Использование предложенного УДТ в крановых механизмах передвижения позволяет снизить динамические нагрузки металлоконструкций на 20-30%, амплитуду раскачивания груза в 2-2,5 раза, электропотребление на 15-18%, а также улучшить условия работы машиниста.

Литература

1. Неженцев А.Б., Будиков Л.Я. Устройство для электродинамического торможения грузоподъемных кранов // Подъемные сооружения. Специальная техника, №8(12). – Одесса, 2002. – С. 10-12.