Общие сведения о машинах для подводных земляных работ

ЛЕКЦИИ№ 18,19,20

«Электроприводы специального назначения основных механизмов земснарядов»

Общие сведения о машинах для подводных земляных работ

Основными видами подводной разработки грунтов являются размыв, всасывание, разрыхление и экскавация.

Под размывом понимают процесс отделения от массива частиц грунта струей воды, движущейся как от ее источника, так и в сторону его. Во втором случае происходит всасывание частиц грунта, отделившегося от массива вместе с водой, размывшей грунт.

Разрыхление грунта под водой осуществляется. поступательно движущимися рыхлителями, а также фрезами, бурами, вибраторами, взрывным способом.

Экскавация производится грейферными ковшами, многоковшовыми рабочими органами.

Применяют также комбинированные способы разработки грунтов, основывающиеся (на указанных видах подводного разрушения.

Основные виды подводных земляных работ — дноуглубительные, буровые, планировочные, уплотняющие, погружные, взрывные.

Дноуглубительные работы общего назначения выполняются землесосными снарядами, землесосными установками, одно- и многочер-паковыми экскаваторами, а также скалодробильными снарядами, скалорезными и гидромониторными агрегатами, канатно-скреперными установками, подводными кабелеукладчиками, дноочистительными снарядами’, водолазными средствами.

Буровые механизмы предназначены для проходки скважин при добыче полезных ископаемых, для бурения шпуров при подводных взрывных работах, погружения оболочек в скальные грунты.

Планировочные машины и устройства служат для разравнивания песчаных, щебеночных и гравелистых оснований. К этой группе машин относятся подводные планировщики и планировочные устройства. Для уплотнения подводных постелей применяются виброуплотнители и катки.

Для погружных работ используются молоты одиночного и двойного действия, дизель-молоты, вибропогружатели, вибромолоты, подмывные устройства.

Пробы грунта с глубин берут грунтозаборниками различных конструкций.

Водолазные работы для размыва и удаления грунта выполняются обычно средствами малой механизации: гидростволами и грунтонасосами.

Рассмотрим более подробно подводные машины для земляных работ, разделив их на дноуглубительные и дноочистительные работы.

Дноуглубительные работы в зависимости от способа разрушения грунта выполняются землесосами, земснарядами, землесосными установками, гидроэлеваторами.

Грунтовыми насо.сами называются машины, работающие по принципу всасывания и предназначенные для транспортирования смеси грунта с водой.

Установки для подводных земляных работ имеют следующие основные обозначения: М — многочерпаковый тип снаряда; О — одночерпаковый; 3 — землесос; С — самоходный или самоотвоз-ный; Ш — шаландрвый способ транспортирования извлеченного грунта; Р — рефулерный; Т — трюмный. Первая буква обозначения характеризует тип снаряда, вторая — способ движения снаряда, третья — способ транспортирования. В числителе дроби, стоящей за буквенными обозначениями, дана производительность снаряда в кубических метрах в час, в знаменателе указаны число установленных главных машин (черпаковы, рефулерных, ходовых, разрыхлительных) и их суммарная мощность. Для самоотвозных снарядов после дроби указывается вместимость грунтового трюма в кубических метрах.

Например, запись ЗС-ТШ- 4 420 читается так: землесос самоотвозный трюмный шаландовый производительностью 400 м3/ч, с четырьмя главными машинами общей мощностью 1750 л. с, вместимость трюма — 420 м3.

Для обозначения типов речных машин на первом месте ставят буквы, указывающие на способ отделения грунта: 3 — землесос, ЗМ — землесос с механическим разрыхлителем; ЗГ — землесос с гидравлическим разрыхлителем; М — многочерпаковый снаряд; ШТ — штанговый снаряд; Г — грейферный. Следующая буква обозначает способ транспортировки грунта: Ш — шаландами; Л — лотком (для землесосов это обозначение отсутствует). Последняя буква указывает систему привода: Э— электропривод; Г — гидропривод; для самоходных машин добавляется буква С и далее указывается производительность в кубических метрах в час.

Рис. 73. Установка грунтозаборных устройств землесосов:
а — в кормовой прорези; б — в миделевой прорези; в — бортам судна; 1 — грунтозабор-ное устройство; 2 — вырез корпуса; 3 — грунтовой насос; 4 — приводной двигатель; 5 — двигатели хода; 6 — грунтовой трюм.

Морские землесосы делятся на самоотвозные, якорные и специальные.

Основным агрегатом землесоса является грунтовой насос центробежного действия, предназначенный для перекачивания гидросмеси (пульпы). Эти насосы иногда называют рефулерными помпами или рефулерными насосами.

Самоотвозные землесосы транспортируют грунт в своем грунтовом трюме. Они состоят из корпуса с надстройкой. В корпусе расположены грунтовой трюм, энергетическая установка, грунтовой насос, гребной вал и ряд других механизмов. Корпус самоотвозного землесоса имеет морские обводы для работы и перемещения в заданных условиях. Рабочим органом землесоса является грунтозаборное устройство, всасывающее грунт со дна. Устройство состоит из грунтоприемника, сосуновых труб, различных соединений, сосуновой рамы, полиспаста и лебедки. Для.работы на волне на рамоподъемном полиспасте имеется волновой компенсатор, а сосуновые трубы состоят из нескольких частей, шарнирно связанных между собой. Грунтозаборные устройства могут быть установлены в кормовой (рис. 73, а) или миделевой (рис. 73, б) прорези и по бортам (рис. 73, в).

Якорные землесосы применяются на защищенных от волн акваториях и каналах при разработке грунтов в основном I—IV групп с транспортировкой грунта по грунтопроводам или в грунтовозных шаландах.

Рис. 74. Схемы черпаковых снарядов:
о — многочерпакового шаландового; б — одночерпакового; 1 — грунтовой колодец- 2 — верхний ведущий барабан; 3 — полиспает подъема черпаковой рамы; 4 — промежуточные звенья (майоны) цепи; 5 —. черпаки; 6 « нижний барабан; 7 — черпаковая рама- 8 — корпус судна; 9, 10 — сваи; 11 — стойка; 12 — стрела; 13 — ковш; 14 — рукоять.

В большинстве случаев якорные землесосы несамоходные. Их рабочие перемещения’осуществляются тросовым и свайным папильонированием с помощью .соответствующих лебедок.

Разработаны конструкции комбинированных (самоотвозно-якорных) землесосов, сочетающие элементы самоотвозного и якорного землесосов.

Специальные землесосы предназначены для выполнения отдельных видов работ: размыва перекатов, разрушения дна на больших глубинах, размыва дна струей воды.

Речные землесосные снаряды делятся по виду транспортирования грунта на землесосы с плавучим и подвесным грунтопроводом и по назначению — на строительные и дноуглубительные.

Речные строительные землесосные снаряды намывают плотины, дамбы, подводные территории, разрабатывают котлованы, добывают строительные материалы и т. д. По способу грунтозабора землесосные снаряды бывают со свободным всасыванием грунта, с попутным механическим и гидравлическим рыхлением, с комбинированными способами рыхления. Основные элементы этих машин те же, что и морских землесосов.

Дноочистительные снаряды — это самоходные или несамоходные судна, предназначенные для подъема подводных препятствий, их погрузки на суда и укладки на берег. Снаряды оборудуются водолазной станцией, гидромоторной установкой, электросварочным агрегатом, кранами с грейферным оборудованием, лебедками.

 

105. Классификация землесосных снарядов

Землесосными снарядами называются несамоходные или самоходные суда, специально оборудованные для разработки грунта в закрытых карьерах.
Землесосные снаряды выполняют различные работы в области гидротехнического, гражданского и дорожного строительства, с давних времен несут службу по углублению фарватеров рек, а ныне применяются и в горной промышленности.

По назначению различают строительные и дноуглубительные землесосные снаряды.

1.Строительные землесосные снаряды намывают плотины, дамбы, перемычки, городские и заводские территории, площадки и острова под нефтяные промыслы, аэродромы, дорожные насыпи; разрабатывают котлованы под гидротехнические сооружения, добывают нерудные материалы, производят вскрышу полезных ископаемых и т. п.

2.Дноуглубительные снаряды углубляют фарватеры рек, очищают ирригационные каналы и выполняют другие работы в области гидромелиорации. Строительные землесосные снаряды могут использоваться и как дноуглубительные.

 

По способу всасывания грунта различают землесосные снаряды, оборудованные землесосами, эжекторными устройствами, эрлифтами, с комбинированным всасыванием.

 

По способу грунтозабора землесосные снаряды бывают со свободным всасыванием несвязного грунта (без рыхления); с попутным рыхлением механическими средствами (фрезами, вибраторами и пр.); с гидравлическим рыхлением; с комбинированными способами рыхления.

 

По способу управления землесосные снаряды разделяются на землесосные снаряды с ручным управлением (член экипажа, выполняющий все функции по управлению землесосным снарядом, именуется багермейстером); с автоматическим управлением (в этом случае управляют землесосным снарядом с помощью различных приборов и устройств).

 

По способу энергоснабжения различают землесосные снаряды, получающие электроэнергию от электрических сетей (преимущественно строительные землесосные снаряды) и имеющие автономные силовые установки (в основном работающие по углублению фарватеров судоходных рек и работающие в области мелиорации).

 

По способу рабочих перемещений землесосные снаряды бывают якорные; свайно-якорные; безъякорные хоботовые (у последних грунтозаборные устройства перемещаются без перемещения корпуса землесосного снаряда), а по конструкции корпуса — с разборным и неразборным корпусом.

 

По месту положения землесоса различают палубные, трюмные землесосные снаряды и с погружными землесосами.

 

106. Устройство и принцип работы земснарядов.

 

Основной действующий агрегат на землесосном снаряде — землесос. Все остальное оборудование имеет вспомогательное назначение. Корпус землесосного снаряда предназначен для того, чтобы нести на себе землесос и все вспомогательное оборудование, всасывающий трубопровод подводит грунт в смеси с водой к землесосу, а нагнетательный отводит его к месту укладки; для разрыхления грунта в забое применяют фрезы разных конструкций.
Перемещение землесосного снаряда в пределах карьера осуществляется свайным устройством и лебедками с тросами, закрепленными за якоря. Управляет им один человек с пульта управления, а обслуживает команда во главе с начальником снаряда.
Обычно землесосные снаряды обозначают двумя цифрами, первая из которых характеризует производительность землесоса в м3/ч по грунту, а вторая — развиваемый землесосом напор в м вод. ст. Иногда добавляют некоторые индексы, имеющие то или иное значение. На гидротехническом строительстве при производстве работ методами гидромеханизации в течение многих лет успешно работали землесосные снаряды 100-35, 300-40, 500-60, 1000-80. За последние годы появились землесосные снаряды 100-40К, 350-50Л, 350-50Т, 300-40УП, 500-70Гл, ЗРС, 8ПЗУ-ЗМ (мелиоративный), 1500-100, ДПЗ-250-50 и др. В крупном гидротехническом строительстве используют в основном снаряды 300-40, 500-60, 1000-80 и 350-50Л. В нерудной промышленности работают землесосные снаряды производительностью до 200 м3/ч по грунту (17 различных моделей) .

 

Землесосный снаряд 100-40К, построенный взамен устаревшего землесосного снаряда 100-30, трюмного типа, с фрезерным рыхлителем, со свайным ходом. На нем устанавливают грунтовые насосы производительностью 1600— 1800 м3/ч. Может разрабатывать грунт на глубине до 12 м.

 

Землесосный снаряд 300-40 хорошо зарекомендовал себя при работе на многих гидротехнических стройках. Он оборудован грунтовым насосом марки 20Р-11 с синхронным электромотором, мощность 1200 кВт.
Машинное отделение землесосного снаряда 500-60 размещено в средней части корпуса, который имеет 10 отсеков. Грунтовый насос, установленный на нем, имеет тот недостаток, что легко впадает в режим кавитации при перегрузке всасывающей линии. Землесосный снаряд имеет два вспомогательных насоса, смонтированных ниже ватерлинии и поэтому находящихся всегда под заливом.

 

Землесосный снаряд 1000-80 оборудован грунтовым насосом марки 1000-80, приводимым в действие электродвигателем мощностью 4400 кВт. Этот землесосный снаряд имеет установленную мощность 5130 кВт и является самым мощным из российских земснарядов. Грунтовый насос 1000-80 имеет пологую характеристику, устойчивую по отношению к кавитации, т. е. грунтовый насос не боится перегрузки всасывающей линии. Разработан новый землесосный снаряд 1500-100 несколько большей производительности и большего напора, который не имеет обычных палубных настроек, причем все оборудование размещено в его трюме. Землесосный снаряд оборудован двумя последовательно соединенными грунтовыми насосами, способен разрабатывать грунт до глубины 18 м. Установленная мощность 9150 кВт.

 

Землесосный снаряд 350-50Т характерен разборным корпусом, что позволяет перебрасывать его к месту производства работ сухопутными путями. Имеется вариант этого типа землесосных снарядов с неразборным корпусом.

Землесосный снаряд 350-50Т:
1 — грунтозаборное устройство; 2 — стрела; 3 — надстройка; 4 — суперструктура; 5 — аппарат напорного свайного хода; 6 — прикольная свая; 7 — насосы технического водоснабжения; 8 — главный агрегат; 9 — корпус; 10 — всасывающий трубопровод.

Он создан специально для разработки тяжелых грунтов, оборудован напорным свайным ходом. Глубина разработки грунта до 18 м. Землесосный снаряд 300-40УП предназначен для проходки узких прорезей за счет особой системы рабочих перемещений. Снаряд имеет две прикольные сваи в носовой части и одну напорную сваю в кормовой части. Напорный свайный ход обеспечивает подачу снаряда вперед с помощью двух винтов. Грунто-заборное устройство соединено со специальным кругом, вместе с которым оно совершает нужные повороты. Снаряд может и папильонировать как снаряды, имеющие обычное папильонажное устройство.

 

Эжекторный землесосный снаряд характерен отсутствием грунтового насоса. На конце всасывающей линии смонтирован эжектор, обслуживаемый обычным центробежным насосом 20Д-6. По-видимому, такие земснаряды найдут применение при разработке несвязных грунтов, лишенных крупных включений, при подаче гидросмеси с небольшим напором. Если эжектор рассматривать как агрегат первого подъема, гидросмесь принимать одним из грунтовых насосов, а область всаса оборудовать соответствующими рыхлителями, то область применения таких землесосных снарядов значительно расширится.

 

Эрлифтовые землесосные снаряды работают на принципе эрлифта, т. е. во всасывающую трубу подается через специальную форсунку воздух, плотность смеси во всасывающей трубе уменьшается, появляется всасывающий и подъемный эффект, который можно увеличить приданием соответствующих конструктивных форм форсунке, монтируемой в устье всасывающей трубы. Эрлифт не может транспортировать гидросмесь на большие расстояния, поэтому, если такая необходимость имеется, на землесосном снаряде должен иметься и грунтовый насос с перевалочным приемным бункером.
Все основное оборудование землесосного снаряда монтируется в его корпусе или верхних надстройках.
Основные рабочие органы землесосного снаряда — грунтовый насос, его всасывающая труба с рыхлиТельными устройствами и напорный трубопровод. Режим работы землесосного снаряда определяется режимом работы основных рабочих органов, поэтому для суждения о режиме работы землесосного снаряда необходимо иметь данные о работе грунтового насоса, т. е. характеристики его работы на воде и водогрунтовой смеси; необходимо знать гидравлическую характеристику всасывающей линии, в первую очередь — предельное значение вакуумметрической высоты всасывания, а также знать или уметь построить характеристику напорного трубопровода. Все названные три элемента должны быть подобраны так, чтобы обеспечивать одинаковый расход потока проходящей через них жидкости — воды или гидросмеси.

 

107.Зарубежные землесосные снаряды.

Землесосные снаряды строятся во многих странах мира — Голландии, США, Чехословакии, Японии, Канаде, Венгрии и др.
Если не рассматривать крупные морские самоходные землесосные снаряды, например Соединенных Штатов Америки, то основные конструктивные формы землесосных снарядов отечественных и иностранных марок идентичны; заслуживают описания некоторые особенности.
В Голландии применяют гидравлические приводы для приведения в действие рыхлителей и подъема свай. Землесосные снаряды строят со сборно-разборными корпусами, удобными для их транспортирования. Все землесосные снаряды снабжены автономными дизельными установками и генераторами электроэнергии, что освобождает землесосные снаряды от привязки к внешним электросетям. В Голландии уделяется большое внимание автоматизации землесосных снарядов и обеспечению их надежными контрольно-измерительными приборами.
Для США характерными являются тенденция к созданию очень мощных землесосных снарядов и производство грунтовых насосов специализированными фирмами. Грунтовые насосы применяют для транспорта сильно абразивных грунтов, причем эксплуатируются они при повышенной частоте вращения, поэтому уделяется большое внимание применению различных сплавов для борьбы с износом грунтовых насосов и другого оборудования гидромеханизации. Папильонажные лебедки приводятся в действие моторами постоянного тока, что позволяет плавно изменять скорость.
Японские землесосные снаряды в основном предназначены для работы в море, поэтому большое внимание уделяется их устойчивости волновым нагрузкам. Для Канады характерна тенденция изготовлять землесосные снаряды для работы на определенном объекте.

 

 

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ ЗЕМСНАРЯДОВ

 

108. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЗЕМСНАРЯДОВ

Современные земснаряды имеют высокую степень энергово­оруженности и отличаются от судов транспортного флота боль­шим разнообразием схем электрооборудования и автоматики.

По назначению и участию в технологическом процессе элек­троприводы механизмов земснарядов могут быть класифициро-ваны согласно табл. 5. Подобная классификация, как увидим,

соответствует в большой степени и объединению электроприво­дов механизмов земснарядов по общности характеристик и режимов работы и предъявляемым к электроприводам требо­ваниям.

 

Папильонажные лебедки

Папильонажными лебедками называются лебедки, назначение которых

состоит в поддержании непрерывного контакта грунтозаборного устройства

с разрабатываемым грун­том и в осуществлении необходимого напора для

механического разрушения его рыхлите­лем той или иной конструкции.
Средняя скорость движения грунтозаборного устройства ур может быть определена следующим равенством:

(5-7)

где Q- производительность землесосного сна­ряда по грунту, м³/ч;
- сечение полосы грун­та, разрабатываемого за одну проходку, м².

Из этой формулы видно, что V_р может из­меняться в очень широких пределах. Если в это выражение подставить возможные зна­чения Q и в различном их сочетании, то най­дем, что V_р может принимать значения от 0,20 до 10 м/мин. Для сокращения потерь времени на маневрирование земснарядом верхний пре­дел скорости обычно увеличивают в 2 и даже иногда в 3 раза. В основном все же папильо­нажные лебедки работают на малых скоростях. Так как направление папильонажных тросов, как правило, не совпадает с направлением, в котором должно перемещаться грунтозаборное устройство, то и значения скоро­стей троса и грунтозаборного устройства бу­дут различными.
Тяговое усилие, развиваемое папильонажной лебедкой, должно быть прежде всего достаточным для осуществления процесса реза­ния грунта и преодоления при рабочих пере­мещениях снаряда всех вредных сопротивле­ний, в том числе давления ветра и давления текущей воды, так как все эти силы при не­удачной комбинации могут складываться.
Современная конструкция папильонажных лебедок должна отвечать следующим требованиям:
1) дистанционное регулирование скорости наматывания и сматывания троса должно происходить на всех скоростях достаточно плавно;
2) при высокой надежности и полной без­опасности ее обслуживания быть максимально компактной;

 

Рис. 5-44. Папильонажная лебедка землесосного снаря­да 350-50Л.
1 - барабан диаметром 600 мм; 2 -открытая передача:і=4,16; 3 - редуктор РМ-500; і =48.5; 4 - тормоз ТКТГ-200; 5 -электро­двигатель мощностью 20 квт, n=960 об/мин; 6 - канат стальной 31-1

 

3) для обеспечения повышения сроков службы троса быть оборудована тросоукладчиком;
4) быть оборудована автоматически и на­дежно действующей защитой от перегрузки.
Существующие системы привода папильо­нажных лебедок по типу электродвигателей могут быть разбиты на две большие группы: с двигателями переменного тока и с двигателями постоянного тока. В России больше рас­пространены приводы первой группы, иногда применяют трех- и четырехскоростные асин­хронные электродвигатели, которые в комби­нации с механическими коробками скоростей дают достаточно плавный и широкий диапа­зон скоростей.
На рис. 5-44 показаны боковой вид и план папильонажной лебедки от землесосного снаряда типа 350-50Л. Лебедка рассчитана на тяговое усилие 10 тс. Скорость каната 8,85 м/мин. Канатоемкость при четырехслойнойнавивке 270 м. Лебедка отличается надежностью и простотой конструкции, однако далеко не полностью отвечает требованиям, изложенным выше. В ближайшем будущем намечается замена этих лебедок более совер­шенными с приводом от электродвигателей постоянного тока.

 

 

110. УСЛОВИЯ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЗЕМСНАРЯДОВ И ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ ТРЕБОВАНИЯ

 

Условия работы (совокупность значений параметров элек­трооборудования) электроприводов механизмов земснарядов весьма разнообразны как по характеру нагрузки, так и по про­должительности ее действия.

1.Электроприводы механизмов дноуглубления землесоcных и мпогочерпаковых снарядов работают в продолжительном режи­ме, а одночерпаковых — в повторно-кратковременном.

 

2.Режим работы электроприводов механизмов рабочих пере­мещений зависит от способа рабочего перемещения земснаряда. Так, при траншейном способе режим работы становых лебедок продолжительный, а папильонажных — кратковременный; при папильонажном способе режим работы папильонажных лебедок продолжительный, а становых — кратковременный.

 

3.Электроприводы свайных устройств и механизмов, обслужи­вающих устройства отвода грунта, работают в кратковременном режиме. Исключение составляют промывочный насос сальнико­вого уплотнения ступицы рабочего колеса грунтового насоса и транспортеры, режим работы которых продолжительный.

 

4. Режим работы электроприводов остальных механизмов земснаряда за­висит от их назначения и характера выполняемых функций.

 

Нагрузка большинства электроприводов земснарядов имеет .переменный характер.

Особой неравномерностью отличается на­грузка черпакового привода многочерпакового снаряда, приво­дов подъемного и напорного устройств одночерпакового снаря­да и механического рыхлителя землесосного снаряда. Причиной неравномерности нагрузки является изменение грунтовых усло­вий, наличие твердых включений и прочих подводных препят­ствий. Неравномерность нагрузки черпакового привода усугуб­ляется периодичностью врезания черпаков в грунт и неравно­мерностью движения черпаковой цепи из-за наличия граней верх-него (приводного) барабана.

Нагрузка на валу двигателя грунтового насоса также ме­няется в широких пределах и зависит от рода грунта, насыще­ния пульпы, глубины всасывания, длины пульпопровода, высоты подъема отводимого грунта.

Неравномерная нагрузка характерна и для электроприводов папильонажных лебедок при папильонажиом способе работы земснаряда и становых лебедок при траншейном способе. Значительные перегрузки возможны и при работе электро­приводов рамоподъемной и лоткоподъемных лебедок, лебедки поворотного клапана и других механизмов.

К электроприводам с постоянной нагрузкой можно отнести гидрорыхлитель, промывочный насос и некоторые другие меха­низмы.

 

ТРЕБОВАНИЯ

1.Электроприводы механизмов дноуглубления, рабочих пере­мещений и обслуживающих устройства отвода грунта должны иметь дистанционное управление из рубки управления и выклю­чатель (аварийный) отключения цепи управления в непосред­ственной близости от механизма.

 

2.Схемами управления электроприводами технологического оборудования, за исключением грунтового и промывочного на­сосов, должно обеспечиваться реверсирование электродвигате­лей.

 

3.Все электроприводы должны иметь нулевое блокирование и защиту от перегрузок и токов короткого замыкания.

 

4.В электроприводах с ограниченным перемещением рабочих устройств должны быть выключатели конечных положений.

 

Электроприводы механизмов дноуглубления и рабочих пере­мещений необходимо выполнять с учетом следующих требова­ний:

 

1.плавный пуск при достаточном пусковом моменте;

2.стаби­лизация заданной частоты вращения в пределах допустимых нагрузок и ограничение момента и потребляемого тока кратко­временно допустимым значением тока стоянки I_ст= (1,5-1,7)I_н (крутопадающие механическая и электромеханическая харак­теристики);

3. достаточный диапазон изменения частоты враще­ния.

 

4.Скорость навивания троса электроприводов, обеспечиваю-

щих папильонирование и продвижение по траншее, регулирует­ся в пределах от 0,15—2 до 10—15 м/мин при номинальном вращающем моменте и достигает 20—25 м/мин с уменьшением его при уходе с прорези (например, для пропуска судов).

5.Ско­рость движения майонной черпаковой цепи регулируется в пре­делах от 2 до 25 черпаков/мин;

6.плавное регулирование частоты вращения электроприводов лебедок, обеспечивающих папильо-нирование и продвижение по траншее, черпаковой цепи и меха­нического рыхлителя;

7. регулирование частоты вращения элек­троприводов механизмов дноуглубления, способствующее до­стижению наибольшей производительности и наилучшему использованию установленной мощности двигателя;

8. регулиро­вание частоты вращения электроприводов механизмов рабочих перемещений, осуществляемое в функции изменения режимов нагрузки механизмов дноуглубления в целях достижения ими наибольшей производительности;

9.быстродействие систем управ­ления электроприводами;

10.свободное-сматывание троса с бара­банов папильонажных и становых лебедок и лебедок концевого понтона.

 

111. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕХАНИЗМОВ ЗЕМСНАРЯДОВ

 

Для черпакового устройства мпогочерпаковых снарядов, механического рыхлителя землесосных снарядов, подъемного, напорного и поворотного устройств одпочерпакового снаряда и механизмов, обеспечивающих папильонирование и продвиже­ние по траншее, рекомендуется применять регулируемые элект­роприводы. Остальные механизмы, как не требующие плавного изменения скорости или вообще не требующие ее изменения, могут иметь многоскоростной (ступенчатое изменение скорости) или односкоростной электропривод переменного тока.

 

Системы электроприводов основных механизмов мпогочер­паковых и.землесосных земснарядов приведены в табл. 6. Для систем электроприводов приняты следующие обозначения: Д — электропривод с двигателем постоянного тока; АД — электро­привод переменного тока с асинхронным двигателем с коротко-замкнутым ротором; АДф - - электропривод переменного тока с асинхронным двигателем с фазным ротором; АД₂ — электро­привод переменного тока с двухскоростным асинхронным дви­гателем; АДз — электропривод переменного тока с. трехскорост-ным асинхронным двигателем; АД4 — электропривод перемен­ного тока с четырехскоростным- асинхронным двигателем; 2АД — электропривод переменного тока с двумя асинхронны­ми двигателями с. короткозамкнутым ротором, планетарным редуктором и электромагнитными тормозами; двухступенчатое регулирование частоты вращения; АД — ЭМС — электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкиугым ротором и

электромагнитной муфтой скольжения; СД — электропривод переменного тока с синхронным двигателем; Г —Д —элек­тропривод постоянного тока системы генератор — двига­тель; ТГ —Д — электропривод постоянного тока систе­мы генератор — двигатель с тремя обмотками возбуждения на генераторе; ВГ — Д — электропривод постоянного тока системы генератор — двигатель с возбуждением от возбуди­теля; МУ Г — Д — электропривод постоянного тока системы генератор — двигатель с возбуждением от магнитных усили­телей; ТВ Г—Д — электропривод постоянного тока системы генератор — двигатель с возбуждением от тиристориого вы­прямителя; Др — Д —дроссельный электропривод постоянного тока; ТВ—'Д — вентильный электропривод постоянного тока.

Анализируя табл. 6 можно сделать следующие выводы:

1. при­вод грунтовых насосов не электрический (дизельный); привод механизмов, не требующих регулирования скорости (становые лебедки мпогочерпаковых снарядов, рамоподъемные лебедки), осуществляется двигателями переменного тока;

2.большинство механизмов, требующих изменения скорости в процессе работы, имеют регулируемый электропривод; 3.электропривод системы Г — Д в различном исполнении получил наибольшее распрост­ранение на земснарядах разных лет постройки; 4.дроссельный электропривод постоянного тока (Др — Д) явился промежуточ­ным между системами Г — Д и ТВ — Д;

5.на судах постройки последних лет и строящихся внедряются вентильные электро­приводы постоянного тока.

 

112. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕХАНИЗМОВ ДНОУГЛУБЛЕНИЯ

 

1.Приводным двигателем грунтового насоса дноуглубитель-ных землесосных снарядов является дизель.

2.На земснарядах, занятых на строительных работах в пределах ограниченной ак­ватории и получающих электроэнергию с берега, приводом грунтового насоса служит синхронный электродвигатель, на­пример на земснаряде проекта 350 — 50Л.

3.В электроприводе гидравлических рыхлителей используются асинхронные элек­тродвигатели.

4.Для механического рыхлителя и черпакового уст­ройства применяются регулируемые электроприводы, обеспечи­вающие стабилизацию скорости движения исполнительных ор­ганов и ограничение момента при перегрузках.

 

Ниже рассматриваются схемы электроприводов механиче­ского рыхлителя и черпаковой цепи. Схемы даются в упро­щенном виде.

 

113.Электропривод (системыТГ—Д) механического рыхлителя.

 

В электро'приводс механического рыхлителя земснаряда проек­та 23-110 (рис. 66) электродвигатель М фрезы получает пита­

 

 

Рис. 66. Схема электропривода механического рыхлителя-

 

ние от генератора и с приво­дом от дизеля. У генератора 3 обмотки возбуждения. Обмот­ка независимого возбуждения LG-Í получает питание от се­ти постоянного тока и служит для создания начального воз­буждения генератора. Обмот­ка параллельного возбуждения (самовозбуждения) LG-2 пред­назначена для регулирования напряжения генератора и, со­ответственно, частоты враще­ния вала двигателя, что дости­гается изменением сопротивле­ния регулятора возбуждения RP в *цепи обмотки LG /. Вследствие действия обмотки последовательного возбужде­ния GL-3, магнитный поток ко­торой направлен встречно по­токам обмоток LG-1 и LG-2, механическая характеристика электропривода имеет крутопа-дающий вид. У двигателя М

только обмотка независимого возбуждения LM. Параллельно обмоткам возбуждения включены разрядные резисторы R1 — R3, предохраняющие обмотки от пробоя изоляции при возник­новении э. д. с. самоиндукции в момент отключения обмоток от питания. Цепи управления и возбуждения получают питание от сети постоянного тока. Переключателем SAI подается напря­жение к цепи управления и выбирается направление вращения двигателя М путем изменения направления тока в сто обмотке возбуждения LM. На регуляторе возбуждения RP смонтирова­ны 3 конечных выключателя SQ1 — SQ3, состояние которых изменяется в момент начала движения регулятора из пулевого положения. Защита привода от самопроизвольного включения (нулевое блокирование) после временного исчезновения пита­ния осуществляется реле К2 в сочетании с размыкающим кон­тактом SQ1 регулятора возбуждения RP. Реле К2 может быть включено только при пулевом положении регулятора RP, когда контакт SQ1 замкнут. В нулевом положении регулятора RP замкнут и контакт SQ3, что обеспечивает включение реле вре­мени КТ2, замыкающее свой контакт в цепи реле 1\2. Включив­шись, реле шунтирует своим контактом контакт SQ1 и подго­тавливает к включению контактор /(/. В момент начала дви­жения ползунка регулятора возбуждения RP и его контакты SQI н SQ3 размыкаются, контакт SQ2 замыкается и включает кон

тактор К1, контакты которого подключают цепи возбуждения генератора и двигателя к питающей сети. Протекание тока по обмотке независимого возбуждения LM двигателя вызывает включение реле минимального тока КЛЗ, шунтирующее своим контактом контакт реле времени КТ2. Выдержка Бремени при отключении реле КТ2 достаточна для шунтирования его кон­такта контактом реле КЛЗ. Частота вращения вала двигателя М регулируется изменением напряжения генератора G путем изменения тока возбуждения в обмотке парал­лельного возбуждения LG-2 и частоты вращения дизель-генератора специальным сервоприводом СП, воздействую­щим на регулятор возбуждения RP и топливный, насос 77/. Сервопривод имеет дистанционное управление из рубки управления. При пуске сервопривода ползунок регулятора возбуждения RP начинает перемещаться из крайнего левого положения вправо. Сопротивление регулятора возбуждения RP в цепи обмотки LG-2 уменьшается, ток возбуждения, напряжение генератора и частота вращения вала электродвига­теля увеличиваются. В момент, когда сопротивление регулятора RP в цепи обмотки LG-2 станет равным нулю, ток возбуждения достигнет номинального значения. Дизель до этого момента не развивает номинальной частоты вращения вала, а возрастание потребляемой от пего мощности компенсируется увеличением топливоподачи с помощью всережимного регулятора. Дальней­шее повышение частоты вращения вала двигателя М произво­дится воздействием сервопривода СП на топливный насос ди­зеля. Частота вращения вала дизель-генератора возрастает и достигает номинальной. Одновременно увеличивается сопротив­ление регулятора RP в цепи обмотки LG-2, но ток возбуждения* почти не изменяется, так как пропорционально частоте враще­ния генератора повышается его напряжение. Защита электро­привода осуществляется с помощью реле минимального тока КЛЗ, реле максимального тока КЛ1 и КА2, включенных через шунты RS1 и RS2 и теплового -реле КК. Реле максимал