Мостовые краны

Для предотвращения закручивания канатов полиспаста, вызванного реактивным моментом поворота длинномерного груза, используются стабилизирующие устройства. Такое устройство, которое навешивается на крюк подвески, показано на рис. 14.3.

Рис. 14.4. Предохранительные замки

 

В скобе на упорном подшипнике установлен стержень с петлей для  присоединения груза и ротором. Последний вместе со статором образует электродвигатель, корпус которого через  подшипники качения опирается на стержень. К корпусу прикреплен маховик. Ток к двигателю подается через  кольцевой токосъемник. При включенном двигателе статор вращается относительно ротора, а ротор с меньшей угловой  скоростью — в противоположную  сторону.

Инерция маховика увеличивает  реактивный момент. Устройства имеют  грузоподъемность от 4 до 32 т. Мощность их электродвигателей (от 0,8 до 25 кВт) зависит  от времени поворота (6—40 с при повороте груза на угол 90°), момента инерции груза и режима работы устройства.

Для удержания стропа от выпадения из зева крюка при его ослаблении используются различные типы замков с пружинным (рис. 14.4, а) и грузовым (рис. 14.4, б, в) замыканием.

Блоки

Долговечность канатов, взаимодействующих  с блоками, в значительной степени  зависит от материала ручья блока. Испытаниями на выносливость канатов  с пределом прочности проволок 180 кгс/см2 на блоках из модифицированного чугуна, которые имели в зоне контакта твердость HRC 50—55 и толщину упрочненного слоя 2—7 мм при твердости не упрочненного металла ИВ 160, установлено, что долговечность канатов снижается на 3—6%. В то же время износа ручья практически не происходит. Более правильным с точки зрения повышения долговечности канатов является снижение напряжений в зоне контакта проволок с поверхностью ручья путем выполнения последнего из материала менее твердого, чем канат. Так, при футеровке ручья эластичным полимерным материалом — капроном, модуль упругости которого в 200—250 раз меньше модуля упругости металла, создаются условия для увеличения площади контакта каната с блоком и, как следствие этого, уменьшение износа и разрушения проволок. Как показывают исследования и многолетняя эксплуатация, это позволяет повысить долговечность канатов в 2—2,5 раза; износ футеровки блока при этом примерно в 2 раза меньше износа металлического блока (без футеровки).

Согласно отраслевому  стандарту «Блоки футерованные для стальных канатов. Конструкция и размеры», который распространяется на блоки, работающие при температуре воздуха от +40° до —25°С, предусматривается футеровка ручья блока отдельными вкладышами, которые по 10 шт. устанавливают в кольцевую профилированную проточку блока. Вкладыши изготовляются литьем под давлением из капрона и удерживаются в проточке блока за счет натяга.

Поскольку скорости движения отдельных ветвей полиспаста различны и блоки имеют разные угловые  скорости, их устанавливают не соединяя друг с другом (рис. 14.5). Как правило, они монтируются на неподвижных осях и подшипниках качения.

Рис. 14.5. Установка блоков на осях

 

В первом случае канаты не имеют  возможности поворачиваться относительно своих продольных осей, что бывает необходимо при изменении расстояния между балансирами и крюковой подвеской во время подъема-опускания  груза. Это приводит к перекатыванию  и скольжению канатов по ручью  блоков, что в определенной степени  повышает износ каната. При использовании  вертлюгов, внутри которых концы  канатов, закрепленные в конических зажимах, опираются на упорные подшипники, условия работы канатов улучшаются.

При закреплении конца  каната зажимами расстояние между ними и длина свободного конца каната должны быть равны не менее шести  диаметрам каната.

Установка блоков на тележке показано — на рис. 14.6.

Канаты. Полиспасты

В механизмах подъема рекомендуется  применять стальные канаты следующих  типов и конструкций: ЛК-РО 6 X 31 ГОСТ 7668-69, ЛК-3 6 X 25 ГОСТ 7665-69, ТЛК-0 6 X 31 ГОСТ 7679-69, ТЛК-РО 6 X 36 ГОСТ 7669-69.

Рис. 14.6. Установка верхних блоков на общем (а) и отдельных (б) кронштейнах

 

Рис. 14.7. Балансиры

 

В канатах типа ЛК контакт  проволок в прядях происходит по линии, причем в канатах ЛК-РО в разных слоях располагаются проволоки  разных диаметров, а в канатах  ЛК-3 между слоями располагаются  заполняющие проволоки меньшего диаметра. При линейном контакте напряжения между проволоками значительно  меньше, чем при поперечном контакте в канатах ТЛК.

По виду свивки канаты разделяются на обыкновенные (раскручивающиеся) и нераскручивающиеся, у которых после снятия перевязок раскручивание на отдельные пряди, а прядей на проволоки не происходит. Нераскручивающиеся канаты обладают большей долговечностью и динамической прочностью, чем обыкновенные, так как при предварительном изгибе проволок в процессе изготовления снимается большая часть начальных напряжений. Кроме того, эти канаты менее склонны к образованию узлов и петель. Из канатов крестовой и односторонней свивки последние имеют в 1,25—1,5 раза больший срок службы, что объясняется большей (до 2 раз) длиной контакта проволок с барабаном, меньшей жесткостью, большим сопротивлением износу. Наиболее правильно применение канатов с пределом прочности от 160 до 200 кгс/мм2. При более низких пределах прочности нерационально увеличивается диаметр каната, а следовательно, барабана и блоков, а при более высоких пределах прочности канат имеет повышенную жесткость, что снижает срок его службы из-за усталостной прочности проволок.

Долговечность канатов увеличивается  при работе на блоках из серого чугуна на 15—30% по сравнению с работой  на стальных блоках. На 20—40% срок службы канатов увеличивается при их периодической смазке.

При работе крана на открытом воздухе или в помещении с  влажным воздухом рекомендуется  использовать канаты из оцинкованной проволоки. Стоимость таких канатов  на 125—150% выше, чем канатов из обыкновенной светлой проволоки.

В сдвоенных полиспастах  с четной кратностью уравнительный  блок (или балансир) располагается  на раме тележки (рис. 14.8, а), а с нечетной кратностью — на крюковой подвеске (рис. 14.8,6).

Изменение расстояния от оси  барабана и осей верхних блоков до оси блоков, установленных на подвеске, при подъеме-опускании вызывает изменение углов отклонения каната на блоках и барабане, что может  привести к повреждению каната и  трению его о боковые поверхности  ручья блока или канавки барабана. Поэтому, а также для того, чтобы  устранить возможность повреждения  канатом реборды блока, угол отклонения каната на блоке у0 (рис. 14.9, а) ограничивается по величине. Угол аг отклонения каната от оси канавки на барабане в сторону пустой канавки (рис. 14.9,б) ограничивается с тем, чтобы канат не выпадал из канавки, а угол а2 отклонения каната в сторону канавки, в которой находится соседний виток, также ограничивается, чтобы устранить возможность касания канатом соседнего витка.

Рис. 14.8. Схемы полиспастов

Рис. 14.9. Углы отклонения каната

При предварительных расчетах значения углов а, аг и а2 принимают в пределах 4—6°.

При расчете каната определяют его диаметр dK исходя из массы поднимаемого груза и разрывного усилия при принятом значении предела прочности проволок.

15.Механизмы передвижения мостового крана

Механизмы передвижения кранов и тележек с приводными колесами имеют много общего, и поэтому  рассматриваются совместно. Они  состоят из неприводной части — холостых ходовых колес и приводной части — приводных ходовых колес, передаточного устройства, электродвигателя (или гидромотора) и тормоза. Приводная часть подразделяется на механизмы с центральным приводом, при котором используется один двигатель и одно передаточное устройство, и механизмы с раздельным приводом, имеющим два двигателя. Механизмы с центральным приводом применяют в тележках и некоторых конструкциях мостов. В последних чаще используются механизмы с раздельным приводом. Этот тип привода находит применение и в некоторых конструкциях тележек.

На рис. 15.1 показаны схемы приводных частей механизмов передвижения: а — четырехколесного крана (тележки) с центральным приводом и тихоходным валом; б — то же, с быстроходным валом; в — то же, с раздельным приводом; г — шестнадцатиколесного крана с раздельным приводом; д — четырехколесного крана с раздельным приводом и среднеходной открытой зубчатой передачей; е — восьмиколесного крана с раздельным приводом и среднеходной открытой передачей.

На рис. 15.2 показаны схемы расположения колес в механизмах передвижения крана (тележки) при их общем числе 4 (а), 8 {б) ж 16 (в).

У механизма передвижения с быстроходным валом две половины трансмиссионного вала соединяются  с валом электродвигателя, расположенного в середине пролета моста, и с  быстроходными валами двух редукторов, установленных около концевых балок. В этом случае трансмиссионный вал, имеющий угловую скорость, равную угловой скорости вала двигателя, передает минимальные крутящие моменты.

У механизма передвижения с тихоходным валом две половины трансмиссионного вала соединяются муфтами (рис. 15.3) с валами ходовых колес и с тихоходным валом редуктора, который устанавливается в середине пролета моста. При этом угловая скорость трансмиссионного вала равна угловой скорости ходовых колес, и трансмиссионный вал передает соответственно значительно большие крутящие моменты.

Рис. 15.1. Схемы приводных частей механизмов передвижения:

 
1 – ходовое колесо; 2 — вал; 3 —  редуктор; 4 — тормоз; 5 — электродвигатель; 6 — балансир

Рис. 15.2. Схемы расположения колес

 

Уменьшение крутящих моментов, передаваемых валом, приводит к снижению требуемых значений моментов сопротивления  сечений и диаметров валов. Поэтому  при прочих равных условиях быстроходные трансмиссионные валы обычно имеют  меньшие диаметры и массу, чем  соответствующие тихоходные валы, что  дает возможность применять менее  крупные опоры и муфты. Однако вследствие больших угловых скоростей  быстроходные трансмиссионные валы требуют более высокой точности изготовления и монтажа. Поэтому, несмотря на возможность снижения массы трансмиссий  путем применения механизмов передвижения с быстроходными валами, в современных  кранах такие механизмы применяют  редко.

Хотя раздельный привод имеет  удвоенное количество двигателей, редукторов и тормозов, он легок и удобен в изготовлении и при монтаже. К его недостаткам следует  отнести значительную чувствительность к неравномерности нагрузок на противоположных  сторонах крана.

При центральном приводе, когда несимметрия сопротивления движению сторон крана вызывает закручивание трансмиссионного вала, отклонения в размерах приводных колес и разница в сопротивлениях меньше влияют на перекос крана.

Определяющим для механизма  передвижения кроме скорости является количество ходовых колес, которое  назначается на основании их расчета. Краны и тележки малой и  средней грузоподъемности обычно имеют  по четыре колеса, большей грузоподъемности — по восемь и шестнадцать колес, а их тележки соответственно —  по четыре и восемь. Трех опорные тележки, у которых два колеса, перемещающиеся по одному рельсу, имеют реборды, а третье — выполнено безребордным, легче разворачиваются в горизонтальной плоскости.

Рис. 15.3. Соединение валов:

 
а — с пружинной вставкой; б  — с эластичной вставкой

Одностороннее направление  тележки позволяет уменьшать  межребордные зазоры и перекос тележки и снижать требования к точности установки колес и рельсов. Благодаря статически определимой схеме исключается проскальзывание ведущих колес при пуске и торможении.

При числе колес более  четырех применяют балансиры (см. рис. 15.2), служащие для равномерного распределения нагрузки между колесами. Использование балансиров, а тем более двухъярусных (рис. 15.2, в), резко увеличивает габаритную высоту крана, поэтому в некоторых случаях применяют сочлененные концевые балки, которые состоят из двух шарнирно соединенных частей. Выверка положения колеса осуществляется гайками и конусными втулками, перемещающимися по коническим концам оси.

Корпуса подшипников с  крышками крепятся к половине концевой балки болтами. Вторая половина балки  образует с корпусом шарнир.

В этих же целях, а также  для создания расчетной схемы, наиболее приближающейся к статически определимой, в многоколесных кранах применяют  конструкцию, при которой механизм передвижения имеет ходовые тележки, прикрепленные непосредственно к главным балкам. Рамы тележек соединяются горизонтальным шарниром.

Рис. 15.4. Установка горизонтальных роликов: а — с двух сторон рельса; б — с одной стороны рельса

 

Механизмы передвижения кранов выполняются либо с двухребордными, либо с безребордными колесами и горизонтальными роликами (рис. 15.4). Конструкция их приводов в обоих случаях одинакова.

16.Многоскоростной механизм подъема  мостового крана

Получение микроскоростей при подъеме-опускании груза может осуществляться установкой в механизме подъема дополнительного электродвигателя и планетарной муфты с тормозом (рис. 16.1). Механизм подъема, состоящий из электродвигателя, тормоза одноступенчатого и двухступенчатого редукторов, открытой зубчатой передачи и барабана, дополняется планетарной муфтой с тормозом, тормозом и электродвигателем. Центробежные выключатели и служат для отключения механизма при неисправных тормозах или при поломке планетарной муфты. При их отсутствии или поломке указанных узлов может произойти разгон двигателя. Выключатели срабатывают при скорости, соответствующей удвоенной частоте вращения двигателя, связанного с ними. Схема обеспечивает получение отношения скоростей 24 : 1.