Классификация и конструктивные особенности

Грузоподъемными называют машины, которые пред­назначены для Н подъема и перемещения грузов и людей.

Грузоподъемные машины можно разделить на три основные группы: 1) грузоподъемные устройства, к которым относят дом­краты, лебедки, полиспасты и тали; 2) грузоподъемные краны, главными из которых являются краны мостового типа, стрелового типа, консольные, краны-штабелеры; 3) подъемники.

Домкраты реечные, винтовые и гидравлические (рис. 1, а—в) перемещают груз только в вертикальном направлении с помощью рейки 1, винта 4 и поршня 5, установленных в корпусах 2 и снабженных приводом в виде рукояток 3.

Полиспаст (рис. 1, г) выполнен в виде неподвижной 6 и подвижной обойм 8 с крюками и роликами (блоками), которые охватываются канатом 7. Неподвижная обойма закрепляется на ка­кой-либо конструкции, а на крюк подвижной обоймы навешивает­ся груз. К свободному концу каната прикладывается тяговое усилие.

Лебедка имеет опорную конструкцию 11, на которой смонтированы барабан 9, передаточный механизм (с зубчатыми передачами) 10 и привод, который может быть ручным от рукоятки 12 (рис. 1, д) или электрическим. Канат 13 наматывается на барабан. Его закрепляют на грузе или запаковывают в полиспаст.

Цепная таль (рис. 2, а) имеет корпус 1, в котором смонтирована звездочка для грузовой цепи с крюковой подвеской 2. Привод звездочки осуществляется через зубчатые или червячные передачи с тормозным устройством от тягового колеса 4 с помощью тяговой цепи 3. Таль за крюк подвешивается к какой-либо конструкции и может перемещать груз только вертикально. Эта же таль подвешена к тележке 5 (рис. 2, б), установленной на двутавре, и может перемещать груз в горизонтальном направлении с помощью механизма передвижения тележки, приводимого в действие тяговым колесом с помощью тяговой цепи.

Канатная таль (рис. 2, в) имеет корпус 1, в котором смонтированы барабан 6 для каната с крюковой подвеской 2, редуктор с тормозным устройством 9 и приводной электродвигатель 7. Таль может быть подвешена к тележке 5 механизмом передвиже­ния или установлена стационарно. Управление механизмами подъема груза н передвижения тали осуществляется с помощью подвесного пульта 8.

Рис. 1 Грузоподъемные устройства:

соответственно реечный, винтовой н гидравлический домкраты; г — полиспаст; д — лебедка с ручным приводом

К кранам мостового типа относят мостовые (рис. 3, а) и козловые (рис. 3, б) краны, которые включают несущую стальную конструкцию (мост) 3 с ходовыми колесами 1 и механизм передвижения 2. Колеса опираются на крановые рельсовые пути.

По мосту передвигается грузовая тележка 4, на раме которой смонтированы механизм подъема груза с крюком и механизм передвижения тележки. Благодаря трем механизмам груз имеет три поступательных перемещения и передвигается в любую точку обслуживаемого краном цеха, склада и др.

Типовой механизм подъема груза (рис. 4, б) состоит из двигателя 1, тормозного устройства 3, передаточного механизма 4 и барабана 6, которые соединены зубчатыми муфтами 5. На барабан намотан канат 9 полиспаста 8, который соединен с блоками крюковой подвески 7. Груз с помощью строп подвешивается на крюк подвески. Двигатель может быть электрическим, гидравлическим; при редкой работе крана применяют ручной привод. Тормозное устройстве предназначено для затормаживания механизма с грузом и удерживания поднятого груза в подвешенном состоянии. Иногда тормозное устройство используется для регулирования скорости опускания груза. Передаточный механизм увеличивает крутящий момент, передаваемый от двигателя к барабану, и одновременно уменьшает частоту вращения барабана. В качестве передаточного механизма применяют редукторы и открытые зубчатые передачи. Исполнительным органом механизма является барабан с полиспастом и крюковой подвеской (на рисунке показан штриховыми линиями).

Рис. 2. Тали:

а — стационарная цепная ручная; б — передвижная ценная ручная; в — передвижная канатная электрическая

Механизм передвижения крана (рнс. 5, а) состоит из двигателя 2, передаточного механизма 4, тормозного устройства 1 и приводного 7 и неприводного 8 колес. Элементы механизма соединены муфтами 3 и 5. Движение осуществляется за счет сцепления приводного колеса 7 с рельсом 6. Тормозное устройство предназначено для затормаживания крана на заданном пути торможения и удерживания его на месте при воздействии внешних сил, например ветровой нагрузки. Исполнительным органом является опорно-ходовое устройство крана, которое включает приводные и неприводные колеса (на рисунке показан штриховыми линиями).

Механизм передвижения грузовой тележки выполняют по двум схемам: первая — с приводными колесами аналогична механизму передвижения крана (см. рис. 5, а),

вторая — с тяговым канатом (рис. 5, б). В последней схеме все колеса 8 неприводные, а рама тележки соединена тяговым канатом 10 с барабаном 11 тяговой лебедки, при этом канат поддержи­вается направляющими блоками 9. Тяговая лебедка, кроме барабана, имеет передаточный механизм 4, тормозное устройство 1, двигатель 2 и муфты 3, 12. Исполнительный орган включает тя­говый канат 10 с барабаном 11.

К кранам стрелового типа относят различные стреловые самоходные краны (см. рис. 3, в), строительные башенные краны (см. рис. 3, г) и портальные краны (рис. 3, а). Эти краны имеют опорно-ходовую часть 5 различной конструкции, опорно-поворотное устройство 6 и поворотную раму 7, на которой шарнирно закреплена стрела 8, удерживаемая стреловым канатом с полиспастом.

Механизм подъема груза этих кранов смонтирован на поворотной раме. Вращение поворотной части осуществляется механизмом поворота. Подъем и опускание стрелы выполняется механизмом подъема стрелы. Благодаря поступательному и вращательному движениям груза от трех механизмов он может быть доставлен в любую точку площадки, обслуживаемой краном.

Рис. 3. Грузоподъемные краны:

а – мостовой, б – козловой, в – автомобильный, г – башенный, д – портальный. е – консольный, ж и з – соответственно мостовой и стеллажный краны-штабелеры

Рис. 4. Кинематическая схема механизма подъема с полиспастами;

а — одинарным; б — сдвоенным; 1 - двигатель; 2 — упругая муфта; 3 — тормоз; 4 — передаточный механизм; 5 - зубчатая муфта; 6 - барабан; 7 — крюковая подвеска; — полиспаст; 9 — канат; 10 — направляющие блоки

Механизм подъема стрелового крана (см. рис. 4, а) отличается от механизма подъема грузовой тележки только тем, что он имеет направляющие блоки 10у установленные на стреле. Элементы механизма соединяются муфтами 2 и 5.

Механизм поворота может быть выполнен с поворот­ной колонной (рис. 6, а) и опорным кругом (рис. 6, б).

Механизм поворота, показанный на рис. 6, б, состоит из двигателя 1, тормозного устройства 3, передаточного механизма 4 с шестерней, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 8 опорно-поворотного устройства 7. Наиболее широко применяют шариковые и роликовые опорно-поворотные устройства, которые являются исполнительным органом механизма поворота (на рисунке показан штриховыми линиями).

Механизмы изменения вылета выполняют по трем основным вариантам: I) подъем и опускание стрелы 8 с помощью стрелового полиспаста 7, который со стреловой ле­бедкой по конструктивному исполнению аналогичен механизму подъема груза (рис. 7, а)\ 2) перемещение грузовой тележки по стреле; этот механизм по конструктивному исполнению аналогичен механизму передвижения тележки с тяговым канатом (см. рис. 5, б); 3) взаимное перемещение элементов стрелы, осуществляемое выдвижением телескопических секций стрелы 11 с помощью гидроцилиндров 9 и подъемом и опусканием стрелы с помощью гидроцилиндра 10 (рис. 7, б). Гидроцилиндры являются исполнительными органами механизма.

Рис. 5. Кинематическая схема механизма передвижения:

а - с приводными колесами; б - с тяговым канатом; 1 - тормоз; 2 - двигатель: 3. 5 - зубчатые муфты, 6 - рельс; 7, 8 - приводное и неприводное колеса; 9 - направляющий блок; 10 - тяговый канат; 11 - барабан; 12 - упругая муфта

Рис. 6. Кинематическая схема механизма поворота:

а — с поворотной колонной; б — с опорным кругом; 1 — двигатель, 2 — муфта, 3 — тормоа; 4 — передаточный механизм: 5 — ОПУ с поворотной колонной; 6 — фрикцион­ная муфта; 7 — ОПУ с поворотным кругом; 8 — зубчатое колесо

Консольные краны (рис. 3, е) имеют стальную конструкцию, представляющую собой колонну 9 с консолью 10. Краны могут быть стационарными и передвижными, а консоль — поворотной. По консоли перемещается грузовая тележка 11, в качестве которой часто используют ручные и электрические тали. Опорно-поворотное устройство консоли выполнено в виде колонны 6 (см. рис. 6, а), установленной на радиальных 5 н упорном подшипниках. Зубча­тое колесо, закрепленное на колонне, находится в зацеплении с шестерней механизма поворота, включающего двигатель тор­мозное устройство 3, передаточный механизм 4 и муфту 2.

К раны-штабелеры разделяют на мостовые и стеллажные. Мостовые краны-штабелеры (рис. 3, ж) по конструктивному исполнению близки мостовым кранам. Отличие мостовых кранов-штабелеров состоит в том, что на грузовой тележке 12 закреплена поворотная колонна 13, по которой перемещается грузоподъемник 14 с вильчатым захватом 15 для груза. Этот кран-штабелер имеет механизмы передвижения моста и тележки, подъема грузоподъемника и поворота колонны.

Рис. 7. Кинематические схемы механизма изменения вылета:

Стеллажные краны-штабелеры (рис. 3, з) выполнены с опор­ной ходовой балкой 19 с колесами. На балке закреплена колонна 18, по которой перемещается грузоподъемник 16 с телескопическим захватом 17 для груза. Кран имеет механизмы передвижения, подъема грузоподъемника и выдвижения телескопического за хвата.

Управление кранами-штабелерами осуществляется из кабины, закрепленной на кране, с помощью кнопочного поста, подвешен­ного к грузовой тележке, или дистанционно.

К подъемникам относятся лифты, строительные н скиповые подъемники. Основная нх особенность заключается в том, что они стационарны, а кабина лифта, площадка строительного подъемника и скип перемещаются с помощью канатов механизма подъема в жестких направляющих.

Грузоподъемные машины являются машинами циклического действия, работающими в повторно-кратковременном режиме. Цикл работы машины состоит из перемещения грузозахватного устройства к грузу, подъема н доставки груза в заданное место, освобождения грузозахватного устройства от груза и возвращения его без груза в исходное положение. За один цикл могут работать (находится в действии) любые механизмы. Время работы каждого механизма грузоподъемной машины состоит из периодов разгона t_р, установившегося движения t_y н торможения t_T.

Устройство элементов механизмов и кранов подробно рассмотрено в последующих главах.