13.3.2. Механизмы изменения вылета стрелы

Вылет стрелы можно изменить путём перемещения грузовой тележки (см. раздел 13.2) по поясу стрелы или углом наклона стрелы в вертикальной плоскости.

Подъём стрелы 1 с помощью канатного полиспаста 2 (рис. 13.11) осуществляют механизмом, аналогичным механизму подъёма груза, включающему двигатель, редуктор, барабан 3 и тормозное устройство. Стрела 1 шарнирно соединена с мачтой крана 4. Минимальный угол наклона оси стрелы к горизонту принимают  = 10…12⁰.

Натяжение каната на барабане F_c, соответствующее максимальному вылету стрелы, равно

(i_п, _п – кратность и КПД стрелового полиспаста, _б – КПД направляющих блоков).

Усилие F, прилагаемое к стреле для её подъёма, находят из уравнения моментов, составленного относительно пяты стрелы (т. О)

,

где G_ГР и G_С – вес груза и стрелы; F_Г – натяжение каната механизма подъёма; W_ГР и W_С – ветровые нагрузки на груз и стрелу в рабочем состоянии; L, a, l_F, l_FГ, l_WГР, l_WC – плечи приложения указанных сил.

Рис. 13.11

Помимо рассмотренного механизма, имеющего гибкую связь привода со стрелой, применяют механизмы изменения вылета с жёсткой связью. В кранах находят применение реечный, винтовой, зубчато-секторный, гидравлический, кривошипно-шатунный механизмы. Большинство из этих механизмов отличаются надёжностью и безопасностью в работе, но сложнее в изготовлении и эксплуатации. Подобно расчёту механизмов с канатным полиспастом в результате расчёта механизмов с жёсткой кинематической связью определяют силу, действующую на рейку, винт, шток гидравлического цилиндра и т.п., по значению которой определяют необходимую мощность привода.

В передвижных кранах на автомобильном или гусеничном ходу применяют шарнирно-сочленённые и телескопические стрелы, позволяющие быстро подготовить кран к работе с длинной стрелой.

13.4. Устройства и правила для безопасной работы

Механизмы грузоподъёмных машин оснащаются разными приборами и устройствами, обеспечивающими безопасность эксплуатации.

В качестве ограничителей линейных перемещений (высоты подъёма и опускания грузозахватного приспособления, верхнего и нижнего положения стрелы, горизонтального (наклонного) перемещения в механизмах передвижения или вращения) в основном применяют конечные выключатели рычажного или кнопочного типа. Конечные выключатели размыкают контактную систему работы электропривода соответствующего механизма (подъёма, передвижения и т.п.) и включают тормоза этих механизмов при подходе грузового крана или стрелы к крайним положениям, а также в конце пути – кранов на рельсовом пути и грузовых тележек. Дополнительно на концах рельсовых путей кранов устанавливают буферные устройства (резиновые, пружинные, гидравлические и др.) для поглощения кинетической энергии движущегося крана.

Конечные выключатели должны срабатывать в механизмах подъёма без груза, когда грузозахватное устройство не дошло до упора на расстояние не менее 200 мм, а у электроталей – не менее 50 мм; в механизмах передвижения – на расстояние не менее полного пути торможения.

Для предотвращения перегрузок крана механизмы подъёма снабжают ограничителями грузоподъёмности, автоматически выключающими электродвигатель, если груз превышает номинальную грузоподъёмность более чем на 10 %. По принципу действия они бывают механического и электромеханического действия. В качестве датчика усилия используют пружинные, грузовые, торсионные и электрические ограничители.

Механические ограничители грузоподъёмности и грузового момента (для стреловых кранов) из-за инерционности применяют редко; более удобными и универсальными являются электромеханические ограничители. Датчики могут быть связаны с различными элементами крана.

Рельсовые краны, работающие на открытом воздухе, подвергаются действию ветровой нагрузки и для того, чтобы избежать угона их ветром в нерабочем состоянии применяют противоугонные захваты. Краны большой грузоподъёмности оборудуют механическими захватами, жёстко связывающими кран с подкрановыми путями; краны небольшой и средней грузоподъёмности (до 10 т.) – подкладными клиньями или клещами с ручным приводом.

Усилия, которые должны создавать захваты

,

где W_кр – ветровая нагрузка нерабочего состояния; W – сила сопротивления передвижению при работе без груза (см. раздел 13.2)

Помимо рассмотренных устройств для обеспечения нормальной эксплуатации кранов их оборудуют приборами молниезащиты, указателями крена, ветрового давления, приближения стрелы крана к воздушным линия электропередач.

Как сказано выше, общий надзор за грузоподъёмными машинами осуществляет инспекция Госгортехнадзора РФ, которая руководствуется обязательными для всех Правилами.

В соответствии с Правилами все вновь устанавливаемые, перебазированные и капитально отремонтированные грузоподъёмные машины, а также съёмные грузозахватные приспособления перед пуском в работу подлежат техническому освидетельствованию, которое состоит из осмотра машины, её статического и динамического испытания.

Статические испытания проводят по специальной методике грузом на 25 % большим номинальной грузоподъёмности с целью проверки прочности всей машины и её отдельных элементов. После осмотра металлоконструкций, болтовых соединений и особенно грузовой подвески проводят динамическое испытание механизмов и тормозов грузом, на 10 % превышающим номинальную грузоподъёмность, повторными подъёмами и спусками.

Периодическое техническое освидетельствование и испытание под нагрузкой, в 1,25 раза превышающих номинальную, съёмных захватных приспособлений проводится в следующие сроки: траверс – через 6 месяцев; клещевых захватов – через 1 месяц; строп и тары – через 10 дней. Все результаты освидетельствования, испытаний и осмотров заносят в журнал и эксплуатация подъёмных машин разрешается только после устранения недостатков.

Для обеспечения устойчивости все стационарные грузоподъёмные и транспортирующие машины устанавливают на прочные фундаменты и закрепляют для предотвращения самопроизвольного движения и опрокидывания. Для обслуживания машин предусматривают проходы не менее 0,8 – 1 м, при длинных конвейерах через каждые 25 метров устанавливают переходные мостики.

Все вращающиеся и движущиеся части машин должны быть закрыты съёмными ограждениями, не препятствующие их техническому обслуживанию, но предохраняющие персонал от прикосновений во время работы.

К управлению грузоподъёмными и транспортирующими машинами допускаются лица не моложе 18 лет, обученные этой работе, имеющие соответствующий документ. Рабочая площадь, где установлены подъёмные и транспортные машины, должна хорошо освещаться и содержаться в чистоте.

Контрольные вопросы

1. Какие различают схемы механизмов подъема? Как соединяют барабан с редуктором?

2. Как определяют тормозной и пусковой моменты подъема?

3. Как подбирают электродвигатель и проверяют его по величине пускового момента?

4. Какие различают схемы механизмов передвижения?

5. Изложите общие положения методики расчета механизмов передвижения кранов.

6. В чем состоит особенность расчета привода тележки с канатной тягой?

7. Как конструктивно выполняют механизмы вращения поворотной части крана?

8. Изложите методику расчета механизма вращения поворотной части крана.

9. Расскажите об устройствах механизмов изменения вылета стрелы и методе определения натяжения стрелового каната.

10. Какие приборы и устройства применяют для обеспечения безопасной работы грузоподъемных машин? Их принцип действия и устройство.

Лекция 16