§ 8. Поворотные и велосипедные краны

Поворотные краны могут быть с вращающейся или с неподвиж­ной колонной. Поворотные краны с вращающейся колонной получили преимущественное применение в метал­лургических цехах. В мартеновских цехах пово­ротные краны используют для ремонта ковшей и обслуживания желобов, в конвертерных цехах— для подачи скрапа в конвертер, а в доменных —

для обслуживания меха­низмов воздухонагрева­телей и горнов.

В металлургических цехах поворотные кра­ны обслуживают неболь­шие участки, а поэтому их делают с постоянным вылетом.

Поворотный кран (рис. 59) имеет враща­ющуюся колонну /,опи­рающуюся нижним кон­цом на подпятник и под­шипник 2, а верхним— на подшипник 3.

Рис. 59. Поворотный кран

К колонне прикре­плены поперечина 4 и укосина 5, образующие ферму крана,сваренную из прокатных профилей. Кран имеет механизм подъема и механизм по­ворота с ручным или электрическим приводом. Крюк 6 подвешен к канату 7, который огибает блоки и закрепляется на барабане лебедки.

В некоторых конструкциях поворотных кранов для изменения вылета установлена тележка, перемещающаяся по верхнему поясу металлоконструкции фермы.

При расчете механизма поворота крана определяют усилия, действующие на подпятник. Вертикальное усилие находят, спроектировав все действующие силы на вертикальную ось:

2 (Р)_у = 0; Q + G-V = 0; V = Q + G,

где Q — грузоподъемность крана в н (кГ);

G — вес крана в н (кГ);

V — вертикальное усилие в н (кГ).

Для определения горизонтальных усилий, действующих на подшипники, составляют уравнение моментов, приняв за центр моментов точку пересечения сил реакций в подпятнике:

2 М_А = 0; QL + Gl- H_xh = 0; Н₁ = BL+^L;

2. (Р)_х = 0; Н₁ - Я₂ = 0; Я₂ = Н_х = Н,

где L — вылет крана в ж;

1. — расстояние от оси до центра тяжести крана в м; h — расстояние между осями опор в м.

Момент силы трения от вертикальной нагрузки при кольцевой пяте определяют по формуле

М_х = |i (Q + G) н-м (кГ-м).

Момент сил трения от горизонтальных нагрузок, действующих на подшипник (верхний и нижний при одинаковых диаметрах), определяют по формуле

М₂ = 2\iHr н-м (кГ-м).

При разных размерах подшипников

М₂ = [I (Н\г[ + Н>г ) н-м.(кГ-м),

где г₁ — внешний радиус пяты в ж;

г₀ — внутренний радиус пяты в м\ jLt _х = jx = 0,1 — коэффициент трения скольжения; г', г", г — радиусы подшипников в м;

^ri ^ ^г- — средний радиус пяты в м.

Суммарный статический момент сил трения

^Мст = (Q + G) Fl + ²V-^{Hr Н}'^м-

При ручном приводе дальнейший расчет сводится к определе­нию момента М_рук рукоятки и передаточного числа i:

М_рук = Ра н-м (кГ-м),

где Р — усилие рабочего на рукоятке в н (кГ); а — плечо рукоятки, равное 0,3—0,4 м\

j М _ст

¹°^бш‘ М_рук г,_жх ’

где i_o6u( = i_Ki_u — передаточные числа конической и цилиндриче­ской передач; ц_мех — к. п. д. механизма.

Мощность электродвигателя привода механизма вращения крана

д 7 Мп_к

N = -тг=-^— квт,

9751] мех

где М = М_ст + М_д11Н — динамический момент от ускорения массы фермы и груза относительно оси вращения в н-м (кГ-м); п_к — число оборотов крана в об/мин;

/VIдин = Jq>^е + Jгр^{8 Н}'^М (К-Г-М),

где J₍p — момент инерции фермы, равный сумме моментов инер­ции масс стержней фермы относительно оси вращения, в кг-м-сек²;

J_еР — момент инерции груза относительно оси вращения крана в кг-м-сек

g

где е = угловое ускорение в 1 /сек²

t — время разгона электродвигателя в сек;

L — вылет груза в м.

Передаточное число механизма вращения колонны

^ _ п_дв Пк

где п_дв — число оборотов электродвигателя в минуту.

В консольных и велосипедных кранах ведущие ходовые колеса двигаются по одному рельсу: устойчивость крана обеспечивают горизонтальные опорные ролики. Консольные краны имеют жест­кие фермы, по которым перемещаются тележки с крюками; вело­сипедные краны снабжены поворотными стрелами.

Консольные краны применяют в сталеплавильных цехах (в них они заменили мостовые уборочные краны), литейных и бандаже­колесопрокатных цехах. Велосипедные краны применяют в ли­тейных пролетах сталеплавильных цехов.

Консольный уборочный кран устанавливают в литейном про­лете. Он перемещается вдоль фронта мартеновских печей и пред- 90

,2.

назначен для смены желобов, подачи огнеупорных материалов, ремонта желобов, ремонта ковшей, смены стопоров.

Консольный кран (рис. 60) имеет ферму 1 и крановую тележку 2 грузоподъемностью 5 т. Тележка перемещается внутри решетча­

той пространственной фермы моста по рельсам, укрепленным на двухтавровых балках 3.

Кран передвигается по специальному подкрановому пути 4 на двух колесах 5. Приводное колесо получает вращающий момент

от электродвигателя 6 через редуктор 7. Две пары верхних и ниж­них горизонтальных роликов 8 удерживают кран от опрокидывания.

К преимуществам консольных уборочных кранов перед мосто­выми относится то, что они не мешают работе разливочных кранов, а их стоимость значительно меньше стоимости мостовых кранов той же грузоподъемности. Консольные краны используются зна­чительно эффективнее мостовых уборочных кранов, работа которых

ограничена тем, что они установлены на одних путях с разливоч­ными кранами.

Для улучшения качества кипящего металла в мартеновских цехах применяют накрывание изложниц крышками. Процесс накрывания механизирован установкой велосипедных кранов (рис. 61) грузоподъемностью 0,5—3 т, расположенных над пло­щадкой разливщика. Велосипедный кран имеет стрелу с вылетом 4,6 м, механизм подъема и механизм передвижения. Стрела такого крана поворачивается на 180° вручную, в нерабочем положении ее отводят в направлении подкрановой балки.

Механизм подъема имеет электродвигатель 1 (рис. 62, а), соединительную эластичную муфту 2, червячный редуктор 3, цилиндрическую зубчатую передачу 4, барабан 5 и двухколодоч­ный тормоз 6.

Для ограничения высоты подъема крюка имеются конечный выключатель и ограничитель грузоподъемности.

0~и~Е

V

У

^а)

6}

Рис. 62. Кинематическая схема велосипедного крана: а — механизм подъема; б — механизм передвижения

Механизм передвижения (рис. 62, б) крана имеет электродви­гатель 1, электротормоз 2, двухступенчатый редуктор 3, два приводных ходовых колеса 5, соединенных двумя парами кони­ческих шестерен с валом 6. Для устойчивости кран имеет нижнюю опору в виде двух горизонтальных роликов и верхнюю опору, состоящую из двух пар горизонтальных роликов и одной пары вертикальных роликов, опирающихся на рельс. Пуск и остановка крана осуществляются от щитка кнопочного управления, располо­женного на стреле.

Скорость подъема груза 12,4 м/мин, передвижения крана 49,4 м/мин. Высота подъема груза 8 м.