§ 62. Краны мостовые общего назначения

Мостовые краны общего назначения применяются на складе холодного чугуна доменного цеха, в печных и литейных пролетах сталеплавильных цехов, на вспомогательных работах, складах готовой продукции прокатных цехов, в ремонтно-механических и других цехах.

Мостовые краны могут быть с ручным или электрическим приводом. Первые имеют мостовую балку, опирающуюся своими концами на два швеллера, снабженную ходовыми колесами. Приводное ходовое колесо соединено, или отлито за одно целое с зубчатым венцом. Малая шестерня закреплена на трансмаисионном валу на котором насажано и тяговое колесо. При вращении вручную тягового колеса шестерня вращает зубчатый венец и приводное колесо, в результате чего кран перемещается по рельсовым путям. Механизм подъема представляет собой ручную таль, подвешенную на крюке тележки, которая перемещается вручную цепью.

Кран-балка отличается от мостовых кранов с ручным приводом тем, что вместо ручной тали по нижнему поясу балки перемещается электроталь грузоподъемностью 0,5-5 т. Управляют кран-балкой обычно дистанционно с помощью магнитного пускателя.

В том случае, когда кран-балка снабжена механизмом передвижения и кабиной управления, то ее от мостового крана отличает только наличие электротали, вместо грузовой тележки.

Мостовой электрический кран (рис. 186) состоит из моста 15, передвигающегося в пределах цеха по подкрановым путям при помощи специальных механизмов; крановой тележки 9, снабженной механизмами передвижения и подъема груза, и кабины 17 крановщика с электрооборудованием, органами управления краном и звонком которым крановщик предупреждает о движении крана. Для передвижения моста служит быстроходная трансмиссия 11. Рабочие 2 и холостые ходовые колеса размещены в отъемных буксах, закрепленных в торцовых балках 4 моста.

Площадка 14 трансмиссии расположена на противоположной стороне площадки троллей, питающих тележку. Обе площадки имеют перильные ограждения 6. Мост крана снабжен упорными буферами 5, смягчающие толчки при наездах на препятствия.

В последние годы получили широкое распространение новые конструкции мостовых кранов общего назначения унифицированной серии, отличающиеся улучшенными параметрами, применением унифицированных узлов и деталей, уменьшением массы кранов в целом.

Мосты кранов по конструкции разделяют на решетчатые, состоящие из двух пространственных ферм, и балочные. Каждая из пространственных ферм имеет две плоские вертикальные фермы - главные и вспомогательную, соединенные между собой двумя горизонтальными фермами. Тележка перемещается по верхним поясам ферм. Вспомогательные фермы воспринимают горизонтальные инерционные усилия.

Все фермы связаны между собой торцовыми балками, в которых размещены оси колес крана. На площадке горизонтальной фермы размещены привод механизма передвижения крана и троллеи, питающие электродвигатели тележки.

Балочные мосты имеют две балки коробчатого сечения, сваренные из листовой стали. К ним на консолях прикреплены площадки для механизма передвижения и троллей. Главные балки опираются на две поперечные концевые балки также коробчатого сечения. На верхних горизонтальных листах главных балок установлены рельсы для тележки. Между пролетными балками установлен тросоотбойник исключающий замыкание троллей канатом грузового полиспаста.

Вход в кабину крановщика через люк сблокирован в электрической схеме крана так, что при открытом люке механизмы крана включены быть не могут.

Рис. 196. Мостовой кран общего назначения:

1 - подкрановый рельс; 2 - рабочее колесо; 3 - подтележечные рельсы; 4 - торцовая балка; 5 - упорные буфера; 6 - перила; 7 - привод; 8- подкрановая балка; 9 -крановая тележка; 10 - подшипник трансмиссионного вала; 11 - трансмиссия; 12. 13 - грузовые крюки; 14 - площадка; 15 - главная балка; 15 - люк; 17 - кабина управления

Механизм передвижения моста может быть с центральным и раздельным (индивидуальным) приводом. Механизм передвижения с центральным приводом состоит из электродвигателя 5, редуктора 4, трансмиссии 5, муфты 2 и ходовых колес 1 (рис. 187,а). Механизм передвижения с раздельным приводом состоит из двух электродвигателей 5, двух редукторов 4, муфт 2 и ходовых колес 1 (рис 187 б). Механизм передвижения мостов открытого типа обычно устанавливают на боковых площадках моста, а в мостах закрытого типа на одной из площадок моста - между главной и вспомогательной фермами. Число ходовых колес крана зависит от его грузоподъемности и может быть равно 4, 8 и 16.

Рис. 187. Схема механизмов передвижения мостов

Механизмы передвижения с центральным приводом могут иметь тихоходную ( рис 188 а ) или быстроходную (рис 188 б ) трансмиссию.

В механизмах с тихоходной трансмиссией электродвигатель 3 муфтой соединен с одноступенчатым редуктором 1, врашающим вал 4. Трансмиссионный вал состоит из отдельных секций, соединенных жесткими муфтами 5. С концевых участков вала через зубчатую передачу 6 вращение передается ходовым колесам.

В механизмах с быстроходной трансмиссией электродвигатель 1 полумуфтами 2 непосредственно соединен с валом 5, вращающимся в подшипниках 4. Одна из полумуфт служит тормозным диском механизма передвижения моста. Вал опирается на сферические двухрядные шариковые подшилники.

Отдельные секции вала соединены муфтами. Концевые участки вала соединены муфтами с редукторами 5, выходные валы которых через муфты 6 приводят во вращение валы ходовых колес 7.

Преимущество механизма передвижения описанной конструкции по сравнению с предыдущей заключается в резком уменьшении диаметра вала (передающего меньший крутящий момент) и соответствующем снижении массы деталей.

В механизмах передвижения с индивидуальным приводом (рис. 188 в) имеются два синхронно работающих механизма, из которых каждый состоит из электродвигателя 2, редуктора 5, вала 3, вращающегося в подшипниках 4 приводных ходовых колес 7, соединенных с редуктором муфтой 6, и тормозов 1.

Преимущество индивидуального привода заключается в компактности всего механизма (передвижения, меньшем расходе электроанергии при эксплуатации и удобстве при ремонте.

Рис. 188. Кинематические схемы трансмиссии моста крана

Общий вид тележки мостового электрического крана приведен на рис. 189, а. Тележка состоит из жесткой сварной рамы, на которой смонтированы механизмы подъема и передвижения. Электродвигатель 2 соединен зубчатой муфтой с двухступенчатым горизонтальным редуктором 1, приводящим в движение барабан 3 с правой и левой нарезками.

Электродвигатель 5 через двухступенчатый вертикальный редуктор 4 приводит во вращение ведущую ось 6 тележки с ходовыми двух-ребордными колесами 7. Оси ходовых колес опираются на подшипники, установленные в разъемных буксах 8, прикрепленных к раме 9.

Механизм передвижения тележки (рис. 189, б) состоит из электродвигателя, редуктора и ходовых колес, соединенных зубчатыми муфтами и валами. Число ходовых колес, на которые опирается тележка, зависит от грузоподъемности крана и равно четырем или восьми. Восемь ходовых колес устанавливают на тележках кранов, грузоподъемность которых более 125 т.

Число механизмов подъема зависит от грузоподьемности крана. При грузоподъемности крана более 20 т обычно бывает два механизма подъема, один из которых называют главным, а другой - вспомогательным. Механизмы подъема кранов устроены так. От электродвигателя вращение через редуктор передается на барабан, с которого свешиваются две нити троса. Эти нити огибая подвижные ролики крюко-.вой подвески и неподвижные ролики, закрепленные .на 'раме тележки, образуют .подъемный полиспаст.

Грейферные краны снабжены двумя механизмами: подъема и замыкания грейфера. Мостовые краны общего назначения грузоподъемностью 80-320 т оснащены механизмами передвижения у каждой пролетной балки. Эти краны имеют по четыре индивидуальных привода. Конструкция кондевых балок в данном случае несколько сложнее.

Для более равномерной передачи нагрузки на подкрановые балки служат балансиры. Краны грузоподъемностью 80, 100, 125 т всех пролетов и краны грузоподъемностью 160 т пролетом до 16 м опираются через балансирные тележки на восемь колес, соединенных попарно балансирами. Краны грузоподъемностью 160 т с пролетом более 16 м и краны грузоподъемностью 200, 250 и 320 т всех пролетов опираются на 1-6 колес. Каждая пара их соединена в баланоирной тележке, а каждая пара тележек соединена балансирами, на которые опираются пролетные балки. Крайние колеса с каждой стороны приводные. Таким образом, приводных колес у крана четыре.

У кранов, передвигающихся на восьми колесах, пролетные балки опираются непосредственно на балансирные тележки.

Барабаны служат для навивки канатов в подъемных механизмах. Они бывают с гладкой или желобчатой винтовой поверхностью. Гладкие барабаны применяют в лебедках, работающих кратковременно (например, для подъема шиберов) и в тяговых лебедках.

Канатный барабан представляет собой пустотелый цилиндр с желобчатой левой и правой винтовой канавками, если канат наматывается одновременно на обе стороны барабана, а также с левой или правой винтовой канавкой, если канат наматывается только в одном направлении.

Канавки обеспечивают лучшие условия контакта каната с барабаном и устраняют касание соседних витков между собой, что значительно уменьшает перетирание каната.

Рис. 189. Тележка мостового крана

Барабаны бывают литые (рис. 190) или сварные. Материалом для них служат чугун СЧ 15-32, сталь 35, листовая сталь СГ-3 или СГ-5.

Согласно нормам Госгортехнадзора и рабочим режимам для металлургических кранов, барабаны изготавливают диаметром в 30 раз большим диаметра каната.

Барабан 4 установлен на крановой тележке и соединен с редуктором 1 зубчатой муфтой 2. Барабан отлит заодно с правой ступицей, левая ступица является деталью муфты и связана с барабаном болтами 9. Вал 5 барабана опирается с одной стороны на роликовый сферический подшипник качения 6, а с другой - на роликовый конический подшипник 10, размещенный в корпусе редуктора. Для своевременной остановки барабана его вал соединен с конечным выключателем 7. Канат крепится к барабану прижимными планками 5 и болтами 3.

Существуют и другие способы крепления каната к барабану.

Канатные блоки служат для изменения направления каната, а также для выигрыша в силе или в скорости. Блоки разделяют на подвижные и уравнительные, из которых оси первых совершают поступательное движение вверх и вниз, вторые неподвижны. Уравнительные блоки служат для выравнивания натяжения каната, их диаметр принимается рбычно в 1,6 раз меньше диаметра подвижных и неподвижных блоков.

Заключенные в обоймы подвижные и неподвижные блоки, связанные гибким органом (канатом, цепью), называют долиспастом. Последний предназначен для выигрыша в силе или в скорости. Полиспасты для выигрыша в силе попользуются обычно в грузоподъемных механизмах и характеризуются кратностью (передаточным числом).

Рис. 190. Канатный барабан литой

Такие полиспасты делятся на сдвоенные (рис. 191, а) и одинарные (рис. 191,в). Одинарные полиспасты в зависимости от конструкции могут иметь кратность два и четыре. Последние состоят из двух подвижных блоков 1, неподвижного блока 2 и направляющего блока 3, с которого канат наматывается на барабан 4.

Особенность сдвоенного полиспаста заключается в том, что на барабан наматываются одновременно два конца каната или канат наматывается на два барабана один из которых имеет левую винтовую нарезку, а другой правую. При этом обеспечивается строго вертикальный подъем и опускание груза, так как ветви каната располагаются симметрично относительно вертикальной оси.

Рис. 191. Полиспасты грузоподъемных машин: а – сдвоенный с кратностью два; б – одинарный с кратностью два; в – одинарный с кратностью четыре

Блоки диаметром до 350 мм изготавливают обычно коваными из стали СтЗ, блоки больших диаметров отливают из стали 35Л (рис. 192). В последнее время получили распространение также сварные блоки из листовой стали СтЗ или Ст5. В ступицу блока запрессовывают бронзовую втулку 1 или втулку из антифрикционного чугуна, укрепленную стопорным винтом 2, предотвращающим возможность самопроизвольного поворота. Поверхность трения между втулкой и осью блока смазывается густой смазкой, подаваемой прессмасленкой или колпачковой масленкой через отверстия в оси блока,блоки диаметром до 500 мм изготовляют с дисками, а свыше 500 мм - со спицами.

В последнее время вместо втулок ступицах часто ставят подшипники качения. Ширина и форма ручья канатного блока должны обешечивать нормальную работу каната и исключить-возможность его заклинивания.

Рис. 192. Блоки :

а – литой ; б – сварной

Крюки для машинного привода применяют однорогие грузоподъемностью 0,25-75 т (ГОСТ 6627-66) и двурогие грузоподъемностью 5-75 т (ГОСТ 6628-63). Они могут быть кованые или штампованные из стали 20, подверженной отжигу. Верхняя часть крюка 1 (рис. 193) представляет собой цилиндрический стержень с винтовой нарезкой. Изогнутая часть крюка в поперечном сечении имеет форму трапеции. Крюк в сборе состоит из траверсы 2, нижних блоков 5 полиспаста, щек обоймы 10 из листовой стали с серьгами 7, в которых оси 6 блоков закреплены оседержателями 8.

Консистентную, смазку заправляют периодически черезколшачковые-масленки 9. В нижней части обоймы закреплены цапфы траверсы. Крюк удерживается в траверсе гайкой 4. Легкий поворот нагруженного крюка достигается применением упорного шарикового подшипника 3.

Резьба крюка должна быть чистая, без заусенцев, сорванных ниток и вмятин. Каждый крюк должен выдерживать испытание на прочность-нагрузкой, на 25%- превышающей его номинальную грузоподъемность. В случае обнаружения три испытании на прочность трещин, надрывов, или остаточных деформаций крюк бракуют.

Траверсы для подвески крюков изготовляют из сталей Ст4, 15 и 20 и подвергают термической обработке (нормализации). В литейных кранах используют однорогие пластинчатые крюки. Их применяют попарно-для главного подъема при грузоподъемности крана 37,5-315 т.

Двурогие пластинчатые крюки, рассчитанные на грузоподъемность 100-350 т, применяют только для кранов общего назначения с подъемом груза стропами. Такие крюки изготовляют из отдельных стальных пластин толщиной не менее 20 мм из стали СтЗ или 20, вырезанных по шаблону и склепанных между собой. Крюки этой конструкции менее-сложны в изготовлении и более надежны в работе, чем кованые.

В зев пластинчатых крюков вставляют бронзовые вкладыши или стальные накладки, защищающие пластины крюка от истирания и сохраняющие цапфы ковша.

Тормоза служат для регулирования скорости опускания груза, замедления скорости передвижения тележки и моста крана, а также полной их остановки. Остановы предназначены для удержания висящего груза на определенной высоте. Они дают возможность свободного" вращения передач грузоподъемного устройства в сторону шдъема и препятствуют их обратному вращению, так как груз может быть опущен только после отключения останова. По конструкции остановы делятся на зубчатые (храповые), роликовые и фрикционные.

Тормоза поглощают силы инерции движущихся масс груза, тележки и моста. В механизмах подъема различают тормоза стопорные и опускные. Стопорные (остановочные) тормоза используют при кратковременной работе для остановки спускающегося груза и удержания его на заданной высоте. Спускные тормоза работают в течение всего-периода опускания груза.

В мостовых кранах общего назначения на механизмах подъема устанавливают по одному тормозу. На главном подъеме разливочных, кранов устанавливают четыре тормоза (реже два) для большей надежности и безопасности в работе.

В грузоподъемных машинах с электрическим приводом устанавливают закрытые (замкнутые) электромагнитные тормоза. В нормальном положении их колодки (ленты) прижаты к тормозному диску. Для подъема или опускания груза, а также перемещения тележки или моста крана тормоза необходимо каждый раз оттормаживать (включать электромагнит одновременно с включением привода).

Торможение осуществляется давлением колодок (ленты) на тормозной диск под действием груза или усилия сжатой пружины через системы рычагов. Для растормаживания колодок имеются электромагниты. Тормоза, снабженные колодками, называются колодочными, а снабженные лентами – ленточными.

Двухколодочные тормоза в зависимости от хода электромагнита различают длтшоходовые с грузовым замыканием и короткоходовые с пружинным замыканием.

Рис.193. Однорогий крюк в сборе

В грузовом двухколодочном длинноходовом тормозе (рис. 194, а) действие груза 8 через рычаг в и тяги 3 и 5 передается тормозным рычагом 2, замыкающим колодки 1 и 4 на тормозном шкиве. Растормаживает колодки длинноходовой электромагнит 9, который, втягивая якорь, одновременно приподнимает рычаг 6 с помощью тяги 7; при этом между колодками и тормозным диеном образуется зазор, величина которого регулируется тягой 3.

В короткоходовом тормозе (рис. 194, б) корпус электромагнита 10 и его якорь 14 могут поворачиваться около оси 16. Левый колодочный рычаг 17 поворачивается около оси 15, закрепленной на якоре электромагнита, а правый рычаг 23 – около оси 22, установленной на станине тормоза. Рычаги 17 и 23 связаны между собой тягой 19. Величину хода якоря электромагнита устанавливают лри помощи гаек 11, а степень сжатия рабочих пружин Г2 – при помощи гаек 13.

Равномерность отхода колодок от тормозного диска устанавливают с помощью пружины 20 и болта 21. Радиальный зазор между концами колодок и шкивом выравнивают на правой колодке болтом 24, а на левой- шередвижными упорами 18.

Тормозные колодки изготовляют 'преимущественно стальны-чи или чугунными с фрикционной накладкой, обладающей высоким коэффициентом трения (0,35-0,45 при сухих поверхностях).

Тормозную ленту изготовляют из асбестовой массы с заложенным знутрь нее для 'Прочности каркасом из латунной проволочной сетки.

Тормозной диск одновременно является деталью муфты, соединяющей электродвигатель с редуктором. В механизмах подъема тормозным диском служит полумуфта, уста-нозленная на валу редуктора, что гарантирует торможение механизма в случае разрыва соединительных болтов. В механизмах передвижения тормозной диск устанавливают предпочтительно на свободном конце вала электродвигателя, что облегчает доступ к тормозу при ремонтах.

Рис. 194. Двухколодочные тормоза

Электрогидравлические тормоза (рис. 195) применяются в новых конструкциях литейных кранов, так как они отличаются большой плавностью торможения. В цилиндре 1, заполненном маслом, установлен поршень 2, представляющий собой корпус центробежного насоса с вертикальным валом. В поршне помещено лопастное колесо 3, вал 4 которого связан шлицевой муфтой 5 с валом 6 электродвигателя 8, установленного на крышке 7. Поршень 2 соединен штоками 9 с поперечинами 10.

Тормоз замыкается пружиной 12, связанной с рычагом 11, ось которого закреплена на колодочном рычаге 13. Лопастное колесо при включении электродвигателя начинает вращаться и масло под действием центробежной силы отбрасывается от центра колеса к периферии и по каналам, предусмотренным в поршне, перекачивается из пространства над ним в полость под ним. В результате под поршнем создается избыточное давление, поднимающее поршень вверх. Вместе с поршнем вверх перемещаются штоки и поперечина 10. Последняя преодолевает действие пружины и поднимает рычаг, растормаживая прн этом тормоз. При выключении электродвигателя масло по каналам в поршне перетекает обратно вверх.

Поршень при этом опускается и под действием пружины тормоз замыкается.

Тормозные электромагниты бывают постоянного и переменного тока. Электромагниты постоянного тока делятся на длиганоходовые плунжерные типа КМП и ВМ, принадлежащие к группе втяжных электромагнитов, и короткоходовые клапанные типа МП. Электромагниты типа КМП снабжены вентиляционными отверстиями и предназначены для работы в закрытых помещениях; электромагниты типа ВМ водонепроницаемы и предназначены для работы под открытым небом.

Электромагниты типа МП отличаются крутой тяговой характеристикой, лри которой усилие резко изменяется в функции хода.

Рис. 195. Схема электрогидравлического тормоза

Тормозной электромагнит типа КМП (рис. 196, а) имеет чугунный цилиндрический корпус 1 с вентиляционными окнами и крышкой 5, а также катушку 2 и сердечник (якорь) 3, скользящий йо бронзовой втулке 4. Ток в катушку подводится через клеммы 6.

При прохождении тока по обмотке катушки возникает магнитный поток, под действием которого сердечник втягивается вверх до упора, растормаживая механизм через систему рычагов. При выключении тока сердечник опускается и под действием собственного веса и веса контргруза переводит тормозной рычаг в положение, при котором происходит торможение механизма.

Тормозные электромагниты постоянного тока изготовляют как для параллельного, так и для лоследовательного включения с электродвигателем.

Электромагниты переменного тока могут быть длинноголовыми типа КМТ и короткоходовыми клапанами типа МО.

Тормозной электромагнит типа КМТ (рис. 196, б) имеет корпус 7 прямоугольной формы, сердечники 5, набранные из стальных листов, с катушками 9 из изолированной тонкой проволоки. Нижняя часть корпуса представляет полый цилиндр 11 с перемещающимся внутри поршеньком. Назначение поршенька заключается в сжатии воздуха в цилиндре для образования временной воздушной подушки, предохраняющей якорь от резкого удара подвижной части о неподвижную при выключении магнита. Винт 13 служит для регулирования демпферного устройства изменением сечения канала, соединяющего полости под и над поршнем. К подвижному якорю 10 скобкой прикреплена тяга 12, связанная с рычагом тормоза.

Конечные выключатели служат для обеспечения нормальной остановки движения механизмов крана, предотвращения наезда одного крана на другой, на концевые упоры и т. д.

Все электромостовые краны оснащены конечными выключателями и другими предохранительными устройствами.

Рис. 196.Плунжерные тормозные электромагниты

Конечные выключатели 3, ограничивающие, например, подъем груза (рис. 197, а) действуют следующим образом. К коленчатому рычагу 2 .подвешен груз 4, удерживающий рычаг в положении, при котором контакты замкнуты. Когда груз при подъеме крюка с помощью угольника 5, закрепленного на обойме 6 крюка, приподнимается, рычаг 2 повернется вокруг оси за счет контргруза 1. При этом электрическая цепь разорвется.

На мостовых кранах применяют также рычажные конечные выключатели 10 (рис. 197, б). Их закрепляют «а мосту крана, а отводную линейку 7-на тележке. При приближении тележки к выключателю отводная линейка нажимает на ролик 8 коленчатого рычага 9 и поворачивает его вокруг оси, размыкая контакты. При обратном ходе тележки груз 11 возвращает рычаг в первоначальное положение, замыкая контакты.

В зависимости от конструкции трущихся частей, условий их работы и вида смазочных материалов выбирают способ подачи последних к трущимся поверхностям крана. Для зубчатых передач, помещенных в закрытых корпусах редукторов, применяют масляную ванну. В горизонтальных редукторах ванну заполняют маслом не больше чем на 2/3 зуба большего колеса. В вертикальных редукторах верхние и промежуточные зубчатые колеса смазываются разбрызгиванием масла.

Для подачи густой смазки применяют коллачковые масленки и прессмасленки. Для одновременной подачи смазки к нескольким точкам применяют двухлинейную централизованную систему густой смазки и циркуляционную систему жидкой смазки.

При обслуживании крана машинист руководствуется картой смазки, представляющей собой схему крана с указанием точек смазки. Кроме того, в карте указываются сорт смазки и периодичность ее смены.

Рис. 197. Схема установки конечных выключателей