Глава IV. Опорно-поворотные устройства и механизмы поворота

§ 20. Опорно-поворотные устройства портальных кранов

Опорно-поворотное устройство обеспечивает устойчивое поло­жение поворотной части крана и передает давление от нее на пор­тал. Тип опорно-поворотного устройства в значительной мере зави­сит от конструкции поворотной части. За основу конструкции пово­ротной части и верха портала в современных портальных кранах принимается поворотная платформа и поворотная колонна.

Опорно-поворотные устройства на поворотной платформе. Мо­гут быть опорные устройства с колесами, катками, шариковые или роликовые.

Шариковые и роликовые опорные устройства применяют на портальных кранах редко, а стреловых кранах — очень широко. Колеса, катки, ролики катятся по круговому рельсу или кольцу, опирающемуся на верх портала.

Колесо, в отличие от катка или шара, воспринимает вертикаль­ную нагрузку от поворотной части на свою ось и через обод пере­дает ее на рельс. При движении мощность привода расходуется на преодоление сопротивления, возникающего в подшипнике колеса, а также сопротивления качения. Каток или шар воспринимают и передают нагрузку поверхностям качения. Поэтому постоянное со­противление состоит только из трения качения катка или шара по рельсу. Потребная мощность в данном случае при прочих равных условиях будет значительно меньше, чем при колесной опоре.

Обод колес может иметь коническую, бочкообразную или цилин­дрическую форму. Почти у всех современных портальных кранов, где применены колеса, по четыре балансирных двухколесных те­лежки. Обод колеса преимущественно конический со средним диа­метром 450—600 мм.

Опорно-поворотное устройство с колесами (рис. 47) установле­но на портальном кране «Ганц» грузоподъемностью 5 т. Поворот­ная часть опирается на круговой рельс 2, прикрепленный болтами к ригелю 1 портала. На ригель также уложен зубчатый венец 3, набранный из восьми литых стальных сегментов. Круговой рельс и зубчатый венец расположены концентрично оси центральной цап­фы, которая установлена в тумбе 5, подкрепленной прочными под­косами 6 из угловой стали. Центральная цапфа вставлена в гнез­до 4 с напряженной посадкой 2-го класса. Ее применяют в качест­ве удерживающего и центрирующего поворотную платформу эле­мента опорно-поворотного устройства и выполняют пустотелой для пропуска электрических проводов от портала к поворотной части.

Поворотная часть крана опирается на круговой рельс колеса­ми 7 (рис. 48) опорныхбалансирных тележек (их на кране четыре). Тележку крепят к поворотной платформе шестью болтами, из кото­рых два, расположенные по диагонали, закладывают в отверстия втугую, что обеспечивает точную фиксацию кронштейна 3 на пово­ротной раме 8. Балансир 5 (как и кронштейн 3), представляющий собой стальную отливку, шарнирно прикреплен к кронштейну по­средством оси 2, которая фиксируется в отверстиях кронштейна стопорной накладкой с тремя болтами.

Ось 2 (как и оси колес 7) наклонена в сторону центральной цапфы вследствие конической формы обода колес, катящихся по го­ризонтально установленной головке кругового рельса 4. Кониче­ская форма обода колеса (или катка) обусловлена необходимостью иметь качение без скольжения точек поверхности колеса, лежащих на его образующей на разных по размеру радиусах от оси централь­ной цапфы. Колесо 7 закреплено на оси, которая с наружной сторо­ны имеет бурт, а со стороны центральной цапфы — стопорную гай­ку. С обеих сторон оси имеются сверления и резьба для пресс-мас- ленок 6 или колпачковых масленок, а также разводные канавки на поверхности трения для смазки подшипников и торцевых шайб.

В ступицу колеса 7 с обеих сторон запрессованы бронзовые втулки, а со стороны большого диаметра, между ступицей колеса и балансиром 5 тележки находится упорная бронзовая шайба, вос­принимающая осевую нагрузку. Эта нагрузка возникает под дейст­вием вертикального давления на конический обод колеса. Упорную шайбу следует регулярно смазывать.

Возможность соскакивания тележек с кругового рельса при ре­монте или монтаже центральной цапфы предупреждается предохра­нительными скобами 1, которые прикреплены болтами к нижней части балансира.

Опорно-поворотные устройства с колесами установлены также на кранах «Альбрехт», «Блейхерт» и др.

Основными недостатками колесных конструкций являются: трудность обеспечения правильной установки колес относительно

Рис. 47. Опорно-поворотное устройство Рис. 48. Балансирная опорная те- крана «Ганд» лежка

оси вращения из-за громоздкости устройства; неизбежные переко­сы колес и осей балансиров при увеличении зазоров в подшипниках центральной цапфы; ослабление мест крепления балансирных теле­жек; смещение или искажение формы круговых рельсов; недоста­точная жесткость опорных поверхностей и перегрузка отдельных колес, особенно при жестком креплении к поворотной платформе.

Многоопорное катковое опорно-поворотное устройство в значи­тельной степени лишено этих недостатков. Оно имеет меньший ра­диус кругового рельса при одинаковом расстоянии от оси вращения до ребра опрокидывания, меньшую высоту посадки поворотной ча­сти, меньшее сопротивление поворота от сил трения, более равно­мерное распределение нагрузки на опоры.

Из сравнения опор различных типов следует, что для кранов большой грузоподъемности целесообразно применять катковую опору, при которой масса поворотной части крана распределяется на большее число опор-катков. Катковые опоры установлены на портальных кранах «Кировец» грузоподъемностью 10 и 16 т.

Катковые опорно-поворотные устройства выполняют с кониче­скими или цилиндрическими катками, расположенными между двумя круговыми рельсами, один из которых прикреплен к порта­лу, а второй — к платформе поворотной части. Чаще всего верхний рельс делают не сплошным, а из двух сегментов по ширине плат­формы поворотной части. Число катков подбирают с таким расче­том, чтобы промежуток между ними равнялся диаметру катка (диаметр катка составляет примерно 0,2—0,3 диаметра колеса).

Катковое опорно-поворотное устройство крана «Кировец» (рис. 49) сконструировано на основе поворотной платформы 8, ко­торая опорными сегментами 21 опирается на цилиндрические кат­ки 12. Сегменты расположены в передней и задней частях поворот­ной платформы (со стороны стрелы и противовеса). К верхней полке оголовка портала 13 прикреплен круговой рельс 20, на кото­ром установлены в сепараторе 19 безребордные цилиндрические катки (36 шт.). Сепаратор представляет собой два соединенных между собой круговых швеллера.

Центрирование поворотной части крана осуществляют с помо­щью центральной цапфы 4, которая рассчитана на восприятие дей­ствующих на поворотную часть горизонтальных нагрузок.

Центральная цапфа неподвижно закреплена на шпонке 17 в стальном стакане 16, приваренном к оголовку портала. Верхняя часть ее входит в бронзовую втулку 10 стакана 9, закрепленного болтами на поворотной платформе. На средней части цапфы с по­мощью бронзовой втулки 11 закреплен центральный узел сепара­тора каткового круга. Снизу ось затягивают шестигранной гай- | кой 15 со стопорной планкой 14, входящей в прорезь нижнего конца цапфы, сверху — гайкой 3 с затяжкой тарельчатых пружин 2 через упорный шарикоподшипник 5 и подушку 6. Такое устройство цап- | фы препятствует случайному опрокидыванию поворотной части : крана, хотя по расчету ее устойчивость всегда обеспечивается с не- ^ обходимым запасом.

Шарикоподшипник 5 защищен от загрязнения лабиринтным уп­лотнением с фартуком 7. Для смазки бронзовых втулок предусмот­рены масленки 1 и 18. Центральную цапфу делают полой для про­пуска проводов к кольцевому токоприемнику, установленному на ее верхнем торце (аналогичную конструкцию центральной оси име­ет и колесное опорно-поворотное устройство).

Цилиндрическая поверхность катков и рабочие поверхности кру­гового рельса подвержены интенсивному изнашиванию, особенно на тех участках, куда в основном при работе бывает повернута стрела крана. В портах чаще всего краны работают при направле­нии стрелы в сторону акватории, поэтому раз в год рекомендуется менять местами катки, чтобы их износ был равномерным. Допус­кается небольшой равномерный износ (до 2 мм по диаметру) кат­ков, но различие в диаметрах изношенных катков не должно пре­вышать 0,3 мм. При износе по диаметру более 2 мм или при разно­сти диаметров катков более 0,3 мм все катки должны быть перето­чены на один диаметр.

Опорно-поворотные устройства на поворотной колонне. Опор­ное устройство крана «Ганц» грузоподъемностью 5/6 т (рис. 50) составляет одно целое с поворотной частью. В его состав входят: колонна 4, подпятник 5, установленный на балке портала 6, опор­ные ролики 3 и круговой рельс 2, закрепленный на опорном коль­це 1 портала.

В опорном узле башни крана «Ганц» (рис. 51) к колонне 17 болтами 16 прикреплена полая пята 5, на которую надет подпят­ник 6 с двумя радиальными роликоподшипниками 7 и 11 и одним упорным шарикоподшипником 9 между ними. Вертикальные на­грузки от колонны передаются на пяту и далее через промежуточ­ное кольцо 12, внутреннюю обойму подшипника 11, распорное кольцо 10, упорный подшипник 9, распорное кольцо 8 и наружную обойму подшипника 7 — на подпятник 6.

Подпятник опирается на балку портала 1 через шароэое коль­цо 3 и шаровое гнездо 2. Шаровые кольцо и гнездо необходимы по­тому, что очень трудно обеспечить точное совпадение геометриче­ских осей колонны и пяты. Вследствие погрешностей при изготовле­нии и монтаже пяты подпятник должен иметь возможность незна­чительно покачиваться при повороте колонны. Эту возможность да­ют кольцо и гнездо, имеющие сферические контактные поверхно­сти.

На кране установлено пять опорных роликов: два закреплены впереди колонны, по одному с боков и один сзади (см. рис. 50).. Конструкция осей роликов позволяет передвигать ИХ ближе К КО' лонне или рельсу. Регулированием роликов достигают правильного положения колонны относительно кругового рельса и устанавлива­ют необходимый зазор между рельсом и роликами в случае их ме­ханического износа. Ввиду овальности кругового рельса в некото­рых местах у двух роликов, находящихся на участке максимально­го радиуса овальности, допускается зазор до 3, мм. Пята колонны выполнена полой для пропуска электрических проводов на поворот­ную часть крана.

Для замены изношенных деталей опорного узла башни подпят­ник необходимо демонтировать. Инструкцией завода рекомендует­ся следующий порядок демонтажа. Стрелу крана устанавливают на минимальный вылет, а башню поворачивают так, чтобы опорные шпиндели 15 (см. рис. 51) располагались над их гнездами. В та­ком положении затягивают тормоза механизмов поворота и изме­нения вылета стрелы, электрокабели отсоединяют от токосъемника, опорные шпиндели через опорные гайки 14 ввертывают в гнезда, ослабляют зажимные болты, крепящие опору шарового гнезда 2 к балке /» спускают масло и снимают маслоуказатель 13. Затем постепенно поднимают подпятник гидродомкратом 4 на высоту около 40 мм с одновременным подтягиванием опорных шпинделей 15. Снимают верхнюю часть кабелеподводящей трубы, вывертыва­ют крепежные болты и после опускания домкрата вынимают под­пятник вместе с шаровым гнездом 2,

Монтируют подпятник в обратной последовательности. Необхо­димо следить за тем, чтобы в подпятник и масляное пространство шарового гнезда не попала грязь, так как она может вызвать по­вреждение трущихся поверхностей деталей.

Перед вводом в эксплуатацию подпятник заполняют маслом, уровень его во внутреннем пространстве проверяют по маслоука- зателю.

Опорный узел башни крана является весьма ответственной ча­стью, и эксплуатировать его нужно в строгом соответствии с завод­ской инструкцией.