3.6. Колодцевые краны

Колодцевые краны используют в отделениях нагреватель­ных колодцев блюмингов или слябингов. Они перемещают слитки из вагонеток на подины вертикальных колодцев. Слитки подогревают до температуры 1 100 — 1200 °С, а затем колодцевыми кранами пере­мещают к слитковозу, который транспортирует их к приемному ро­ликовому конвейеру блюминга или слябинга.

Кран имеет мост 1 и специальную тележку 2 (рис. 3.22). Мост выполнен из двух стальных балок коробчатого сечения, опирающихся

на две концевые балки. Мост крана имеет 12 ходовых колес, тележка — 4 колеса.

Тележка состоит из рамы 2 с шахтой 3 и колонны 11 (рис. 3.23). Колонна может подниматься и опу­скаться по шахте 3 с помощью механизма подъема. Барабан этого механизма имеет три нарезки: крайние двухзаходные нарезки предназначены для канатов 26 подъема колонны 11, подвешенной на восьми ветвях.

Рис. 3.23. Схема механизмов подъема, управления и вращения клещей колодцевого крана

Канаты опуска­ются к четырем блокам 5, закреп­ленным в верхней части колонны 11, и поднимаются к системе баланси­ров 27. Кратность канатного поли- спаста равна двум. Со средней резьбы барабана канат 29 опускается к блоку 6 и затем поднимается к барабану 28 механизма управления клещами.

Оба механизма работают совместно или раздельно. Обойма блока 6 может подниматься вверх или вниз по направляющим 9, закреп­ленным в колонне Л. Обойма имеет ролики 7, которые обеспечивают устойчивость ее движения по направляющим. В нижней части этой обоймы расположен упорный шарикоподшипник 8, на который дей­ствует вес клещей 20, траверсы 19 и штанги 10. Подшипник 8 обеспе­чивает вращение клещей вокруг вертикальной оси.

При подъеме или опускании блока 6 по направляющим 9 с по­мощью механизма управления клещи 20 поднимаются или опу­скаются. При этом их ролики скользят в прорезях 18 подвески клещей 16, вследствие чего раскрывание клещей 20 увеличивается или уменьшается.

При захвате слитка кран подводит тележку и опускает колонну 11. При этом клещи 20 предварительно поднимаются вверх. Колонна опускается до тех пор, пока клещи расположатся напротив слитка. Затем клещи опускаются до упора их кернов 21 в стенки слитка, после чего включается механизм подъема. При захвате слитка ба­рабан / работает на подъем, а барабан 28 — на опускание.

Механизм управления имеет в редукторе храповое устройство, которое позволяет вращаться валу двигателя на опускание даже тогда, когда клещи случайно оперлись на слиток [4].

Механизм вращения клещей состоит из электродвигателя 4, червячного редуктора 24, фрикционной муфты 25, вертикального вала, опирающегося на опорный подшипник 23, и зубчатой пере­дачи 13. Последняя приводит в движение вертикальный полый вал 14, имеющий подшипники 15. На этом валу закреплена подвеска клещей 16. Внутри вала 14 установлена штанга 10 механизма управ­ления клещами. Механизм вращения закреплен на колонне 11.

Реактивный момент зубчатой передачи 13 передается через скользуны 12 колонны 11 на вертикальные направляющие шахты 3.

Рассмотрим основные нагрузки, действующие в механизмах подъема, управления клещами и вращения. При расчете учитываем усилия от совместной работы механизмов, но без учета сил инер­ции, возникающих в механизмах в периоды неустановившихся движений тележки и моста.

Механизм подъема. Основная грузоподъемная сила

где Q — вес слитка; Q_К — вес колонны и вес механизма вращения; Q_КАН — вес канатов, передающийся на подъемный барабан.

При эксцентриситетах слитка е₁ и е₂ относительно вертикальной оси колонны на ее направляющих действуют силы трения:

Равнодействующая веса колонны может иметь эксцентриситеты е₃ и е₄ относительно ее оси. Тогда на направляющие будут действовать силы трения.1

При совместной работе механизмов подъема и вращения при разгоне или торможении последнего появится реактивный момент

где M_СТ.2 — момент на полом валу 14 (см. рис. 3.23) при установившемся дви­жении;. М_СТ.1 — момент на выходном валу редуктора 24 при установившемся дви­жении; М_ДИН.2 — момент от сил инерции, образующейся при разгоне или тормо­жении механизма вращения (при наличии на клещах слитка) на полом валу 14 (см. ниже); М_ДИН.1 — момент от сил инерции, образующейся при разгоне или тор­можении механизма вращения на выходном валу редуктора 24.

При разгоне механизма

где i и η - передаточное отношение и КПД зубчатой передачи 13.

Силы трения на направляющих 12 колонны 11

Суммарное натяжение канатов подъема и управления клещами при совместной работе механизмов подъема и вращения

Механизм вращения клещей. Суммарный момент трения при установившемся движении

где М₁ — момент сил трения в подпятнике зубчатого колеса зубчатой передачи 13 и подпятнике штанги 10 (см. рис. 3.23); М₂ — момент трения в подшипниках полого вала 14.

Последний момент образуется от горизонтальных реакций А₁ и A₂ с плечом с между ними. Эти реакции возникают в верхнем и нижнем подшипниках полого вала от эксцентрично приложенной нагрузки (эксцентриситеты е₃ и е₄) и усилия от зубчатого колеса зубчатой передачи 13.

При очистке подин (при сухом шлакоудалении) при помощи спе­циальной лопаты, закрепленной на клещевой головке и установ­ленной вертикально, на нижний торец лопаты действуют силы сопро­тивления движению. Кран при помощи лопаты перемещает раска­ленный шлак на поду колодца в специальное отверстие в центре колодца. Шлак далее попадает в специальную вагонетку, установ­ленную под подом колодца в специальном тоннеле.

По данным Уральского политехнического института им. С.М.Кирова усилие сопротивления шлака перемещению лопатой составляет 31 кН. Поскольку это горизонтальное усилие действует на расстоя­нии 14 м ниже уровня рамы тележки, можно определить момент, который появляется в металлоконструкции шахты. Для снижения этого момента иногда применяют скребок, вращающийся вокруг вертикальной оси, который перемещает шлак в центральное отвер­стие подины. На мост крана и раму тележки действуют силы тяжести лопаты или скребка.