2.2. Магнитные краны

Магнитные краны (рис. 2.5) предназначены для подъема и транспортирования ферромагнитных материалов (скрапа, стружки, листового и профильного проката, изложниц для разливки стали и т. д.). Эти краны снабжены грузовыми электромагнитами, подвеши­ваемыми на крюковой подвеске или траверсе (на гибком или жестком подвесе), расположенной в продольном или поперечном направлении относительно моста.

Грузоподъемность магнитных кранов составляет от 5 до 40 т, скорость подъема 14—20 м/мин, скорость передвижения крана 70— 120 м/мин, скорость передвижения тележки 40—70 м/мин.

Металлоконструкции этих кранов разнообразны и подробно описаны в работе [10]. Наиболее распространенными являются ме­таллоконструкции с листовыми одностенчатыми главными балками и вспомогательными фермами, а также двухбалочные коробчатые конструкции, обладающие высоким сопротивлением усталости.

Рис. 2.5. Магнитный кран

Рис. 2.6. Грузоподъемный электромаг­нит круглой формы

Магнитный кран состоит из моста с механизмом передвижения, одной или двух тележек с механизмом подъема и передвижения, подъемных магнитов и кабины, подвешиваемой к металлоконструк­ции моста.

Механизмы передвижения этих кранов и их тележек не имеют отличий по сравнению с механизмами мостовых кранов общего на­значения 12]. В последнее время все большее распространение получают механизмы передвижения кранов с раздельным приводом каждой стороны моста. Рассмотрим узлы и сборочные единицы, наи­более характерные для магнитных кранов.

Грузоподъемные электромагниты. Они могут быть круглой и прямоугольной формы. Диаметр серийно выпускаемых круглых электромагнитов составляет не более 1600 мм. Размеры прямоуголь­ных магнитов 730X1200 мм.

Круглый грузоподъемный электромагнит серии М (рис. 2.6) [9] состоит из литого герметического корпуса 3, изготовленного из стали с высокой магнитной проницаемостью, наружного 5 и внутреннего 6 полюсных башмаков. Внутри корпуса помещена секционная об­мотка 4, причем каждая секция выполнена из медной ленты. Витки секций изолированы тонкой асбестовой бумагой, пропитанной изо­ляционным теплостойким лаком, или стекловолокнистой лентой. Полюсы 5 и 6 удерживают катушку снизу через немагнитную шайбу 7 из высокомарганцовистой стали. С корпусом полюсы соединены болтами или сваркой. Электромагнит подвешивают на крюк крана с помощью трехветвевой цепной подвески 2. Грузоподъемные ма­гниты работают на постоянном токе напряжением 220 В. Если электропитание привода механизмов крана осуществляется пере­менным током, то для питания грузоподъемных электромагнитов используют статические или вращающиеся преобразователи. Элек­тропитание подводится к грузоподъемному электромагниту кабе­лем 1, который присоединен к выводам катушки.

Для подъема грузов прямоугольной формы применяют прямо­угольные магниты серии ПМ.

Грузоподъемность электромагнита зависит от свойств груза. Она уменьшается при наличии зазоров между частицами груза и при повышенных температурах. Если при перегрузке стальных болва­нок и листов грузоподъемность электромагнита принять за 100 %, то при перегрузке чугунных чушек и стального скрапа она состав­ляет 6—33 %, а при перегрузке стальной стружки 1,3—2,0 %. При температуре груза выше 200 °С его

Рис. 2.7. Тележка магнитного крана (завод подъемно-транспортного оборудования им. С. М. Кирова)

магнитная проницаемость зна­чительно снижается и при температуре 720 °С становится равной нулю; о увеличением температуры соответственно уменьшается и грузоподъемность электромагнита.

Тележка и кабельный барабан. На тележке магнитного мостового крана (рис. 2.7) установлены механизмы подъема 3 и передвиже­ния 4. Особенностью магнитных кранов и их механизма подъема является наличие кабельного барабана 5, с которого кабель 1 по­ступает к электромагниту 2. Применение кабельного барабана ока­зывается необходимым при большой высоте подъема.

Кабельный барабан 8 (рио. 2.8) получает вращение от барабана / механизма подъема через цепную передачу. Звездочки 2 и 4 цепной передачи охватываются цепью; звездочка 2 зафиксирована на валу барабана 1 механизма подъема, а звездочка 4 соединена с наружным диском фрикционной муфты 10, внутренние диски которой могут вращаться относительно вала кабельного барабана 8. Вращение внутренних дисков фрикционной муфты передается валу кабельного барабана через кулачковую муфту, состоящую из двух частей 5 и 6. Подвижная часть 5 муфты связана с валом кабельного барабана через направляющую шпонку или другое устройство того же назна­чения. Кулачковую муфту включают вручную! при правом поло­жении подвижной части 5 муфта отключена и вал кабельного бара­бана не вращается при подъеме груза; при левом ее положении вра­щение подъемного барабана передается валу кабельного барабана 8. При работе без магнитов кабельный барабан отключают, выводя кулачковую муфту из зацепления.

Кабельный барабан 8 установлен на одном валу с кольцевым токоприемником 7. Кабель соединен е вращающимися частями коль цевого

Рис. 2.8. Схемы привода кабельного барабана магнитного крана

токоприемника. Укладку кабеля на барабан в один слой с равномерным шагом навивки производит кабелеукладчик 11, который перемещается по винту 12. Вращение передается винту от кабельного барабана через зубчатую передачу 9, 13. Фрикционная муфта в приводе кабельного барабана предназначена для защиты кабеля от недопустимых случайных нагружений.

При высоте подъема Н и намотке кабеля непосредственно на кабельный барабан (без полиспаста) число витков на кабельном барабане

(здесь D6 — диаметр кабельного ба­рабана; dK — диаметр кабеля).

Траверса. При перегрузке длинномерных грузов (листов, сорто­вого проката) грузоподъемные электромагниты блокируют на тра­версах, к которым их подвешивают посредством грузовых цепей. Траверса с тележкой крана соединена е помощью гибкого или жест­кого подвеса.

При гибком подвесе траверсы подвешены на канатах, направлен­ных от механизма подъема (рис. 2.9). При большой длине траверс (6—16 м) требуется значительное расстояние между барабанами.

Траверсы представляют собой коробчатые балки постоянного (рис. 2.9, б), а при большой длине — переменного сечения (рис. 2.9, в). Траверсы подвешивают на крюки подвесок крана, к нижней их части присоединены 2—4 магнита. При непосредственной подвеске четырех магнитов к траверсе (рис. 2.9, в, правая сторона) возможно отсутствие контакта двух магнитов с

неплоской поверхностью груза. Для обеспечения надежного контакта всех магнитов с грузом ма­гниты попарно связывают рычажно-балансирнои системой (рис. 2.9, в, левая сторона). При такой системе могут работать как четыре ма­гнита, так и два средних при отключении двух крайних.

При гибком подвесе траверсы (см. рис. 2.9, а) используют меха­низм подъема, показанный на рис. 2.10.

При больших скоростях поступательного перемещения магнит­ных кранов рационально применять гибкие канатные подвесы тра­верс, благодаря которым уменьшается раскачивание груза в одном направлении (рис. 2.11, а) или двух направлениях (рис. 2.11, б),

Рис. 2.10. Схема лебедки для подъема траверсы: 1,9 — грузовые барабаны; 2 — кабельный барабан; 4 — двигатель; 5 — редуктор; 6 - тормоз

При пирамидальном гибком подвесе траверс (см. рис. 2.11, 6) используют механизм подъема (лебедку), показанный на рис. 2.12. Усилия в канатах следует определять с учетом угла наклона.

При жестком подвесе (рис. 2.13) траверса 1 жестко соединена с вертикальными штангами 4 трубчатого или коробчатого сечения. Штанги скользят вдоль направляющих внутри шахт 3, жестко связанных с рамой тележки.

Рис. 2.12. Схема лебедки при пирами­дальном гибком подвесе траверсы магнитного крана: 1-.4 — барабаны; 5 - блоки

Рис, 2.13. Схема тележки с жестким подвесом траверсы магнитного крана

Траверса с механизмом подъема соединена канатами, проходящими через установленные на ней блоки 2.

Для равномерного загружения ходовых колес тележки штанги с траверсой и магнитами установлены в вертикальной плоскости, расположенной по середине колеи тележки. Масса крана и тележки при жестком подвесе значительно больше, чем при гибком подвесе. При жестком подвесе возникают нагрузки как от веса груза и грузо­захватного устройства (траверсы с электромагнитами), так и от сил трения в направляющих от горизонтальных давлений на них вслед­ствие возможного эксцентричного приложения веса груза. Преиму­щество жесткого подвеса — отсутствие раскачивания груза; откло­нение груза от положения равновесия определяется только упругими колебаниями конструкций.