Практическая работа №1 Изучение устройства мостового двухбалочного крана
Цель работы: изучить устройство мостового крана в целом и его отдельных механизмов; выявить и изучить основные конструктивные особенности присущие кранам указанного типа.
Мостовой кран предназначен для подъема и опускания широкой номенклатуры грузов. В цехах машиностроительных и ремонтных предприятий наибольшее применение нашли электрические одно- и двухбалочные краны.
Электрические крюковые однобалочные краны соответствуют ГОСТ 22045-89. В качестве грузовых тележек применяют канатные электрические тали. Мост состоит из балки двутаврового сечения, которая опирается на коробчатые концевые балки. Для увеличения жёсткости концы балки усилены раскосами. На концевых балках смонтированы колёса с угловыми буксами. Механизм передвижения выполнен с приводом на каждое колесо. Такой привод называют раздельным. Каждый привод состоит из фланцевого двигателя с короткозамкнутым ротором и навесного редуктора. Тормоз отсутствует вследствие малой скорости передвижения. Питание двигателей тали осуществляется с помощью кабеля, подвешенного на кольцах на проволоке, которая натянута и закреплена на кронштейнах концевых балок. Управление краном с пола от подвешенного к тали поста управления или из кабины, закрепляемой к мосту крана. Грузоподъёмность кранов 1; 2; 3,2 и 5 т. Пролёт 3-15 м. Высота подъёма 6, 12 и 18 м.
Электрические крюковые двухбалочные краны состоят из моста с механизмом передвижения, колёса которого установлены на угловых буксах, грузовой тележки со смонтированными на ней механизмами подъёма груза и передвижения, кабины управления и вспомогательной кабины для обслуживания токосъёмников цеховых троллей. Управление краном может быть с пола, из кабины или дистанционным. Грузоподъёмность кранов: 5; 10; 12,5; 16; 16/3,2; 20/5; 32/5 и 50/12,5 т. Пролёт: 10,5 — 34,5 м (с шагом 3 м). Высота подъёма: до 20 м.
Общее устройство мостового крана представлено на рисунке 1.1. Кран состоит из моста 8, перемещающегося по крановым путям 11 на ходовых колесах 12, которые установлены на концевых балках 13. Пути 11 укладывают на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонн цеха. Расстояние между осями подкрановых рельсов называют пролетом крана, расстояние между осями ходовых колес – базой крана. По верхнему поясу балок моста в поперечном направлении относительно пролета цеха передвигается крановая тележка 5, снабженная механизмами подъема груза.
В зависимости от назначения крана на тележке размещают один или два механизма подъема. При наличии двух механизмов подъема один из них является главным 4, а второй меньшей грузоподъемности – вспомогательным 3. Вспомогательный имеет грузоподъемность до 25% от основного. Механизм передвижения 10 крана установлен на мосту крана, механизм передвижения 9 тележки – непосредственно на тележке. Управление всеми механизмами осуществляют из кабины 1, прикрепленной к мосту крана.
Рисунок 1.1 – Мостовой кран (общее устройство):
1 – кабина управления; 2 – гибкий кабель; 3 – барабан вспомогательного механизма подъема;
4 – барабан главного механизма подъема; 5 – крановая тележка; 6 – трос подвеса гибкового кабеля;
7 – площадка обслуживания (люлька); 8 – главные балки (мост); 9 – механизм передвижения тележки; 10 – электродвигатель механизма передвижения моста; 11 – подкрановые пути; 12 – ходовые колеса;
13 – концевые балки
Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям, изготовленным из прокатной стали углового профиля и закрепляемых на стене здания. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепляемые к металлоконструкции крана, башмаки которых скользят по троллеям при перемещении моста крана. Для обслуживания цеховых троллеев на кране предусмотрена специальная площадка 7. Для токоподвода к двигателям, расположенным на тележке, используют троллеи, изготовленные из круглой или угловой стали, установленные с помощью специальных стоек на площадке, расположенной в продольном направлении относительно главной балки. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод к тележке осуществляется с помощью гибкого кабеля 2, подвешиваемого на тросе 6. Благодаря применению гибкого кабеля проще стала конструкция крана, повысилась его надежность при эксплуатации и снизилась масса, так как не стало необходимости в наличии стоек и площадки для их размещения и обслуживания.
Для лучшего понимания устройства мостового крана рассмотрим его блочную конструкцию (рисунок 1.2). Кран включает в себя: главную балку 1, концевую балку 2, кабину управления 3, крановую тележку 4, лыжу для концевых выключателей 5, перила тележки 6, площадки моста 7 и 14, механизм передвижения моста 8, перила моста 9, крюковые подвески 10 и 11, секции трансмиссионного вала 12, кабельный токопровод 13, троллейный токосъемник 15, подвесную люльку 16.
Рисунок 1.2 – Мостовой кран (блочная конструкция):
1 – главная балка; 2 – концевая балка; 3 – кабина управления; 4 – крановая тележка; 5 – линейка концевых выключателей; 6 – перила тележки; 7, 14 – площадки моста; 8 – механизм передвижения моста; 9 – перила моста; 10, 11 – крюковые подвески (главного и вспомогательного механизмов подъема); 12 – секции трансмиссионного вала; 13 – кабельный токопровод (трос подвеса);
15 – токосъемник; 16 – подвесная люлька
Грузовая тележка мостового крана (рисунок 1.3) представляет собой сварную раму 11 прямоугольной формы, установленную на ходовые колеса 10, на которой монтируются рабочие механизмы. Боковые стороны тележечной рамы часто имеют такую же конструкцию как концевые балки мостового пролета крана. Главный механизм подъема включает в себя: электродвигатель 6, редуктор 17, тормоз 2, барабан 8. Вспомогательный механизм подъема включает в себя: электродвигатель 12, редуктор 16, тормоз 15, барабан 14. Оба механизма оснащены сдвоенными полиспастами с крюковыми подвесками 7 и 13 соответственно.
Рисунок 1.3 – Грузовая тележка мостового крана (основные конструктивные элементы):
механизм передвижения (3 – электродвигатель; 4 – тормоз; 5 – вертикальный редуктор; 10 – ходовое колесо); главный механизм подъема (2 – тормоз; 6 – электродвигатель; 8 – барабан; 17 – редуктор); вспомогательный механизм подъема (12 - электродвигатель; 14 – барабан; 15 – тормоз; 16 – редуктор); другие детали (1 – токоподводящий кабель; 9 – линейка концевых выключателей; 10 – ходовое колесо с буксами; 11 – сварная рама;
7, 13 – крюковые подвески)
Каждый механизм снабжен двумя ограничителями: высоты подъема груза и грузоподъемности. Обычно тележки опираются на четыре ходовых колеса, каждая пара которых соединена общим трансмиссионным валом. Вращение ходовым колесам сообщается от электродвигателя 3 через редуктор 5. Механизм передвижения тележки снабжен тормозом 4, обеспечивающим его установку и удержание в заданном положении. На одной из продольных балок тележки закреплена линейка 9 взаимодействующая с концевыми выключателями расставленными по конца подтележечного рельсового пути. При воздействии линейки на концевой выключатель тележка автоматически останавливается в крайнем положении, благодаря чему исключается аварийная ситуация.
Механизмы тележки снабжаются электроэнергией через гибкий кабель 1, подвижно подвешенный к протянутому вдоль моста тросу.
Следует особо отметить несколько важных деталей и конструктивных особенностей тележки представленных на рисунке 1.4:
1 – тормозная колодка устанавливаемая шарнирно на вертикальный рычаг двухколодочного тормоза (одноколодочные тормоза в механизмах мостовых кранов не применяются; в некоторых конструкциях грузоподъемных механизмов согласно «Правилам устройства и безопасности грузоподъемных кранов» (ПБ-10-382-00) предназначенных для подъема определенных видов грузов или при использовании двух одновременно включаемых приводов должно быть предусмотрено два тормоза;
2 – электрогидротолкатель тормоза главного механизма подъема (располагается вертикально, шарнирно опираясь на площадку тележки; приводит в действие систему рычагов тормозов типа ТКГ; кроме тормозов с электрогидротолкателем в мостовых кранах широко применяются колодочные тормоза типа ТКТ с приводом от электромагнита, имеющие меньшее время срабатывания);
Рисунок 1.4 – Конструктивные особенности грузовой тележки мостового крана:
1 – тормозная колодка; 2, 23 – электрогидротолкатели тормозов; 3 – шкив тормоза;
4, 19 – промежуточные валы грузоподъемных механизмов; 5 – трансмиссионный вал ходовых колес; 6,20 – установки верхних блоков (уравнительный блок); 7 – муфта предельного момента; 8 – тяга тормоза; 9 – замыкающая пружина тормоза; 10, 12 – соединительные муфта валов; 11 – вертикальный редуктор; 13, 18 – фланцы электродвигателей; 14 – блоки подвески; 15 – траверса подвески; 16 – крюк; 17 – внешняя опора барабана; 21 – кожух; 22 – гладкий участок барабана; 24 – горизонтальный редуктор; 25 – нарезной участок барабана; 26 – платик; 27 – тормозной рычаг
3 – шкив тормоза главного механизма подъема (всегда связан быстроходным валом редуктора из-за малой величины крутящего момента на нем);
4 – промежуточный вал главного механизма подъема (передает вращение от электродвигателя на быстроходный вал редуктора при компоновке допускающей значительные расстояния между ними; чаще всего при проектировании двигатель удаляется от редуктора на возможно большее расстояние с целью более равномерного распределения нагрузок на ходовые колеса тележки; при этом торец двигателя и торец барабана (или фланцы двигателя и внешняя опора барабана) должны находиться приблизительно на одном уровне);
5 – трансмиссионный вал ходовых колес (располагается под площадкой тележки и связывает тихоходный вал редуктора механизма передвижения с ходовыми колесами);
6 – установка верхних блоков главного механизма подъема (здесь изображен не вращающийся один уравнительный блок с которого сходят две ветви каната и идут вниз к крюковой подвеске, следовательно полиспаст главного механизма подъема имеет кратность равную двум; ось данного уравнительного блока располагается перпендикулярно оси барабана, но в некоторых конструкциях расположение данной оси может быть параллельным оси барабана, тогда угол обхвата канатом всех блоков увеличится и как следствие уменьшится КПД полиспаста, что негативно скажется на работе механизма; полиспасты имеющие кратность более двух требуют наличия в конструкции установки нескольких верхних (не уравнительных) блоков оси которых располагаются параллельно оси барабана, при этом при нечетной кратности полиспаста уравнительный блок может отсутствовать вовсе);
7 – фрикционная многодисковая муфта предельного момента (целью данного устройства является снижение динамических и ударных нагрузок, гашение нежелательных вибраций и колебаний; в некоторых грузоподъемных механизмах используются эластичные (пластичные) упругие муфты; иногда в этом месте может устанавливаться вихревой электромагнитный тормоз (тормозной генератор), применяемый для глубокой регулировки скорости);
8 – горизонтальная тяга рычажной передачи электрогидравлического тормоза (в случае применения электромагнитного тормоза в этом месте будет располагаться горизонтальный шток связанный с главной и вспомогательной пружинами механизма замыкания тормоза);
9 – замыкающая пружина тормоза (располагается вертикально между одним из рычагов и электрогидротолкателем; в случае применения электромагнитного тормоза располагается горизонтально и связана со штоком при помощи регулировочных гаек и главной пружины);
10 – соединительная муфта промежуточного вала механизма передвижения и быстроходного вала вертикального редуктора (кроме этого во всех механизмах крановой тележки полумуфты соединены с тормозными шкивами);
11 – редуктор механизма передвижения (всегда располагается вертикально (особый тип – вертикальный редуктор); в данной конструкции он расположен с внешней стороны тележки ближе к одному из ведущих колес, но возможно расположение внутри колесной базы тележки, при этом привод механизма передвижения будет центральным);
12 – соединительная муфта промежуточного вала главного механизма подъема и быстроходного вала электродвигателя;
13, 18 – фланцы электродвигателей (фланцы имеют специальные отверстия для резьбового (болтового) крепления к площадке тележки);
14 – блоки крюковой подвески (подвеска укороченная с удлиненным крюком);
15 – траверса крюковой подвески;
16 – крюк (однорогий);
17 – внешняя опора барабана (кронштейн особой конструкции со втулкой под подшипник для установки внешнего конца оси барабана);
19 – промежуточный вал вспомогательного механизма подъема (имеет также большую длину, что связано с особенностями компоновки);
20 – установка верхних блоков вспомогательного механизма подъема (здесь так же изображен невращающийся один уравнительный блок позволяющей полиспасту получать двухкратный выигрыш в силе);
21 – защитный кожух (ограждающая конструкция промежуточного вала вспомогательного механизма);
22 – ненарезной (гладкий) участок по середине барабана главного механизма подъема (наличие этого участка свидетельствует о том, что полиспаст является сдвоенным, предотвращающим горизонтальное перемещение груза при подъеме; такой же ненарезной участок присутствует и на барабане вспомогательного механизма подъема; меньший диаметр барабана вспомогательного механизма подъема свидетельствует о меньшей его грузоподъемности и как следствие меньшем диаметре каната – основном расчетном размере для диаметров блоков и барабанов);
23 – электрогидротолкатель тормоза вспомогательного механизма подъема;
24 – горизонтальный редуктор вспомогательного механизма подъема (большинство редукторов механизмов подъема располагаются горизонтально независимо от типа крана, его назначения и грузоподъемности);
25 – нарезной участок барабана главного механизма подъема (таких участков два, что свидетельствует о сдвоенном типе полиспаста; количество витков нарезки зависит от диаметра барабана и длины навиваемого каната; канат на барабаны подобной конструкции всегда укладываются в один слой);
26 – платик (платики устанавливают под сборочные единицы, которые нельзя ставить непосредственно на верхний лист рамы тележки из-за его неровности; вместо платиков, часто используют различные прокатные профили или сварные подставки);
27 – вертикальный двуплечий рычаг колодочного тормоза (рычаги тормозов расположены вертикально с двух сторон тормозного шкива, что свидетельствует о радиальном типе тормозного устройства двухстороннего действия).
Существует так же несколько разновидностей специальных кранов мостового типа имеющих большие кинематические возможности и оснащеные специальными грузозахватными приспособлениями: пратцент краны; магнитные краны; грейферные; литейные; краны с вращением крюка.
Мостовой кран с вращающейся тележкой (пратцент кран) предназначен для транспортировки сортового и листового проката, бунтов проволоки и рулонов ленты (рисунок 1.5). Тележка такого крана состоит из двух частей. Верхняя часть, на которой расположены механизмы подъема и вращения, опирается на круговой рельс, который в свою очередь установлен на нижней части, оснащенной механизмом передвижения тележки. Траверса механизма подъема оборудована лапами, крюками или магнитами.
Рисунок 1.5 – Пратцент кран оборудованный траверсой с лапами
Магнитные краны (рисунок 1.6) предназначены для подъема и транспортирования ферромагнитных материалов (скрапа, стружки). Эти краны снабжены грузовыми электромагнитами, подвешенные на крюковой подвеске или траверсе. В цехе такие краны используются для загрузки плавильных печей скрапом, на складе оснастки.
Рисунок 1.6 – Mагнитно-грейферный кран
Грейферные краны предназначены для подъема и транспортирования сыпучих и кусковых материалов. В качестве грузозахватного устройства эти краны имеют грейферы различного исполнения. Используются на землеподготовительном участке для перегрузки глины, песка, регенерата из закрома в приемочные бункера. Иногда мостовые краны оборудуются двумя тележками механизмы подъема каждой из которых оснащены грузозахватными приспособлениями различных видов. Например магнитно-грейферный кран оснащен одновременно и грейфером и электромагнитом.
Широкое применение нашли краны с вращением крюка. Они предназначены для кантования груза вокруг вертикальной оси, за счет установки дополнительного привода на крюковой подвеске. Используются на участках обрубки и формовки для перемежения форм, валков, изложниц и тюбингов.
Литейные краны предназначены для заливки расплавленного металла в формы. На главном механизме подъеме установлена специальная траверса с двумя пластинчатыми крюками для подъема ковша, вспомогательным механизмом подъема кантуют ковш для разливки.
Контрольные вопросы:
1. Какие существуют типы мостовых кранов и каковы их технические характеристики?
2. Каково общее устройство мостового двухбалочного крана?
3. Как устроена крановая тележка мостового крана?
4. Какие существуют конструктивные особенности тележек мостовых кранов и каково их значение?