Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Строительные краны

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
36.43 Mб
Скачать

2) rtj = 723 об/мин; n4 = 0;

n -- 723 = 450 об/мин.

H1,615

3)ri\ = 723 об/мин; я4 = —207 об/мин;

= 7 2 3 - ( - 2 0 7 ) . (-0.615) = 3 6 5

1,615

4)ni = 0; n4 = 207 об/мин;

nH

(— 207) • (—0,615)

78

об/мин.

1,615

 

 

 

Рис. 170. Двухдвигательная лебедка с дополнительным редуктором:

1 — дифференциал; 2 — барабан; Д\ и Д 2— приводные двигатели

5) п\ = —723 об/мин; п4 = —207 об/мин;

=

_ - 7 2 3 + (-2 0 7 ) (-0,615)

= _

к

1,615

'

6) п\ = —723 об/мин; п4 = 0;

пн = ~ 723- = — 450 об/мин.

н1,615

7)« 1 = —723 об/мин; п4 = 207 об/мин;

пн =

— 723 — 207

(—0,615)

осс

об мин.

-----------------

*--------

= — 365

н1,615

8)пх = 0; п4 = —207 об/мин;

(— 207)

(— 0,615)

„ 0

Л/

п„ = -------—1---------

= — 78 об/мин.

 

1,615

 

 

В этой лебедке диапазон

 

530

= ±6,8 при ступенях

регулирования-----

пн = 530, 450, 365, 78 об/мин.

 

78

 

 

(табл. 73).

Схема включения двигателей такова

Если проанализировать результаты расчета обеих лебедок, то видно, что достаточно приемлемыми они получаются, если использовать не все

четыре возможных сочетания, а лишь два из цих, получающиеся при включении разновременно только одного двигателя из двух; в этом случае диапазон регулирования несколько сужается, но зато упро­ щается электрическая схема включения электродвигателей.

Для того чтобы и при таком использовании многодвигательного привода расширить диапазон регулирования, можно один из электро­

двигателей применить в двухскоростном выполнении.

Такая

лебедка

применена в гусеничном монтажном кране С КТ-160.

 

 

передачей

Если в рассчитанной

выше лебедке

с

дополнительной

от одного из электродвигателей последний

заменить

двухскоростным

с числами оборотов 1450/580 об/мин,

то

можно

получить

диапазон

регулирования ±11 при

ступенях пи — 570, 520,

450,

390,

325, 125,

52 об/мин, т. е. весьма плавное, глубокое регулирование, удовлетворяю­ щее требованиям монтажных работ.

Если двухдвигательный привод не обеспечивает заданного диапазо­ на регулирования, то можно применить более сложный трехдвигатель­ ный привод с четырехзвенным дифференциалом, имеющим две степени •свободы, могущим обеспечить получение 12 скоростей выходного вала.

Применение подобных лебедок известно в мировой практике краносгроеиия. Теоретические и экспериментальные проработки проводились

иу нас [111].

Вкачестве примера подобных конструкций могут быть рассмотре­

ны схемы лебедки в двух вариантах выполнения — с

передачами, раз­

мещенными вне барабана (рис. 171), и с передачами,

встроенными в

барабан (рис. 172).

 

Лебедка по схеме, приведенной на рис. 171, аналогична двухдвигательной лебедке по схеме рис. 169, с третьим двигателем Д2 , через ряд передач сообщающим вращение сателлиту z5. В этой лебедке одновре­ менно могут работать любые два из трех двигателей, при третьем свободно вращающемся, причем из двух работающих один может иметь нулевую скорость, т. е. быть заторможен.

Тяговое усилие каната на первых пяти скоростях принимается равным 5 т, на шестой — 2,5 т и на остальных — 1 т, что обеспечивает получение приемлемой мощности двигателей даже при больших скоро­ стях каната.

Характеристика двигателей, тормозов и передач этой лебедки приве­

дена в табл. 74, а система включения двигателей — в табл.

75.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

74

 

 

Параметры лебедки с передачами вне барабана

 

 

 

 

Двигатели

 

 

 

 

 

 

Тормоза

 

 

 

Дх

 

Дг

 

Дз

 

Тх

 

т2

 

та

 

АОС 2-72-6

АОС 2-52-6

АОС 2-72-6

ткт-зоо

 

ТКТ-200

 

ткт-зоо

 

28,5 квт\

8,3

квт\

2 1

квт\

 

 

 

 

Барабан

 

 

 

1400 об/мин

890 об/мин

935 об/мин

Dg =

0 ,6

 

 

Канатоемкость при;

 

 

 

 

 

 

м LQ = 0,95 м

трехслойной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

навивке — 180 м

ЭММ — электромагнитная муфта для предотвращения вращения ротора

 

 

 

электродвигателя

на высоких оборотах.

 

 

 

 

 

 

 

З у б ч а т ы е к о л е с а

 

 

 

 

 

Обозначение

 

 

 

 

 

 

Обозначение

 

 

т, мм

*1

 

 

21

 

3

 

 

Z8

 

86

 

2

 

z2

 

 

99

 

3

 

 

Z0

 

168

 

2

 

Z 3

 

 

70

 

2

 

 

Z 10

 

42

 

2

 

z 4

 

 

39

 

3

 

 

Z11

 

46

 

3.5

*6

 

 

 

 

 

Z12

 

70

 

3.5

Z6

 

 

20

 

2

 

 

Z 13

 

22

 

6.5

Z 7

 

 

184

 

2

 

 

Z 14

 

198

 

6.5

Вес лебедки ~ 1,75 м\ габариты

лебедки: L =

1,8 м\ В =

1,55 м\

Н =

1,1

м.

Как видно

из

табл.

75

на

I,

II,

IV,

VIII

ступенях

включен

один двигатель и планетарный механизм привода работает в качестве простой планетарной передачи; на остальных ступенях скоростей включаются два двигателя, что определяет работу планетарного меха­ низма как дифференциала.

\| Электромагнитная муфта ЭММ, находящаяся в кинематической цепи двигателя Д2, отключается на последних трех ступенях скорости, когда

звено 2 2 планетарного механизма вращается

вхолостую,

что

предот­

вращает ротор двигателя Д 2 от вращения с высокой скоростью.

анализ

Так как одновременно участвуют в работе

два двигателя,

работы данного механизма можно производить

тем же

методом, Что

и при двухдвигательном приводе, что видно из следующего примера

Схема включения лебедки с передачами вне барабана

скорости

д '

1

 

 

 

Вращение двигателей

 

 

 

Д г

Да

Ступени

 

+ вперед

 

 

— назад

 

 

0 — заторможен

 

Д — вращается

 

 

 

вхолостую

I

д

 

 

0

11

0

 

+

д

III

+

 

0

д

IV

+

 

д

V

+

 

+

д

VI

д

 

д

+

VII

+

 

+

VIII

0

 

д

+

IX

 

д

+

Направление вращения скоростей

основно­Скорость

вращае­звена,го вхолостую,мого об/минв

выход­Скорость взвенаного м/мин

ско­Линейная канатарость м/минп

усилиеТяговое Тканата

основных звеньев планетарного

 

 

 

 

 

механизма (А — звено,

 

 

 

 

 

вращаемое вхолостую)

 

 

 

 

 

д

< 0

= 0

—250

45

6,2

5

 

= 0

>0

д

+70

82

11,3

5

 

>0

<0

д

+334

140

19,2

5

;

>0

= 0

д

+422

244

33,6

5

>0

>0

д

+493

326

44,8

5

1

д

< 0

> 0

+2700

560

77

2,5

>0

Л

>0

+666

816

112

1

!

= 0

А

>0

+ 1320

1090

150

1

1

< 0

д

> 0

+ 1950

1350

187

1

:

Пример. Расчет лебедки по схеме рис. 171 и данным табл. 74. Момент на барабане Л1б = 1800 кГм. Схема включения двигателей по данным табл. 75.

Числа оборотов солнечных колес:

 

 

 

 

 

890

 

105 об/мин.

«1 = 1400 об/мин; п3 == 935 об/мин\ п9 = —------ -— —---- - =

 

 

 

 

184/86 •

168/42

 

 

I скорость: п2 = —105 об/мин\

пг = 0 об/мин

(рис. 168, б).

 

 

Конструктивный параметр

К = ZflZo

20 • 92

 

: 0,73; 1

+

К = 1,73.

 

 

 

Z3Z5

70 • 39

 

 

 

 

 

41

0 + 105 • 0,73

= 45

об/мин.

 

 

 

 

1,73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II скорость: п\ = 0 об/мин\ п2 = 105 об/мин

(рис. 168,

а).

 

 

Конструктивный

параметр

К = — = — ~ =

4,7; 1 + К

= 5,7.

 

 

 

Zj

zi

 

 

 

 

п и =

пп =

0 + 105.4,7

=

on

^

 

 

 

------ — ------

82 об/мин.

 

 

 

 

 

5,7

 

 

 

 

 

 

III скорость: П = 1400 об/мин\

п2 = —105 об/мин (рис. 168,

а).

 

Конструктивный

параметр

К=4,7;

1 + К=5,7.

 

 

1400—105.4,7

f j / 4

^

 

 

Пн = П1± = -----------------------

= 140

об/мин.

 

 

 

 

5,7

 

 

 

 

 

 

IV скорость: П = 1400 об/мин; п2 = 0 об/мин

(рис. 168, а).

 

 

Конструктивный

параметр

К=4,7;

1 + К=5,7.

 

Пн = П1± =

1400 — 0

 

_

^

 

 

----— —

= 244 об/мин.

 

 

V скорость: п\ = 1400 об/мин\ п2 = 105 об/мин (рис. 168, а).

Конструктивный параметр К = 4,7; 1 + К = 5,7.

1400+ 105 • 4,7

= 326 об/мин.

5,7

VI скорость: п2 = —105 об/мин\ /13 = 9315 об/мин (рис. 168, б). Конструктивный параметрjpaM К = 0,73; 1 + К== 1,73.

пн = плл = 935+ 105 • 0,73 = 560 об/мин.

1,73

Конструктивный параметр

К =

гбгз

39

70 = 6,5; 1 — К = — 5,5.

 

 

 

 

 

 

 

Zi26

21

20

 

 

 

 

 

 

 

 

1400 — 935 • 6,5

 

816 об/мин.

 

 

 

 

 

 

Пн П ц

 

— 5,5

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIII скорость: П

= 0; п3 =

935 об/мин (рис. 168, г).

 

 

 

 

 

 

Конструктивный параметр К=6,5;

 

1 — К= — 5 ,5 .

 

 

 

 

 

 

пн = пп =

— 935 • 6,5

= 1090 об/мин.

 

 

 

 

 

 

------- 1 - г—

 

 

 

 

 

 

 

 

— и,и

 

 

 

 

 

 

 

 

IX скорость: П1= — 1400 об/мин; л3 = 935 об/мин (рис. 168, г).

 

 

 

 

 

Конструктивный параметр К=6,5;

1 — К= — 5,5.

 

 

 

 

 

пн Пц =

— 1400 — 935 • 6,5

 

1360 об/мин.

 

 

 

 

 

------------- — --------- =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— 5,5

 

 

 

 

 

 

 

 

Моменты на отдельных валах, мощность двигателей

и

параметры

тормозов могут быть определены теми

же

методами,

которые

были

рассмотрены ранее при анализе двухдвигательных лебедок.

в

ней

Лебедка

по

II варианту

(рис.

172)

характерна

тем,

что

передачи встроены в барабан. Планетарный механизм

и понижающая

передача составлены по замкнутым схемам

из

элементарных

рядов

с одним внешним и одним внутренним зацеплением (табл. 76, 77).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

76

 

Параметры лебедки с передачами, встроенными в барабан

 

 

 

 

Двигатели

 

 

 

 

 

 

 

Тормоза

 

 

 

Дх

 

Дм.

Дм

 

 

Тх

 

 

Т2

 

т9

 

 

АОС-81-8

АОС-72-5

АОС-72-6

ткт-зоо

ткт-зоо

 

ткт-зоо

 

28,3 кет;

21

кет;

21 кет;

 

 

 

 

 

Барабан

 

 

 

700 об/мин

935 об/мин

935 об/мин

DQ = 0 ,6

 

м =

0,95 м

Канатоемкость при

 

 

 

 

 

 

 

 

трехслойной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

навивке — 180 м

 

 

 

З у б ч а т ы е к о л е с а

 

 

 

 

 

Обозначение

 

 

т ,

мм

 

Обозначение

 

 

пг, мм

*1

 

95

 

 

3

 

 

 

Яг

 

2 1

 

5

 

2 о

 

71

 

 

3

 

 

 

Яг

 

2 1

 

4

 

Ч

 

142

 

 

3

 

 

 

а3

 

15

 

7

 

ч

 

58

 

 

3

 

 

 

ь3

 

57

 

7

 

fll

 

15

 

 

5

 

 

 

а4

 

25

 

7

 

Ъ\

 

57

 

 

5

 

 

 

ь,

 

55

 

7

 

а2

 

36

 

 

4

 

 

 

Яз

 

2 1

 

7

 

Ъо

 

78

 

 

4

 

 

 

Яа

 

15

 

7

 

Вес лебедки ~

1,85 т; габариты лебедки: L =

3,0 м\ В = 1,58 м; Н = 0,87 ц.

 

Схема

включения двигателей

и параметры

движения

приведены

в табл. 77.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 77

Схема включения двигателей лебедки с передачами, встроенными в барабан

Ступени скорости

I

II

III

IV

V

VI

VII

Вращение двигателей

Направление вращения скоростей

Дг

Дг

Дъ

основных звеньев планетарного

механизма (А — звено,

вращаемое вхолостую)

4вперед

-назад

о- - заторможено

А -- вращается вхолостую

 

д

0

<

0

 

д

=

0

д

0

 

д

<

0

=

0

0

д

<

0

=

0

 

д

д

0

+

 

д

=

0

> 0

д

+

 

д

<

0

> 0

0

+

д

=

0

> 0

 

д

+

д

<

0

> 0

 

д

Скорость основно­ го звена, вращае­

мого вхолостую, в об/мин

Скорость выход­ ного звена в об/мин

Линейная ско­ рость каната в м'мин

Тяговое усилие каната Т

—188

49,2

6,44

5

—2600

184

24,1

5

+

2

2

0

322

42,1

5

—1800

482

63

2,5

—3600

665

87

2,5

+950

1 0 2 0

134

1

+700

1342

176

1

Как видно из таблицы на I, II, III, IV, VI ступенях включен один двигатель при заторможенном втором. Планетарный механизм при этом работает как замкнутая планетарная передача; на V и VII ступенях включены два двигателя.

Соединение электродвигателей с редуктором осуществлено через зубчатые муфты; солнечные шестерни четырех планетарных рядов с помощью зубчатых муфт выполнены плавающими, что улучшает равно­ мерность распределения нагрузки между сателлитами.

Так же, как и в ранее приведенной трехдвигательной лебедке, тяго­ вое усилие каната является переменным — от 5 до 1 г (табл. 77).

Трехдвигательные лебедки обеспечивают получение большого диапа­ зона регулировки (до 1 :30) и высокую плавность регулировки, однако достигается это в результате значительного конструктивного усложне­

ния лебедки. Хотя применяемые

электродвигатели короткозамкнутые,

но все же их три, причем ротор

одного из них вращается вхолостую

с большой скоростью (табл. 75), что увеличивает кинетическую энергию системы, делая ее сильно инерционной.

Переход с одной скорости на другую связан с разгоном одного двигателя при необходимости торможения другого. Сложен также ха­ рактер протекания неустановившихся процессов при переключении скоростей.

Исследование этих процессов было произведено во ВНИИСтройдормаше на специальном стенде с изменяемыми параметрами [111]. Это исследование показало, что при правильно подобранных параметрах можно получить вполне приемлемые результаты, т. е. глубокую регули­ ровку скорости, с плавными переходами от одной скорости к другой.

На рис. 173 представлены некоторые из осциллограмм, записанных при проведении исследования. На осциллограммах пи п2, п3 и Ми М2, М3 — скорости вращения электродвигателей соответственно Z)b D2, D3, a I\, h, /з — соответствующие токи в электроцепях, Q — тяговое усилие номинально (без учета потерь на блоках), равное 3100 кг, 2180 кг и 1350 кг, пц — скорость вращения выходного звена.

На осциллограмме (рис. 173, а) приведены параметры лебедки при ее начальном выполнении по расчетным данным. Скорость выходного звена п4 так же, как и скорости электродвигателей щ, га2, п3 при пере­ ходе с одной ступени скорости на другую резко подскакивает, затем стабилизируется. В связи с этим увеличивается динамика подъема

и натяжение каната с 3000 кГ

подскакивает

до 3750 /сГ,

 

т. е. на 25%.

Указанный процесс характерен как для подъема, так и для опуска­

ния груза. Причины такой нестабильной работы привода

 

заключались

в основном

в несогласованности

по времени

разницей

в

 

0,05—

 

 

 

 

 

 

 

0,1 сек)

включения

и от­

 

 

 

 

 

 

 

ключения

отдельных

эле­

 

 

 

 

 

 

 

ментов

 

электроаппара­

 

---- ^

 

 

 

 

 

туры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 173, б приве­

____

(Д1;Л3)

 

 

 

дены

 

параметры

лебедки

 

 

 

после регулировки

и на­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ладки

 

электроаппарату­

 

 

 

 

 

 

 

ры. Качество работы при­

 

 

 

 

 

 

 

вода

 

существенно

улуч­

 

 

 

1Ш-.ДЗ)

 

 

шилось. Амплитуда

коле­

 

 

 

 

 

баний

нагрузки

не

пре­

 

 

 

Ш ;п } = )

 

вышает 4%

и только при

 

 

 

 

переходе с V

 

на

IV сту­

 

 

 

(Д3;п}=0)

 

пень

 

скорости

 

доходит

 

 

 

 

до 12%.

 

 

 

 

 

приве­

 

 

 

(й3;п,=0)

 

На

рис. 173, в

 

 

 

 

 

 

 

 

дена

осциллограмма

про­

«■5

1,0

5

2,Р

2,5

3,о

ат

цесса

 

 

торможения

 

при

1

 

 

 

 

опускании

 

груза, движу­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щегося

с

 

максимальной

 

 

 

 

 

 

 

скоростью.

 

 

Торможение

 

 

 

 

 

 

 

осуществлено

 

без каких-

 

 

 

 

 

 

 

либо скачков

(провалов)

 

 

 

 

 

 

 

скорости за

0,9 сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диапазон

 

регулиро­

 

 

 

 

 

 

 

вания

 

 

во

 

всех

случаях

 

 

 

 

 

 

 

примерно

12.

 

 

прово­

 

 

 

 

 

 

 

Эксперименты

 

 

 

 

 

 

 

дились при разных по ве­

 

 

 

 

 

 

 

личине грузах. Характери­

 

 

 

 

 

 

 

стика

 

привода

была

до­

 

 

 

 

 

 

 

статочно жесткой, что вид­

 

 

 

 

 

 

 

но из графика,

приведен­

 

 

 

 

 

 

 

ного на рис. 174, и весьма

 

 

------

— — -

__

близкая к теоретической.

 

 

 

Эксперимент вместе с

- VK)M/ M U H

 

 

 

 

 

 

тем показал,

что в неко­

 

 

 

 

 

 

торых

 

случаях,

особенно,

Рис. 174. Сводная характеристика эксперименталь­

 

когда

 

при

переходе

на

ной

трехдвигательной

лебедки:

 

 

 

другую ступень

скорости

__________ теоретические значения;--------— эксперимен­

 

тальные

значения

 

 

 

один

из двигателей

необ­

 

 

 

 

 

 

 

ходимо

 

реверсировать,

имеют место провалы скорости, и как следствие этого, возрастание дина­ мических нагрузок на крюке.

Таким образом, проведенные теоретические и экспериментальные разработки показали, что трехдвигательный привод может обеспечить глубокую и плавную регулировку скоростей подъемного механизма. Метод этот, однако, еще не доработан до возможности его нормального промышленного использования, и нужны дальнейшие теоретические и экспериментальные работы в этой области.