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

йт- = nD,

 

\ U cosy

Jcp

= 0,0022 (46 000 — 154 000) = —240 кГ/см;

'cp

 

 

 

 

 

 

 

b = D

 

QT

 

 

404

 

0,625Dcp = 0,625 • 146 = 91,5 CM ;

 

 

 

 

Dcp =

cp qT + qT,

404 + 240 ^ cp

 

 

 

 

 

 

<P = у

+arcsin

( - y ------l j =

1,57 +

arcsin0 ,2 5 =

1,57 +

0 ,2 5 ^ 1 ,8 2 ;

_

 

COS («Р

^ ) =

 

 

14i

 

 

 

 

a =

 

- у - cos0,25= -^-0,968 = 70,5 CM ;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

p

__ ^cp^T

_0’ - - % L ) (p + ° ] =

 

 

 

 

 

 

 

Г 1

-------------A------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

146 + 404

[(91,5 —73) 1,82 + 70,5] = 645 • 104^67 0 0 0

кГ;

 

 

91,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

^ c p ^ T ’

 

— б)(л —<p) + a] =

 

 

 

 

 

2

Dcp- b

 

 

 

146

240

 

 

 

 

 

 

 

[(73 — 91,5) (—

0,25) + 70,5] = 640 •75 ^

47 000 кГ;

146 — 91,5

 

 

 

 

 

Ws = 9700 кГ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N = V \ 14 0002+

48502=

115 000

кГ.

 

 

Принимаем f

= 0,015.

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

МтрК= 115000• 0,015-73^124000 к Г с м =

1240 к Г м .

 

 

 

 

Наклон поворотного кольца при действии номинального момента

 

 

 

 

 

6 = 0,003 рад ж 0°10'

 

 

 

 

В зарубежной практике используется

для

определения

момента

сопротивления вращению от сил трения в шариковых

опорно-поворот­

ных устройствах формула

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М = iiFa(D + 4 М )

тм,

 

 

 

 

где р = 0,003 н- 0,008 — коэффициент трения; Fa— осевая нагрузка в г;

D — диаметр катания в м;

X — плечо приложения вертикальной нагрузки (плечо момента) в м. Для нашего случая

o n

т

п

1 ла

м\

v

=

М

3 800 000

, 0

F =

32

D =

1,46

X

----= ----------- ^

1,2 ж;

а

 

 

 

 

 

Р

32 000

 

 

 

М =

0,006.32(1,46 +

4,4.

1,2) = 1,2 тм,

 

т. е. несколько меньше определенного ранее, что в значительной мере объясняется тем, что данная формула не учитывает горизонтальных

нагрузок.

В работе [27] приводится формула для определения момента сопро­ тивления вращению опорного круга:

л,

0.025М + 0 ,0 0 5 ^ 0 ^

>

М Тр

t

*

 

Sin 0

 

где М — действующий момент в тм;

— суммарная вертикальная нагрузка в г;

DKP — диаметр круга в м\

0 К— угол наклона в горизонтали сил действующих на тела качения.

По этой формуле

Ал

0,025 • 38 + 0,005 • 32 • 1,46

= 0,95 + 0,24= 1,19 тле.

Мтр

-

Таким образом, результаты подсчетов по трем методам получаются близкими и зависят только от величины приведенного коэффициента трения.

71. МЕХАНИЗМЫ ВРАЩЕНИЯ ПРИ ОПОРНО-ПОВОРОТНЫХ УСТРОЙСТВАХ С РАЗМЕЩЕНИЕМ ОПОР

В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ

Механизмы вращения при опорно-поворотных устройствах с опор­ ным кругом, независимо от типа круга — колесного, каткового или роликового, выполняются с конечным вертикальным валом, несущим

а кинематические уравнения

 

 

 

 

« 1 (Pi +

1 ) л«, +

рхп3= 0 ; и„, =

/г4;

«4 — (р» +

1) п н2 +

Р гп е — 0;

л*. =

«7

« 7 — (Рз + !)««» + Рз« 9 = 0;

'гз = «в = « 9 = 0.

Общее передаточное число этого редуктора

ii::-e=(i+t)(i+t)(i+t)’

ак. п. д. равен примерно 0,92.

Вредукторе, приведенном на рис. 258, а,

гх = 16; 2 3 = 114; 2 4 = 18; г„ = 114; г7 = 15; г9 = 57;

модули 3 мм\ 3 мм; 6 мм.

Передаточное число редуктора

« 4 1+ J^)(1+ Jr)(' + -rf) = 258-

На коронной шестерне можно получить передаточное отношение порядка 6 в зависимости от числа зубьев шестерни — 10. Следователь­ но, при использовании этого редуктора может быть достигнуто переда­ точное число механизма порядка 1500, что при применении двигателя даже с числом оборотов вала 1500 обеспечивает получение скорости вращения до 1 об/мин.

Предельная мощность, нормально передаваемая этим редуктором, 5 кет при 1000 об/мин входного вала; момент на выходном валу при­

мерно 1200 кГм. При применении качественных сталей

для

шестерен

и валов мощность, передаваемая редуктором,

может быть

повышена.

В крупных кранах

может быть применено два параллельно установ­

ленных механизма.

крана корпус редуктора

крепится

шарнирно на

К платформе

вертикальном валике, проходящем через прилив в корпусе (см. разрез АА, рис. 258). На второй стороне корпуса имеется ухо, которое закрепляется к платформе стяжным болтом, используемым не только для фиксации механизма, но и для регулировки зацепления выходной шестерни ( 1 0 ) с зубчатым ободом опорно-поворотного устройства.

Интересной конструктивной особенностью является то, что в этом редукторе выходной вал разгружен от изгиба, так как выходная шестерня опирается через подшипник качения непосредственно на корпус редуктора.

Редукторы механизмов вращения с нормальными зубчатыми пере­ дачами выполняются двухпарными или чаще трехпарными для обеспе­ чения получения необходимого передаточного числа.

Для обеспечения хорошей смазки верхних рядов передач исполь­ зуются плунжерные (рис. 259) или, реже, шестеренные насосы, подаю­

щие масло в верхнюю часть редуктора, откуда оно,

опускаясь, смазы­

вает и подшипники, и зубья

передач. При выполнении редукторов

соосными хвостовик ведущего

вала можно

выполнить

вращающимся

в подшипнике качения, укрепленном в выточке выходного вала.^

части

Колодочный тормоз устанавливается

также

в

верхней

редуктора.

 

 

превышает 40, в

В двухпарных редукторах передаточное число не

трехпарных может быть доведено до 1 2 0 .

 

 

 

редук­

Передаваемая мощность зависит от габаритных параметров

тора и качества применяемых материалов для Валов и шестерен.

 

В механизмах вращения могут применяться тормоза нормально открытые с ручным или гидравлическим безнасосным управлением. Нормально замкнутые тормоза с электромагнитным управлением рабо­

тают резко и создают значительные динамические нагрузки.

 

Целесообразно

применение

тормозов,

аналогичных

применяемым

в башенных кранах моделей

КБ, устанавливаемых на

планетарных

редукторах

(рис. 258). В этой

конструкции

тормоз,

охватывающий

шкив, укрепленный

на валу

двигателя

или

хвостовом конце

его,

выполнен

двухколодочным

с

двухступенчатым торможением,

при

помощи двух тормозных электромагнитов,

включаемых

последователь­

но во времени. Первая ступень торможения включается

при работаю­

щем двигателе и используется для предварительного притормаживания

механизма; вторая ступень включается

после остановки

двигателя

и используется (при включенной первой)

для удержания

поворотной

части крана в заданном положении.

 

 

При применении зубчатых редукторов и нормально открытых тор­ мозов применение в механизмах вращения муфт предельного момента не обязательно. При применении нормально замкнутых тормозов при­ менение муфт предельного момента целесообразно. Фрикционные муф­ ты, дисковые или конусные, встраиваются обычно в соединительную муфту между электродвигателем и редуктором, как показано, напри­ мер, на рис. 260.

Характерная схема механизма вращения поворотной части крана с групповым приводом механизмов представлена на рис. 261. На одном нз промежуточных валов размещается конический реверс, управляемый фрикционными, обычно коническими, муфтами; выходная (средняя) шестерня реверса и остальные цилиндрические передачи размещаются в горизонтальной плоскости, что обеспечивает сцепление с зубчатым венцом поворотного круга. На одном из вертикальных промежуточных валов размещается тормозной шкив, охватываемый ленточным тормо­ зом двустороннего действия. Для возможности использования реверса для привода, кроме механизма вращения, а также и других механизмов, например механизма изменения вылета, промежуточное зубчатое колесо вращается на валу свободно и соединяется с ним кулачковой или зубчатой муфтой. Второй механизм может подключаться анало­ гично или перемещением шестерни с вводом ее в зацепление с этим же зубчатым колесом, как это имеет место на схеме по рис. 261.

Включение муфт конического реверса осуществляется или вручную при рычажном управлении, или штоками гидравлических или пневмати­

ческих толкателей, в зависимости от системы управления.

мощность,

Для привода механизма вращения требуется небольшая

в кранах с групповым приводом во много раз меньшая, чем

мощность

двигателя, приводящего механизмы. Ввиду этого избыточный момент велик и механизм разгоняется быстро, с большими ускорениями, что приводит к интенсивному развитию колебательных процессов и к боль­ шой динамической перегрузке элементов механизма вращения. При резком включении муфты коэффициент перегрузки может доходить до 5, а в ряде случаев и превышать его. Анализ этого процесса, примени­ тельно к случаю изменения избыточного момента по закону прямоуголь­ ника, приведен в п. 52. Действующий в элементах механизма момент за­ висит непосредственно от избыточного момента и соотношения масс (мо­ ментов инерции) ведущей и ведомой.

Рассмотрение этого процесса при других законах изменения избы­ точного момента в двухмассовых системах с одной степенью свободы приведено в работе [29],

Динамический момент М,рН , воздействующий

на

упругое

звено,

при Массах (моментах инерции)

крана JKи механизма JM определяется

выражением

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< H= M U36-

^

-

-

K ,

 

 

 

 

 

J

М I

J

к

 

 

 

 

 

где /(^-изменяющийся в пределах от 1 до 2

динамический

коэффици-

ент, зависящий от К = f (-^г) > где

— время разгона, а

 

 

 

 

j K

 

 

 

 

 

 

С

( J К

“ 1"

J м )

 

 

 

 

период свободных колебаний

системы;

 

с — приведенная

жесткость

упругого звена.

 

 

 

 

 

 

 

на

упругое

Уменьшение динамического момента, воздействующего

звено, Может быть достигнуто только

уменьшением

избыточного

момента, т. е. в данном случае момента,

 

передаваемого фрикционной

муфтой включения, до того периода, пока

поворотная

часть крана не

получит номинальную скорость вращения.

 

Это

может

быть

осуще­

ствлено за счет мягкого (медленного) включения при ручном управле--

нии самим оператором, а при

гидравлическом

и

пневматическом

управлении — путем дросселирования через

малое отверстие подавае­

мого в полость толкателя рабочего тела.

Более

плавное

включение

обеспечивается при пневматическом управлении.

тор,можении.

Здесь

Аналогичное положение имеет

место

и

при

также необходимо обеспечивать плавное

торможение, в

том

числе

за счет применения ножного управления, рычажного

или

гидравличе­

ского безнасосного, нормально открытыми тормозами.

 

 

 

ГЛАВА 15

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КРАНОВЫМИ МЕХАНИЗМАМИ

72.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Производительность строительных кранов и точность выполняемых операций по перемещению и установке грузов зависят от многих

факторов, существенными из которых являются

удобство

управления

механизмами и удобство надзора за зоной, обслуживаемой краном.

Первый

из них

определяется

собственно

системой

управления

и типажом применяемых аппаратов

управления,

второй — устройством

и размещением кабины управления.

 

к

управлению

механизмами

Общие требования, предъявляемые

крана, заключаются в том, чтобы оно осуществлялось

с

минимальной

затратой физических

и нервных

усилий

оператора

(крановщика),

обеспечивало

бы безопасность производства работ

и

способствовало

достижению максимальной производительности крана.

 

 

В зависимости от степени механизации

системы

управления разли­

чают непосредственное управление,

когда

оператор

непосредственно

воздействует

на элементы

машины,

и

автоматическое

управление,

когда операции управления

выполняются

специальными

устройствами

по заранее заданной программе, а человек осуществляет лишь наладку при замене программы и контроль над работой аппаратуры.

В строительных кранах в связи с особенностью технологического процесса строительства преимущественное применение имеет непосред­ ственное управление, которое может быть осуществлено или из кабины

управления краном, или дистанционно с любого

пункта

в

зоне строй­

площадки с воздействием

на аппараты

управления

электроили

радиосигналами.

 

 

 

 

технически

разра­

Автоматическое управление башенными кранами

ботано и опробовано в производственных условиях,

однако

широкого

промышленного применения пока

не получило

по

указанной

выше

причине — специфичности

технологического

процесса

строительства,

при котором каждый последующий цикл не подобен предыдущему.

В строительных кранах применяют следующие

системы управления:

а)

рычажные;

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

гидравлическое безнасосное;

 

 

 

 

 

 

 

в)

гидравлическое насосное;

 

 

 

 

 

 

 

г)

пневматическое;

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

электрическое.

 

 

 

 

 

 

 

 

Первые четыре применяются в кранах с групповым приводом меха-

низмов, гидравлическое насосное

и электрическое — в кранах

с инди­

видуальным приводом механизмов.

 

 

 

 

 

 

 

73. РЫЧАЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Рычажное управление является наименее прогрессивным, так как конструктивно сложно и требует.значительных физических усилий со стороны оператора.^ Рычаги управления собираются в пульт управле­ ния, расположенный обычно в левом переднем углу поворотной плат­ формы. Схема рычажного управления приведена на рис. 262.

В связи с большим количеством рычагов и шарниров значительная часть хода рукояток и педалей расходуется на компенсацию деформа­

ций и зазоров, что в итоге предопределяет необходимость в значитель­ ных их перемещениях.

Рис. 262. Схема рычажного управления крана с групповым приводом механизмов:

1 — рукоятка управления муфтой включения грузового барабана; 2 — рукоятка управления муфтой включения грейферного барабана; 3 — рукоятка управления муфтами центрального ре­ верса; 4 — рукоятка управления муфтой включения и тормозом механизма вращения; 5 — ру­ коятка управления реверсом механизма передвижения; 6 — рукоятка управления лебедкой подъема стрелы; 7 — педаль управления тормозом грузового барабана; 8 — педаль управления тормозом грейферного барабана; 9 — к муфте включения грузового барабана; 10 — к муфте

включения

грейферного барабана;

11 — тормоз грузового

барабана;

12

тормоз

грейферного

барабана;

13 — к муфте включения лебедки подъема стрелы; 14 -— к муфте включения цен­

трального

реверса; 15 — к муфтам включения механизма

передвижения;

16 - к

муфте вклю­

 

чения механизма

вращения; 17 — тормоз

механизма

вращения

 

Для управления муфтами включения используются обычно рукоятки, часто оборудованные защелками для фиксации; для управления тормо­ зами используются ножные педали, также часто оборудованные

фиксирующими защелками.

При разработке системы управления задающими параметрами являются перемещения и рабочих элементов муфты или тормоза и уси­ лия 9 , необходимые для включения (или выключения). Работа, которую нужно совершить на рабочем органе, Аи = cju, с учетом потерь, должна быть равна работе, совершаемой оператором на рычаге управления — ру­ коятке или педали Ау = ру, где р — усилие, приложенное к рычагу; у — его перемещение.

Зная к. п. д. рычажной передачи по перемещению ц у/и и по усилию Т)д/р, можно определить необходимое передаточное число рычажной передачи:

iP>

я ^

УЦу/и

Р%/р

и

 

Значения т]д/ р должны учитывать

число п шарнирных соединений

рычажной передачи. В среднем можно считать, что

\ , Р = 0.98".

Значения г\ yjU должны учитывать деформации элементов рычажной передачи и зазоры в соединениях. Если свободный ход рычага, опре­ деляемый зазорами и деформациями в отдельных элементах рычажной системы, Д, а полный рабочий ход рычага tj, то значение к. п. д.

У— Ь

\!а

У

Его следует определять расчетом; для предварительных расчетов, при числе /г, шарнирных соединений рычажной передачи его можно принимать численно равным г]д/ Р, т. е.

\ / a = 98"-

 

При проектировании рычажной системы управления

следует при­

держиваться следующих норм.

не выше б кГ,

Усилие, прикладываемое к рукоятке, должно быть

при ходе ее не больше 400 мм. Усилие, прикладываемое к ножной педа­ ли, должно быть не выше 16 кГ, при ходе ее не больше 250 мм. Для редко включаемых рукояток допустимое усилие может быть увеличено до 12 кГ, при сохранении хода в 400 мм.

Для уменьшения «мертвого хода», вызываемого зазорами, и изноеов шарниров шарнирные валики и отверстия для них целесообразно

обрабатывать по 3-му классу точности (посадка

А 3 / Х 3 ) , а их

рабочие

поверхности термически обрабатывать. Тяги, работающие

на

сжатие,

е целью уменьшения деформаций от продольного

изгиба

выполняются

трубчатыми.

рычажных

систем

рассмотрим

Для анализа движения отдельных

схемы, приведенные на рис. 263.

рычажного

управления

муфтой

На рис. 263, а приведена схема

включения. Рукоятка 1 вращается от оси 2. При перемещении рукоятки в направлении, показанном стрелкой, рукоятка перемещает тягу 3, вращающую кривошип 4 и валик 5; при этом кривошип 6 с помощью тяги 7 вращает кривошип 8, в результате чего валик 9 поворачивает поводок 10 муфты включения. Валики 5, 7, и 9 вращаются в перпенди­ кулярных плоскостях, что заставляет выполнять шарниры 11 шаровыми. Для возвращения всей системы в исходное положение применена пружина 12. Рукоятка фиксируется в крайних положениях стопором 13.

На рис. 263, б приведена схема рычажного управления ленточным тормозом. Педаль 1 вращается на оси 2. При нажатии на педаль тяга 3 перемещается влево, поворачивая кривошип 4 и валик 5, который, в свою очередь, вращает кривошип 6, тягой 7 перемещающий угловой рычаг 8, хвостовым плечом 9 натягивающий ленту 10 тормоза. Возвра­ щение системы в исходное положение обеспечивает пружина 11.

При включении фрикционной муфты или тормоза необходимо выбрать зазор между трущимися поверхностями, для чего требуется