книги / Строительные краны
..pdfйт- = 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 А—А, 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 KJм |
|
|
|
|
|
||
|
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