Источник теоретического материала 1.6.1.5 / Лекции 7 семестр / Лекция 7

Лекция № 7 –2ч.

Тема: механизм изменения вылета стрелы.

План: 1. Принципиальные схемы механизма изменения вылета стрелы.

1. Принципиальные схемы механизмов изменения вылета стрелы.

Изменение вылета стреловых поворотных кранов может производится при помощи:

• тележки, перемещающейся по горизонтальному (реже наклонному поясу); (рисунок 1, а)

• качание стрелы крана в вертикальной плоскости (рисунок 1, б).

Для изменения вылита при помощи качания стрелы в вертикальной плоскости необходимо приложить усилие Р, которое определяется из уравнения моментов относительно точки качания (рисунок 1, б).

(1)

где S - натяжение грузового каната (разгружает полиспаст);

W_r, W_c - усилее ветра рабочего состояния. (На груз и стрелу) остальные обозначения смотри рисунок 1, б.

Увеличения плеча действия силы Р и плеча е действия натяжения подъемного каната относительно оси поворота стрелы приводит к уменьшению требуемого усилия Р, которое можно создать при помощи:

• канатного полиспаста (рисунок 1, б);

• гидравлического цилиндра;

• реечного,

• винтового,

• секторного,

• кривошипного механизмов (рисунок 2).

Схема с канатным полиспастом широко применяется в автомобильных и башенных кранах. Позволяет получить минимальные усилия на подъем (опускание) стрелы.

Схема с гидродомкратом находит наибольшее применение в автомобильных кранах.

Схема с реечным механизмом (рисунок 2, а) наиболее проста и распространена (портальные раны).

Схема с винтовым механизмом (рисунок 2, б) более сложна, дороже, требует ухода (портальные краны).

Схема с секторным механизмом (рисунок 2, г) - создает равномерную скорость качания стрелы и при необходимости может обеспечить весьма низкое опускание стрелы. Однако механизм тяжел и громоздок.

Схема с кривошипно-шатунного механизма (рисунок 2, д) - надежен и безопасен в работе, особенно если крайние положение стрелы соответствует мертвым точкам кривошипно-шатунного механизма. В этом случае он требует концевых защит и исключает возможность падения или запрокидывания стрелы на кран. Однако - большой вес.

Четыре последних механизма находят применение главным образом в портальных кранах, в которых механизмы имеют жесткую кинематическую связь со стрелой (рисунок 2).

Рисунок 1. Схемы изменения вылета стрелы

Рисунок 2. Схемы механизмов изменения вылета качанием стрелы с жесткой связью

Так как качание стрелы связано с подъемом (опусканием) груза, то в кранах, работающих весьма интенсивно и с высокими скоростями (портальные краны), для уменьшения мощности привода применяют стреловые устройства, обеспечивающие горизонтальное перемещение груза в процессе изменения вылита по траектории, близкой к горизонтали. Кроме того, для разгрузки привода момент от веса стрелы G_c уравнивают моментом от противовеса G_пр, располагаемого на самой стреле (по другую сторону оси качания стрелы) или же связанного со стрелой рычажной системой.

Устройства, обеспечивающиегоризонтальное перемещение груза, при подъеме (опускании) стрелы выполняются двух типов:

1. с прямыми стрелами;

2. с шарнирно-сочленнеными элементами.

При прямых стрелах горизонтальное перемещение груза при изменении вылета стрелы обеспечивается канатными уравнительными устройствами, вызывающими перекатывание подъемного каната по блокам и соответствующее изменение длины подвеса груза, так, что груз остается практически на одной и той же высоте независимо от положения стрелы. Эти уравнительные устройства выполняются в уравнительных полиспастов, уравнительных блоков или уравнительных барабанов.

В системе с уравнительным полиспастом (рисунок 3) грузовой канат 3 проходит через грузовой 1 и уравнительный 2 полиспасты.

При качании стрелы изменяется расстояние h между обоймами полиспаста 2. Соответственно изменяется длина H подвеса груза при неизменной общей длине L подъемного каната в обоих полиспастах, т.е.

L = a_уh + a_гh = const, a_у , a_г - кратности уравн. и груз. полиспастов.

Рисунок 3. Схема устройства для обеспечения горизонтального перемещения груза при изменении вылета качанием стрелы уравнительным полиспастом

При изменении вылета стрелы уменьшение длины каната уравнительного полиспаста приводит к увеличению длины каната в грузовом полиспасте, т.е.

(h-h₁)a_у = (H₁-H)a_г&

Для обеспечения горизонтального перемещения груза необходимо подобрать место расположения обоймы А относительно оси поворота стрелы О. Эта система проста в изготовлении и удобна при монтаже.

Недостатки: 1. Большая длина грузового каната;

2.Повышенный его износ от перекатывания по блокам.

Примечание: В системе с уравнительным барабаном барабан механизма подъема, связанный с механизмом изменения вылета стрелы через планетарную передачу, получает дополнительное вращение при качании стрелы, увеличивая или уменьшая длину подвеса груза. Эта система отличается повышенной конструктивной сложностью, но обеспечивает точное горизонтальное перемещение груза.

В системах с шарнирно-сочленнеными устройствами стрела на своем верхнем конце снабжается хоботом прямолинейной и профилированной формы.

При прямолинейной форме хобота (рисунок 4) система предоставляет собой шарнирный четырехзвенник ABCD с неизменными сторонами.

При качании стрелы конец хобота К описывает сложную кривую, на отдельных участках близкую к горизонтальным прямым. Размеры элементов четырехзвенника выбирают такими, чтобы точка К описывала пологую траекторию близкую к горизонтальной прямой.

При профилируемом хоботе (рисунок 5) с гибкой оттяжкой канат 1, огибающий криволинейную часть хобота 5, закреплен одним концом на хоботе в точке К.

Рисунок 4. Схема устройства с консольным прямолинейным хоботом с жесткой оттяжкой

Рисунок 5. Схема устройства для обеспечения горизонтального перемещения груза при изменении вылета качания стрелы профилированным хоботом с гибкой оттяжкой

Кинематически эта система также представляет собой четырехзвенник ABCD c изменяющимися сторонами AB и СD. При подъеме стрелы усилием S канат 1 (оттяжка) перекатывается по криволинейной части хобота, что приводит к смещению точки касания В. Грузовой канат 3, направленный параллельно оси стрелы при ее качании не перемещается по блокам.

Конец хобота К и груз перемещается горизонтально, что достигается соответствующим профилем криволинейной части хобота.

Необходимо, чтобы при всех положениях стрелы и оттяжки 1 и вес груза G_гр пересекались в точке О, лежащей на оси стрелы.

Тогда стрела будет испытывать только сжатие (не будет изгибающего момента).