авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянский государственный технический университет

В.И.Федоренко, В.П.Дунаев

СПЕЦИАЛЬНЫЕ КРАНЫ

Часть 1.

Мостообразные специальные краны

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Международный издательский проект

«Проектирование, производство и эксплуатация

подъемно-транспортной техники»

БРЯНСК ИЗДАТЕЛЬСТВО БГТУ 2008 УДК 621.87 ББК 34.4 Федоренко, В.И. Специальные краны: учеб. пособие. В 2 ч. Ч.1.

Мостобразные специальные краны / В.И. Федоренко, В.П. Дунаев. БГТУ, 2008.- 183 с.

ISBN 5-89838-293-3 Рассматриваются конструкции мостообразных специальных кранов, металлургических, кранов-штабелеров, козловых кранов и мостовых перегружателей, излагаются методы расчета специальных кранов, грузовых и тяговых лебедок и грузохахватных устройств.

Приводятся технические характеристики, указаны области примене ния, мостовых, металлургических, козловых, портальных, башенных, плавучих, судовых, кабельных и стреловых кранов.

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обу чения специальности 190205 – «Подъемно-транспортные, строитель ные, дорожные машины и оборудование»

Ил. 104. Табл. 5. Библиогр. – 15 назв.

Научный редактор Е.И.Ильин Рецензенты: научно-технический совет ОАО «Брянский завод ме таллоконструкций и технологической оснастки»;

профессор кафедры «Теоретическая и прикладная ме ханика» Российского государственного открытого технического университета путей сообщения, доктор технических наук А.В. Титенок © Брянский государственный ISBN 5-89838-293- технический университет, ПРЕДИСЛОВИЕ Учебное пособие предназначено для студентов специальности 190205 – «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные маши ны и оборудование» специализации «Эксплуатация подъемно транспортных машин и оборудования», изучающих дисциплины «Специальные краны». Пособие написано в связи с тем, что учебни ка, соответствующего требованиям Государственного стандарта по данной дисциплине для указанной специальности нет.

Учебное пособие состоит из двух частей, условно делящих спе циальные краны на две категории, что связано с их назначением и особенностями проектирования и расчета.

Первая часть пособия «Мостообразные специальные краны» со стоит из четырех глав, в которых рассмотрены мостообразные спе циальные краны: мостовые краны общего назначения, специальные мостовые краны и металлургические мостовые краны, а также краны штабелеры, козловые краны и мостовые перегружатели. Некоторые специальные краны представлены описательно и не полностью из-за многообразия конструкций, методики расчета и конструирования.

Вторая часть пособия «Стреловые краны» состоит из шести глав, в которых рассмотрены стреловые краны: портальные, башен ные, стреловые самоходные краны, плавучие и судовые краны, кра ны-трубоукладчики, а также отдельно стоящие кабельные краны.

При построении пособия авторы стремились к единому методи ческому подходу при описании назначения, конструктивных особен ностей и расчета отдельных элементов специальных кранов.

ВВЕДЕНИЕ Специальные краны предназначены для выполнения подъемно транспортных или технологических операций в металлургическом производстве, механизации погрузочно-разгрузочных работ, монтажа и строительства на строительных объектах, в портах, доках, на буро вых установках для добычи нефти, газа и т.д. В ряде отраслей про мышленности применяются специальные краны, наиболее приспо собленные для выполнения операций, характерных только для дан ной отрасли. Краны, предназначенные для строительства, должны быть приспособлены для удобного перемещения как с одной строи тельной площадки на другую, так и внутри самой строительной пло щадки между возводимыми объектами.

Специальные краны применяются также в технологических опе рациях производства, где последовательно размещены подъемно транспортные и технологические машины, образующие линию еди ного технологического процесса.

Совершенствование подъемно-транспортных машин и ком плексных подъемно-транспортных установок нередко приводит к их усложнению. При выходе из строя одного узла или детали нарушает ся работоспособность всего объекта. Поэтому для обеспечения нор мальной и эффективной работы первостепенное значение имеет на дежность подъемно-транспортных машин. Увеличение производи тельности и улучшение технико-экономических показателей специ альных кранов, повышение их прочности, надежности и долговечно сти неразрывно связано с применением новейших методов расчета и конструирования.

Одной из серьезных проблем российского краностроения явля ется невысокая конкурентноспособность на мировом рынке из-за от ставания по ряду показателей, таких как материало- и энергоемкость, надежность, эргономичность, себестоимость изготовления.

Для повышения технического уровня краностроения необходи мо добиваться:

- облегчения массы машин путем удачных конструктивных ре шений, полного использования механических свойств материалов, применения легких сплавов и материалов повышенной прочности, наиболее выгодных сечений и т.д.;

- повышения эксплуатационных качеств машин: производитель ности, удобства обслуживания и ремонта, надежности в работе, дол говечности и т.д.;

- создания современных автоматических грузозахватных уст ройств и приборов управления, способствующих повышению произ водительности и облегчению условий труда;





- расширения использования принципа блочности и унификации конструктивных узлов и механизмов как средства увеличения выпус ка машин и улучшения их эксплуатационных качеств;

- развертывания исследований по вопросам динамической проч ности, выносливости и надежности крановых деталей и конструкций, что приобретает все большее значение в связи с интенсификацией режима эксплуатации кранов и повышением скоростей их движения.

Поэтому по этим направлениям постепенно интенсифицируется научно-исследовательская работа с тем, чтобы вывести отечественное краностроение на мировой уровень.

РАЗДЕЛ 1. МОСТООБРАЗНЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ КРАНЫ ГЛАВА 1. МОСТОВЫЕ КРАНЫ Мостовые электрические краны общего назначения, грейфер ные, магнитно-грейферные, взрывобезопасные и магнитные предна значены для работы в заготовительных, механических, сборочных, литейных, прокатных и других цехах как внутри, так и вне зданий, а также в машинных залах электростанций. Они используются для вер тикального подъема и перемещения грузов в горизонтальном направ лении.

1.1. Мостовые краны общего назначения Кран общего назначения (рис.1, 2) состоит из моста 1 с меха низмом передвижения 2 и крановой тележки 4, перемещающейся по рельсам на верхнем поясе фермы моста. К мосту подвешена кабина 3, в которой размещена аппаратура управления краном. Питание тележ ки током осуществляется через гибкий кабель 6. Для осмотра тролле ев, расположенных вдоль цеха, подвешена люлька 5.

Мост представляет собой жесткую металлическую раму, состоя щую из двух концевых и двух главных балок коробчатого сечения, соединенных между собой. Концевые балки имеют два монтажных разъема. На верхних поясах главных балок установлены рельсы для крановой тележки. Вдоль главных балок расположены две горизон тальные площадки: рабочая, на которой находятся механизм пере движения крана и электрооборудование, и троллейная, на которой расположен гибкий токоподвод питания тележки. Площадки и конце вые балки снабжены ограждениями. Для поглощения силы удара об упоры на подкрановых путях или при столкновении кранов между собой на концевых балках моста установлены резиновые буферы.

Механизм передвижения крана может быть с центральным приводом (рис. 1) и с раздельным приводом (рис. 2).

При центральном приводе электродвигатель А соединен с двух ступенчатым редуктором Б, расположенным на середине моста, через промежуточный вал. Концы тихоходного вала редуктора через транс миссионные валы В соединены с валами приводных колес Д. централь ный привод устанавливают на кранах с длиной пролета 10,5…16,5 м.

3 Д 2 Б 1 А В В Рис. 1. Мостовой электрический кран с центральным приводом Д Б 1 А 2Б В В 2 А Рис. 2. Мостовой электрический кран с раздельным приводом При раздельном приводе имеются два электродвигателя А и два редуктора Б, которые установлены в зоне приводных колес. Вал электродвигателя А соединен с быстроходным ва лом редуктора Б через зубча тую муфту. Тихоходный вал редуктора через трансмисси онный вал В соединен с при водным колесом крана. Раз 2 1 дельный привод устанавлива ют на кранах с длиной пролета 19,5…34,5 м. Механизм пере движения крана снабжен тор мозами. Тормозные шкивы ус тановлены на валу редуктора или электродвигателя.

Тележка (рис.3) состоит 4 из рамы 1, механизмов главно го 2 и вспомогательного подъемов, механизма пере движения 4 и вспомогательных узлов (перил, линейки выклю чателя, кожухов). Сварная ра Рис. 3. Крановая тележка ма опирается на четыре ходо вых колеса. На ней установле ны все механизмы тележки.

Механизм главного подъема (рис. 4) состоит из электродвигателя 1, зубчатой 9 моторной муфты 2, промежу точного вала 3, зубчатой тор мозной муфты 4 и редуктора 6, тихоходный зубчатый вал ко торого соединен с барабаном 4 5 1 2 3 7. Второй конец вала барабана опирается на опорный под Рис. 4. Механизм главного подъема тележки шипник 9. На быстроходном валу редуктора установлен тормоз 5.

Верхние блоки 8 расположены на общей оси и закреплены в раме с помощью двух стопорных планок. Механизм вспомогательного подъ ема (рис. 5) имеет аналогичную конструкцию.

Механизм передвижения 6 1 тележки (рис. 6) состоит из элек тродвигателя 1, соединенного с 43 2 вертикальным редуктором 3 про межуточным валом 2. На конце быстроходного вала редуктора 7 установлен тормоз 4. С помощью зубчатых муфт 5 и трансмисси онных валов 6 выходной вал ре дуктора соединен с валами при водных колес 7.

Тележки, предназначенные Рис. 5. Механизм вспомогательного для транспортировки расплавлен подъема тележки ного металла, оборудованы дву мя тормозами на механизме главного подъема. Для обеспечения не обходимой скорости подъема груза или передвижения на механизмах главного и вспомогательного подъемов, а также на механизмах пере 5 Рис. 6. Механизм передвижения тележки движения могут быть установлены дополнительные редукторы. Для транспортировки длинномерных грузов изготовляют краны с двумя тележками, работающими совместно (рис. 7).

Рис. 7. Мостовой электрический кран с двумя тележками Мостовые краны общего назначения широко применяются практически во всех отраслях промышленности. Они имеют большую номенклатуру типоразмеров и исполнений. Наиболее широко исполь зуются краны грузоподъемностью от 5, 0 до 320 т.

1.2. Специальные мостовые краны Конструкции специальных мостовых кранов весьма разнообраз ны. Эти краны могут быть поступательно перемещающимися по кра новым рельсовым путям или вращающимися вокруг вертикальной оси. К вращающимся кранам относят хордовые, радиальные и пово ротные, ходовые колеса которых перемещаются по одному кольце вому рельсу, и кольцевые, ходовые колеса которых перемещаются по двум кольцевым рельсам. Поступательно перемещающиеся мостовые краны имеют однобалочные или двухбалочные мосты с нормальной длиной пролета или увеличенной до 40…60 м. Грузоподъемность этих машин составляет 400…500 т и более. Поступательно переме щающиеся мостовые краны часто снабжают крюками, скобами либо специальными грузозахватными устройствами (магнитами, грейфе рами, механическими клещами). Мостовые краны снабжены тележ ками, предназначенными для подъема и перемещения груза вдоль пролета. Тележки могут перемещаться по рельсам, закрепленным на верхних или нижних поясах мостов. Тележки, передвигающиеся по нижним поясам мостов, могут перемещаться по переходным мости кам из одного пролета цеха в другой цех, рядом расположенный. Пе реходные мостики с рельсами для тележек расположены под подкра новыми балками и имеют троллеи для питания электродвигателей.

Тележки, перемещающиеся по верхним и нижним поясам балок мостов, могут быть снабжены поворотными стрелами, опорно поворотными устройствами и поворотными частями, вращающимися вокруг вертикальных осей. На поворотных частях расположены стре лы, снабженные грузозахватными устройствами.

Радиальный кран, вращающийся относительно одной из своих опор (рис. 8,а), имеет длину пролета, равную радиусу R кольцевой рабочей площадки, которую он обслуживает. Ось вращения моста закреплена на опоре 7, смонтированной в центральной части рабочей площадки и прикрепленной к потолку здания. Тележка 2 предназна чена для обслуживания той площади кольца, которая меньше площа ди кольца радиусом R с учетом тех расстояний, на которые тележка не может подходить к ходовой ведущей тележке 4, перемещающейся по кольцевому рельсу 5 и к опоре 1. Хордовый кран (рис. 8,6) так же, как и радиальный, перемещается по одному кольцевому рельсу 5.

Ходовые колеса 9 закреплены на ходовых тележках 8, несим метрично расположенных относительно балок 7 моста. Тележка моста предназначена для обслуживания меньшей площади кольца при таком же радиусе R, как у радиального крана.

Поворотный мостовой кран (рис. 8,в) имеет длину моста крана, равную 2R диаметру кольцевого рельса. Тележка 6, перемещаясь по балкам 7 моста, обслуживает большую площадь, чем радиальный кран, так как может поднимать грузы в центре рабочей площадки. В этом кране ходовые тележки 8 и10 перемещаются в противополож ные стороны при повороте моста относительно центра окружности кольцевого рельса. Ходовые колеса 9 так же, как и в других кранах, имеют оси, ориентированные по радиусу кольцевой рабочей площадки.

Схема кольцевого крана, перемещаемого по двум кольцевым рельсам 15 и 16 с радиусами Rmin и Rmax, показана на рис. 8,г.

Для обеспечения движения колес наружной 13 и внутренней ходовых тележек без скольжения ходовые наружные 14 и внутрен ние11 колеса выполняют с разными диаметрами или с частотой вра щения, пропорциональной радиусам Rmin и Rmax.

Площадь, обслуживаемая краном:

F Rmax b 2 Rmin a 2, где а и b – расстояния грузозахватного устройства в граничных по ложениях по пролету для осей рельсов.

а) в) 6 1 2 4 R R 11 12 6 7 13 б) 6 г) b L а R Rmin ax m R Рис. 8. Специальные мостовые краны:

а - радиальный;

б - хордовый;

г - кольцевой Разные линейные скорости концевых балок моста, пропорцио нальные соответствующим радиусам, обеспечивают подбором пере даточных отношений редукторов. Установка на каждом приводе двух электродвигателей позволяет получить две скорости движения ос новную и доводочную, необходимую при работе со специальной ма 2 3 4 5 шиной для смены форм. Пролет крана 24 м, высота подъема крюка главного подъема 18 м, вспомогательного 20 м, ко лонны 3,9 м, крюка консоли 8 м, измене ние вылета консоли 5,5 м.

Схема механизма подъема колонны кольцевого крана показана на рис. 9. Ко лонна 1 перемещается в направляющих шахты 2, прикрепленной к мосту крана и имеющей кронштейн 5, на котором смон 6 тирован механизм подъема колонны (не показанный на рис. 9) с канатным бараба 7 ном 4. Канат 9 механизма подъема колон ны огибает четыре подвижных блока 6, за крепленных на кронштейнах 8 колонны 1, Рис. 9. Схема механизма и два неподвижных блока 3, смонтирован подъема колонны коль ных на шахте 2. Канат с помощью коуша цевого крана 10 закрепляют на шахте 2. Подъемный по лиспаст позволяет поднимать колонну 1 и, следовательно, консоль ный кран, прикрепленный с помощью опорно-поворотного устройст ва (рис. 9), которое смонтировано в нижней части 7 колонны, может опускаться или подниматься. Колонна опускается под действием собственного веса при разматывании каната 9 с барабана 4.

Схема консольного мостового крана показана на рис. 10. На кране смонтированы механизм подъема 6, механизм выдвижения консольной балки 14 и механизм вращения 9.

Барабан механизма подъема 6 может с помощью каната 19 про изводить подъем или опускание крюка 22. Две ветви подъемного ка ната 19 проходят с барабана к блокам 18, затем к двум блокам 2, да лее к блокам подвески крюка 22, поднимаются вверх к блокам и за крепляются на уравнительном блоке 4. Выдвижная балка 14 переме щается с помощью специального механизма, приводящего во враще ние барабан 11. На канавках этого барабана постоянно расположены 2…3 витка стального каната. При натяжении каната возникающие силы трения между его витками и стенками канавок обеспечивают создание необходимых усилий в двух ветвях каната, идущих от бара бана 11 к точкам закрепления 16 и 23. Одна ветвь 15 каната с бараба на 11 проходит через блок 12 и закрепляется в точке 16. Вторая ветвь 3 каната, сматывающаяся с нижней части барабана 11, закрепляется в точке 23. При вращении барабана 11 по часовой стрелке верхняя ветвь 15 каната наматывается на барабан, а нижняя сматывается. При этом балка 14 перемещается справа налево. При вращении барабана 11 против часовой стрелки балка перемещается слева направо.

7 8 9 10 А А 3 12 5 13 21 19 18 22 А-А 3 23 Рис. 10. Схема консольного крана Направление движения балки 14 обеспечивается четырьмя вер тикальными роликами 13 и 20 и четырьмя горизонтальными ролика ми 21, закрепленными на металлоконструкции 5 поворотного крана.

В верхней части металлоконструкции 5 на кронштейне 10 за креплен механизм 9 вращения консольного крана. Цилиндрическая шестерня 8 этого механизма, взаимодействуя с неподвижным зубча тым венцом 7, поворачивает консольный кран вокруг вертикальной оси. Венец 7 закреплен на нижней части колонны 1 (см. рис. 9).

1.3. Магнитные краны Магнитные краны (рис. 11) предназначены для подъема и транс портирования ферромагнитных материалов (скрапа, стружки, листо вого и профильного проката, изложниц для разливки стали и т. д.).

Эти краны снабжены грузовыми электромагнитами, подвешивае мыми на крюковой подвеске или траверсе (на гибком или жестком подвесе), расположенной в продольном или поперечном направлении относительно моста.

Рис.11. Магнитный кран Грузоподъемность магнитных кранов составляет от 5 до 40 т, скорость подъема 14…20 м/мин, скорость передвижения крана 70… 120 м/мин, скорость передвижения тележки 40…70 м/мин.

Наиболее распространенными являются металлоконструкции с листовыми одностенчатыми главными балками и вспомогательными фермами, а также двухбалочные коробчатые конструкции, обладаю щие высоким сопротивлением усталости.

Механизмы передвижения этих кранов и их тележек не имеют отличий от механизмов мостовых кранов общего назначения [2]. В последнее время все большее распространение получают механизмы передвижения кранов с раздельным приводом каждой стороны моста.

Рассмотрим узлы и сборочные единицы, наиболее характерные для магнитных кранов.

Грузоподъемные электромагниты. Они могут быть круглой и прямоугольной формы. Диаметр серийно выпускаемых круглых элек тромагнитов составляет не более 1600 мм. Размеры прямоугольных магнитов 7301200 мм.

Круглый грузоподъемный электромагнит серии М (рис.12) [9] состоит из литого герметического корпуса 3, изготовленного из стали с высокой магнитной проницаемостью, наружного 5 и внутреннего полюсных башмаков. Внутри корпуса помещена секционная обмотка 4, причем каждая секция выполнена из медной ленты. Витки секций изолированы тонкой асбестовой бумагой, пропитанной изо ляционным теплостойким лаком или стекловолокнистой лентой. По люсы 5 и 6 удерживают катушку снизу через немагнитную шайбу из высокомарганцовистой стали. С корпусом полюсы соединены бол тами или сваркой. Электромагнит подвешивают на крюк крана с по мощью трехветвевой цепной подвески 2. Грузоподъемные магниты работают на постоянном токе напряжением 220 В. Если электропита ние привода механизмов крана осуществляется переменным током, то для питания грузоподъемных электромагнитов используют стати ческие или вращающиеся преобразователи. Электропитание подво дится к грузоподъемному электромагниту кабелем 1, который при соединен к выводам катушки.

7 6 Рис. 12. Грузоподъемный электромагнит круглой формы Для подъема грузов прямоугольной формы применяют прямо угольные магниты серии ПМ.

Грузоподъемность электромагнита зависит от свойств груза.

Она уменьшается при наличии зазоров между частицами груза и при повышенных температурах. Если при перегрузке стальных болванок и листов грузоподъемность электромагнита принять за 100 %, то при перегрузке чугунных чушек и стального скрапа она составляет 6…33 %, а при перегрузке стальной стружки 1,3…2,0 %. При темпе ратуре груза выше 200 °С его магнитная проницаемость значительно снижается и при температуре 720 °С становится равной нулю;

с уве личением температуры соответственно уменьшается и грузоподъем ность электромагнита.

Тележка и кабельный барабан. На тележке магнитного мосто вого крана (рис. 13) установлены механизмы подъема 3 и передвиже ния 4. Особенностью магнитных кранов и их механизма подъема яв ляется наличие кабельного барабана 5, с которого кабель 1 поступает к электромагниту 2. Применение кабельного барабана оказывается необходимым при большой высоте подъема.

А Вид А Рис. 13. Тележка магнитного крана Кабельный барабан 8 (рис. 14) получает вращение от барабана механизма подъема через цепную передачу. Звездочки 2 и 4 цепной передачи охватываются цепью;

звездочка 2 зафиксирована на валу барабана 1 механизма подъема, а звездочка 4 соединена с наружным диском фрикционной муфты 10, внутренние диски которой могут вращаться относительно вала кабельного барабана 8. Вращение внут ренних дисков фрикционной муфты передается валу кабельного ба рабана через кулачковую муфту, состоящую из двух частей 5 и 6.

Подвижная часть 5 муфты связана с валом кабельного барабана через направляющую шпонку или другое устройство того же назначения.

Кулачковую муфту включают вручную! при правом положении под вижной части 5 муфта отключена и вал кабельного барабана не вра щается при подъеме груза;

при левом ее положении вращение подъ емного барабана передается валу кабельного барабана 8. При работе без магнитов кабельный барабан отключают, выводя кулачковую муфту из зацепления.

А 5А А-А 8 9 Рис. 14. Схемы приводов кабельного барабана магнитного крана Кабельный барабан 8 установлен на одном валу с кольцевым то коприемником 7. Кабель соединен с вращающимися частями кольце вого токоприемника. Укладку кабеля на барабан в один слой с равно мерным шагом навивки производит кабелеукладчик 11, который пе ремещается по винту 12. Вращение передается винту от кабельного барабана через зубчатую передачу 9, 13. Фрикционная муфта в при воде кабельного барабана предназначена для защиты кабеля от недо пустимых случайных нагружений.

При высоте подъема Н и намотке кабеля непосредственно на кабельный барабан (без полиспаста) число витков на кабельном бара бане z н H / ( Dб d н ) (здесь Dб диаметр кабельного барабана;

d н диаметр кабеля).

Траверса. При перегрузке длинномерных грузов (листов, сорто вого проката) грузоподъемные электромагниты блокируют на тра версах, к которым их подвешивают посредством грузовых цепей.

Траверса с тележкой крана соединена е помощью гибкого или жест кого подвеса.

При гибком подвесе траверсы подвешены на канатах, направ ленных от механизма подъема (рис. 15). При большой длине траверс (6…16 м) требуется значительное расстояние между барабанами.

Рис. 15. Схемы гибкого подвеса траверс:

а) а - с помощью канатов;

б, в - отраверсы в виде коробчатых балок соответственно постоянного и переменного сечения б) в) Траверсы представляют собой коробчатые балки постоянного (рис. 15, б), а при большой длине переменного сечения (рис. 15, в).

Траверсы подвешивают на крюки подвесок крана, к нижней их части присоединены 2…4 магнита. При непосредственной подвеске четы рех магнитов к траверсе (рис. 15, в, правая сторона) возможно отсут ствие контакта двух магнитов с неплоской поверхностью груза. Для обеспечения надежного контакта всех магнитов с грузом магниты попарно связывают рычажно-балансирной системой (рис. 15, в, левая сторона). При такой системе могут работать как четыре магнита, так и два средних при отключении двух крайних.

При гибком подвесе траверсы (см. рис. 15, а) используют меха низм подъема, показанный на рис. 16.

6 Рис. 16. Схема лебедки для подъема траверс:

1, 3 - грузовые барабаны;

2 - кабельный барабан;

4 - двигатель;

5 - редуктор;

6 - тормоз При больших скоростях поступательного перемещения магнит ных кранов рационально применять гибкие канатные подвесы тра верс, благодаря которым уменьшается раскачивание груза в одном направлении (рис.17, а) или двух направлениях (рис. 17, б). При пи рамидальном гибком подвесе траверс (см. рис.17, б) используют ме ханизм подъема (лебедку), показанный на рис. 18. Усилия в канатах следует определять с учетом угла наклона.

а) б) Рис. 17. Схемы гибкого подвеса траверсы при больших скоростях магнитного крана 4 5 Рис. 18. Схема лебедки при пирамидальном гибком подвесе траверсы магнитного крана:

1,2,3,4 -барабаны;

5 - блоки При жестком под весе (рис. 19) траверса жестко соединена с вертикальными штан гами 4 трубчатого или коробчатого сечения.

Штанги скользят вдоль направляющих внутри шахт 3, жестко связан ных с рамой тележки.

Траверса с механизмом подъема соединена ка натами, проходящими через установленные на ней блоки 2.

Для равномерного загружения ходовых колес тележки штанги с траверсой и магнитами 3 3 2 установлены в верти кальной плоскости, 4 расположенной по се редине колеи тележки.

1 Масса крана и тележки при жестком подвесе значительно больше, чем при гибком подве се. При жестком подве се возникают нагрузки Рис. 19. Схема тележки с жестким как от веса груза и гру подвесом траверсы магнитного крана зозахватного устройст ва (траверсы с электромагнитами), так и от сил трения в направляю щих от горизонтальных давлений на них вследствие возможного экс центричного приложения веса груза. Преимущество жесткого подве са отсутствие раскачивания груза;

отклонение груза от положения равновесия определяется только упругими колебаниями конструкции.

1.4. Грейферные краны Грейферные краны (рис. 20) предназначены для подъема и транспортирования сыпучих и кусковых материалов. В качестве гру зозахватного устройства эти краны имеют грейферы различного исполнения.

L Рис. 20. Грейферный кран Грейферные краны имеют грейферную лебедку с двумя бараба нами, один из которых предназначен для наматывания замыкающего каната при закрытии челюстей грейфера (замыкающий), а другой для наматывания поддерживающего каната (подъёмный). Подъёмный барабан работает совместно с замыкающим при подъеме и опускании грейфера. Грузоподъемность этих кранов определяется суммарной массой грейфера и груза.

Двухканатный грейфер (рис. 21) имеет челюсти 2, верхнюю тра версу 5 и нижнюю, тяги 3. Челюсти представляют собой жесткие ме таллические конструкции, состоящие из двух вертикальных стенок и днища. Челюсти шарнирно соединены с нижней траверсой, а тяги с челюстями и верхней траверсой. Управление осуществляется с по мощью замыкающего 4 и поддерживающего 6 канатов. Замыкающий канат образует полиспаст между блоками траверс и наматывается на замыкающий барабан 8, поддерживающий канат закреплен на верх ней траверсе и наматывается на поддерживающий барабан 7. Подвес ка грейфера на любом из канатов представляет собой простой поли спаст с кратностью равной единице, что, как известно, рационально только для стреловых кранов. Для грейферных кранов мостового типа более целесообразны четырех канатные грейферы, имеющие два за мыкающих и два поддерживающих каната: барабаны имеют по две нарезки разного направления (как при сдвоенном полиспасте), а сво бодные концы канатов прикреплены к уравнительным балансирам на траверсах.

Вид А а) б) 7 е f l l2 В А l е L Рис. 21. Схема двухканатного грейфера грейферного крана:

а - челюсти в раскрытом положении при зачерпывании материала;

б - челюсти в закрытом положении после зачерпывания Раскрытый грейфер при наибольшем расстоянии L между ре жущими кромками челюстей (рис. 21) опускают на груз. При зачер пывании замыкающий канат наматывается на барабан 8. Благодаря замыкающему полиспасту траверсы сближаются, и режущие кромки челюстей, преодолевая сопротивление груза, внедряются в него по траектории, называемой кривой зачерпывания.

Поддерживающий канат в процессе зачерпывания должен иметь ограниченное малое натяжение, не препятствующее движению верх ней траверсы.

В конце зачерпывания челюсти сходятся (рис. 21,б) и образуют замкнутую емкость. Затем начинается подъем груженого грейфера при синхронном движении канатов вверх. Далее закрытый грейфер с помощью механизмов крана перемещается в необходимое место. Рас крытие грейфера происходит либо при остановленном замыкающем канате и движении поддерживающего каната вверх, либо при оста новленном поддерживающем канате и движении замыкающего кана та вниз, либо при встречном движении канатов, либо при однона правленном движении канатов с разными скоростями. Для последне го варианта характерно наибольшее время раскрытия: этот вариант применяется редко при разгрузке материала в бункер с одновремен ным уменьшением высоты выгрузки. Материал из грейфера высыпа ется под действием собственного веса. Опускание грейфера для нового зачерпывания происходит при синхронном движении канатов вниз.

Управление канатами и обеспечение их натяжений и скоростей, необходимых для нормальной работы грейфера, осуществляется грейферными лебедками.

Одноканатный грейфер (рис. 22) управляется одним канатом и имеет три траверсы: верхнюю 1, среднюю 6 и нижнюю 5. Между средней и нижней траверсами находится сцепное устройство, схема тически показанное на рис. 19 в виде крюка и петли. При опускании раскрытого грейфера на материал происходит автоматическое замы кание сцепного устройства, после чего средняя и нижняя траверсы кинематически представляют собой единое целое. Зачерпывание про изводится при стягивании тра верс полиспастом.

Размыкание сцепного уст ройства и последующего рас крытие грейфера под действием веса груза, челюстей грейфера и 6 нижней траверсы происходит при взаимодействии рычага сцепного устройства с упором 5 3, закрепленным на кране, либо при воздействии на рычаг 4 ка натом 2, управляемым кранов щиком из кабины. Для управле ния одноканатным грейфером не требуется специальная ле Рис. 22. Схема одноканатного грейфера бедка. Однако по сравнению с двухканатным грейфером одноканатный имеет несколько большую массу. Наличие сцепного устройства, весьма сложного по конструк ции, увеличивает длительность цикла работы, уменьшает производи тельность и затрудняет эксплуатацию. Одноканатные грейферы при меняют на кранах с однобарабанной лебедкой;

они являются смен ным оборудованием.

В грейферных кранах также могут быть использованы грейферы с приводом. В этих грейферах механизм замыкания встроен в конст рукцию грейфера и представляет собой канатную лебедку, установ ленную на одной из траверс (рис. 23), либо рычажно-винтовую или гидравлическую систему, стягивающую траверсы.

Для питания привода не обходимо кабельный токо подвод. Этот грейфер, как и одноканатный, подвешен на 3 крюке крана с однобарабан ной лебедкой. Управление грейфером с приводом при разгрузке более простое, чем одноканатным. Эти грейферы 4 имеют большую массу, чем двухканатные. Если привод механизма замыкания уста новлен на верхней траверсе, то центр тяжести грейфера смещен вверх, в связи с чем ухудшается устойчивость грейфера при зачерпывании с откоса.

Рис. 23. Схема грейфера с приводом:

Широкое применяются 1 - подъемный канат;

2 - верхняя траверса;

3 - механизм замыкания;

4 - замыкающий многочелюстные грейферы.

Челюсти (от 3 до 8) для пере грузки труднозачерпываемого материала (крупнокусковой руды и др.) имеют серповидную форму и шарнирно закреплены на цилинд рической нижней траверсе. Челюсти расположены друг относительно друга под углом 120…45°. Челюсти грейфера для круглого леса вы полнены в виде плоских лап.

Подгребающие грейферы предназначены для зачерпывания ма териала, например, из вагонов, трюмов судов и т.п. В четырехканат ном подгребающем грейфере (рис. 24) замыкающие канаты 1 образу ют горизонтальный полиспаст. Поддерживающие канаты 2 обходят блоки на траверсе 3, связанной с челюстями посредством тяг 4. За мыкание грейфера производится при движении замыкающих канатов вверх, раскрытие грейфера в подвешенном состоянии – при останов ленных замыкающих канатах и перемещающихся вверх поддержи вающих. При горизонтальном замыкающем полиспасте кривая зачер пывания близка к горизонтальной линии. Размах челюстей в раскры том состоянии до 8 м. Особенностью подгребающего грейфера явля ется то, что при зачерпывании материала траверса с блоками поддер живающих канатов смещается на величину f вверх (рис. 24), а не вниз, как у обычных грейферов (рис. 21).

f 43 Рис. 24. Схема подгребающего грейфера Для перегрузки ферромагнитных грузов (например, чугуна, скрапа и др.), а также сыпучих и кусковых грузов применяют магнит ногрейферные краны. В отличие от мостовых кранов по п.п.1.3 и 1. они выполняются с двумя тележками: магнитной и грейферной ле бедками.

ГЛАВА 2. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ КРАНЫ Металлургические краны помимо подъемно-транспортных ра бот выполняют другие весьма разнообразные технологические опе рации. В условиях непрерывного производства с высокой интенсив ностью ведения технологических процессов металлургические краны – основное средство внутрицехового транспорта, с помощью которо го осуществляют механизацию наиболее трудоемких работ. Произво дительность основных металлургических агрегатов, таких как стале плавильные, прокатные, кузнечно-прессовые, во многом зависит от производительности и надежности кранового оборудования. Специа лизация металлургических кранов на определенных операциях все больше приводит к тому, что кран становится неотъемлемой частью основного агрегата или частью технологического комплекса и вы полняет основные операции процесса [4,5,6,7].

2.1. Мульдо-магнитные краны Мульдо-магнитный кран имеет мост, по которому перемещаются одна или две тележки. При двух те лежках одна из них должна быть магнитной, а вторая мульдовой.

Имеются краны, имеющие одну об щую магнитно-мульдовую тележку или тележки только с мульдовыми захватами [4,5,6].

6 Рассмотрим схему мульдо захватного устройства тележки этого крана, не останавливаясь на работе 5 электромагнита (рис. 25). Устройст во приводится в движение механиз мом подъема и механизмом управ ления мульдовыми захватами 4. По следние связаны канатом с бараба ном 1. Канат от барабана через блок 2 идет на среднюю нарезку подъем ного барабана 9. Передаточное чис ло полиспаста этого каната 1:2. Рама 3 мульдовых захватов подвеше на на восьми концах канатов, четыре из которых навиваются на четы ре нарезки подъемного барабана 9. Передаточное число канатов по лиспаста подъема 1:2. Оба механизма (подъема и управления захва тами) могут работать раздельно и совместно.

Мульдовые захваты 4 открываются при наматывании каната на барабан 1;

при этом блок 2 через рычаг 8 поворачивает вал 7, кото рый через двуплечие рычаги 6 и шатуны 5 разводит захваты. Закры ваются эти захваты под действием собственного веса во время разматывания каната с барабана 1. Длинный барабан 9 позво ляет широко расставить блоки полиспаста механизма подъема, что способствует устойчивости мульдового захвата при работе крана и меньшему раскачиванию его во время разгона и торможения тележки и моста.

Мульдовые захваты мульдо-магнитного крана Мульдовые захваты обычно проектируют на три-четыре муль ды. Вес полезного захвата Q nq, где n – число мульд в захвате;

q – вес мульды с грузом.

Полная грузоподъемность тележки для подъема и транспорти рования мульд при собственном весе захвата G (рис. 26):

Qo Q O.

Длина захвата l na b b, где а – ширина мульды;

b – расстояние между ними.

Высота захвата H m ne, где m – высота мульды;

n ( 0,7 0,8 )m – расстояние от верха муль ды до рамы захвата;

е – половина высоты рамы захвата.

Раствор захватов D F 2 B C 2 H sin, где А – длина мульды;

С – расстояние между шарнирами захватов;

В – зазор между концами мульды и горизонтальными балками захва тов;

на практике принимают B ( 0,3 0,4 )m ;

– угол поворота за хватов относительно вертикали.

S l SS S S l l аb n С Н m Р Р d d С q l А В В Q D Рис. 26. Схема сил, действующих на мульдовый захват Максимальное усилие в канате механизма открывания захватов, передающееся от их веса P d l, S l1 l где р – вес захвата;

d, l1, l2 и l3 – плечи рычагов механизмов при рас крытых захватах;

– механизма.

Кроме этого усилия, в канатах механизма открывания захватов и подъема возникают усилия от веса груза S Q/ z, где z – число ветвей канатов подъема и канатов механизма открыва ния захватов.

Это усилие создается при транспортировании тележкой груже ных мульд.

Во время разгона или торможения крана и тележки возникают силы инерции, действующие на массы груза и захвата и вызывающие их раскачивание. Для устранения раскачивания рамы 2 с захватами к раме 4 тележки прикрепляют вертикальные уголки 3, в которые входят углы рамы 2 при подъеме ее вверх канатами подъема 5. Уп рощенно можно рассчитывать эти уголки на действие горизонтальной силы инерции, примерно равной 0,1( Q G ).

2.2. Мульдо-завалочные краны Мульдо-завалочный кран имеет 1 обычную конструкцию моста мосто вого крана и две тележки: главную мульдовую 1 и вспомогательную (рис. 27).

Рабочий захватный орган вы полнен в виде хобота 5 поступательно перемещающегося вверх и вниз вме сте с колонной и раскачивающегося в вертикальной плоскости. Этим хобо том кран захватывает мульды с ших той и перемещает их в мартеновскую печь, а также разравнивает шихту в Рис. 27. Мульдо-завалочный печи. Схема основных механизмов и кран грузоподъемностью 5+20т взаимное расположение частей глав ной тележки показаны на рис. 28.

В тележке имеется пять основных частей, передвигаю щихся относительно друг друга: рама 1 тележки с шахтой 4, колонна 6 с кабиной, рама 17 хобота, мундштук 25 с хоботом 14 и стопор мульды 12.

С помощью механизма подъема осуществляется подъем или опускание колонны 6 с кабиной, подвешенной через блоки 5 на вет вях каната, концы которых закреплены на барабане 3. Во время дви жения колонна скользит по вкладышам 10 верхней 8 и нижней траверс. В нижней части колонны на шарнире 18 закреплена рама хобота 14. Посредством кривошипно-шатунного механизма 24 произ водится качание этой рамы и, следовательно, подъем или опускание мульды 12.

Вращение вокруг горизонтальной оси мундштука 25 с хоботом 14 и мульдой 12 осуществляется механизмом 23 вращения хобота, за крепленным на раме 17. Тихоходное зубчатое колесо 20 посажено на конце мундштука 25. На другом конце мундштука с помощью болто вого или клинового соединения 16 закрепляется хобот. Мундштук вращается в подшипниках 19, установленных в раме.

I (увеличено) 1 2 GT а Б 27 Б-Б А А Б Н А-А 25 22 I Х 21 20 19 18 17 16 15 14 13 Рис. 28. Схема основных механизмов и частей тележки мульдо-завалочного крана Мульда 12 закрепляется с помощью замка 13 на конце хобота 14. Привод замка осуществляется посредством рукоятки 22, движе ние от которой передается стопору 15, проходящему внутри мунд штука и хобота. В задней части стопор помещен в подшипнике, по зволяющем ему вращаться вместе с мульдой, в то время как его при вод от рукоятки 22, осуществляющий поступательное движение сто пора вдоль хобота, не вращается. Привод стопора бывает ручной или механический и управляется машинистом из кабины (со стула 21).

Вращение колонны 6 осуществляется механизмом вращения 2, передающим движение зубчатому колесу 7 через вертикальный вал 27. Зубчатое колесо разъемное, половины его соединены болтами 28, а само оно прикреплено болтами к вращающейся части 26 верхней траверсы 8. Вращающаяся часть 26 помещена в кольцевой вкладыш подшипника, закрепленного в верхней траверсе 8. В верхней части колонны помещен упорный шарикоподшипник 29, позволяющий ко лонне с кабиной вращаться вокруг вертикальной оси. Силовой поток от веса колонны с кабиной передается через шарикоподшипник 29 на верхнюю траверсу 30 и ее канатные блоки 5.

Особенности расчета мульдо-завалочного крана Для повышения производительности работы и снижения време ни цикла загрузки одной мульды в печь одновременно включается несколько механизмов, например механизмы движения тележки и моста. В результате совместной работы на конструкцию тележки и мост в периоды неустановившихся движений воздействуют одновре менно силы инерции от работающих механизмов. В уточненных рас четах эти силы необходимо учитывать [4].

Расчет механизма вращения кабины. Силы, действующие на механизм вращения кабины, при совместной работе нескольких ме ханизмов показаны на рис. 29.

Расчет механизма вращения кабины. Силы, действующие на механизм вращения кабины, при совместной работе нескольких ме ханизмов показаны на рис. 29. На рис. 29 приняты следующие обо значения: Р1 вес кабины с колонной и мульды с грузом;

Р2 сила инерции массы кабины и колонны при разгоне или торможении те лежки;

Р3 сила инерции массы кабины и колонны при разгоне моста или торможении;

Р4 сила инерции массы кабины и колонны при разгоне или торможении их вокруг оси колонны;

Р5 центробежная сила, действующая на кабину и колонну;

Ро окружное усилие на зубчатом венце механизма вращения.

а) б) V=P VМ МТР МТР + МТР + МТР nк с 0 Р Н1 НР Н r0 Р Р Н Н х Y Н VТ Н Н Н Нр Н5 Х Н3 Н h YТ nк YМ 0 Р Р m а Р Р Р с l z Рис. 29. Схема сил, действующих на механизм вращения кабины мульдо-завалочного крана Предполагая равноускоренные движения при разгоне механиз мов вращения, движения тележки и моста, можем определить сле дующие силы:

P1 m1 g ;

P2 m1 vТ / tT ;

P3 m1 v м / t м ;

n c n Р 4 m1 к ;

Р5 m1 к c ;

30 t к Po M дв i / r где m1 масса кабины с колонной и мульды с грузом;

g ускорение свободного падения;

v T, v м, t T, t м скорости и время разгона (тор можения) тележки и моста;

пк и t к частота вращения и время раз гона кабины;

M дв крутящий момент двигателя механизма враще ния колонны (кабины), приведенный при разгоне к оси колонны;

i, передаточное отношение и КПД этого механизма.

Реакции в опорах колонны можно определить по формулам, приведенным в табл. 1 и по рис. 29, а.

Таблица Реакции в подшипниках поворотной части главной тележки мульдо-завалочного крана Усилие Нижний направляющий Верхний направляющий подшипник подшипник P1 c c H1 P H1 P h h ha P2 a H 2 P2 H 2 P h h ha P3 a H 3 P3 H 3 P h h ha P4 a H 4 P4 H 4 P h h ha P5 c H 5 P5 H 5 P h h h x x P H P 0 H P P P h h Следует отметить, что результирующие реакции на нижний и верхний подшипники можно определить графическим методом или по формулам H1 H 3 H P H 5 2 H 2 H 4 H ;

H H1 H 3 H H 5 2 H 2 H 4 2.

P Наибольший момент возникает при действии сил P2, P3, P (см. рис. 29, б):

v v M uн P3 c sin P2 c cos P c m1c м sin Т cos P4 c.

t tТ м Угол, при котором возникает М ин max, можно определить, если приравнять к нулю производную от М ин. При переменном значении угла vм v cos 0 Т sin 0 0.

tм tТ Откуда tg j м / jТ, где j м v м / t м среднее ускорение моста;

jТ vТ / tТ /т среднее ускорение тележки.

Максимальный крутящий момент в период разгона относитель но оси колонны при совместной работе механизмов М max M TP MTP M TP P4 c cos 0 P3 c sin 0 M дв ин i, где M дв ин момент от сил инерции, возникающий на валу двигателя при разгоне всех вращающихся его частей;

M TP, M TP, M TP моменты от сил трения, возникающие в нижнем и верхнем под шипниках и подпятнике колонны;

i передаточное отношение механизма вращения кабины;

КПД механизма.

По значению момента М max определяют номинальную мощ ность двигателя. Ускорения моста и тележки в формуле приняты по стоянными в предположении равноускоренного или равнозамед ленного движений механизмов крана. При более уточненных расче тах следует их значения определять по конкретным характеристикам электроприводов.

Поскольку момент М max есть максимальный момент, возника ющий при вращении кабины, то по его значению определяют пуско вую мощность двигателя, а по последней номинальную мощность.

Расчет мощности электродвигателя механизма подъема. При расчете мощности электродвигателя механизма подъема учитывают силы трения в верхнем и нижнем подшипниках колонны (см. рис. 29) и силу инерции при разгоне кабины, колонны, хобота, груза и других элементов вверх Pин m1 a, где а ускорение кабины.

Суммарное натяжение подъемных канатов P0 P1 Pин H H.

Мощность при пуске N P0 v n / где v n скорость подъема кабины, м/с;

КПД механизма подъема.

Для механизма подъема с шатунным приводом требуется часть мощности для преодоления дополнительных сопротивлений, связан ных с особенностями шатунного привода. Мощность двигателя в этом случае Pv N 1,25...1,3 03 n.

Расчет мощности электродвигателя механизма качания.

Этот механизм работает в напряженном режиме, поэтому его мощ ность определяют как среднеквадратичную с учетом температуры на гревания.

Из применяемых двух схем подвеса рамы мундштука более це лесообразной (с точки зрения наименьшего значения крутящего мо мента кривошипа механизма) является схема на рис. 30, а, на которой Q вес всех частей и груза, закрепленных на оси О.

а) б) Р М М r М О h Q М М а b с Рис. 30. Схема подвеса рамы мундштука мульдо-завалочного крана и напольно-завалочной машины и изменение момента вала кривошипа за один оборот Момент кривошипа определяют упрощенно без учета изменения плеч а, b, с и положения шатуна с мульдой при качании рамы. При нимая усилие Р, действующее со стороны шатуна на кривошип, с ра диусом r постоянным за время одного оборота, находим крутящий момент на валу кривошипа M P r sin M 0 sin.

Закономерность изменения момента М за один оборот криво шипа представлена синусоидой 2 (рис. 30, б). В начале движения кри вошип находится в верхнем положении, угол поворота его = 0. При повороте на угол /2 возникает максимальный момент М0. При этом хобот с мульдой занимает горизонтальное положение. При дальнейшем движении кривошипа вниз мульда поднимается в верх нее положение. Силы трения в механизме за первый полупериод си нусоиды увеличивают момент кривошипа, который можно опреде лить по формуле M1 M 0 sin /.

При подъеме кривошипа вверх мульда опускается вниз. Силы трения снижают момент кривошипа до значения M 2 M 0 sin.

Момент кривошипа с учетом сил трения изображен на рис. 30, б кривой 1.

Среднеквадратичный момент кривошипа за один оборот 1 M 0 sin d M 0 sin d M cp 2 0 M0 1 M 2 0 1 4 2 Фактически механизм производит неполное качание мульды.

Кривошип обычно незначительно отклоняется от горизонтального положения. Поэтому среднеквадратичный момент на кривошипе оп ределяют по формуле M cp 0,6 M 0 1 4.

По этому выражению с учетом угловой скорости кривошипа и температуры нагрева определяют мощность электродвигателя.

Механизмы передвижения. Нагрузка на ходовые колеса тележ ки завалочного крана изменяется в зависимости от поворота кабины во круг вертикальной оси. Обычно колеса тележки выполняют приводными.

Механизмы передвижения тележки и моста мульдо-завалочного крана рассчитывают так же, как и для мостовых кранов. Однако при планировании шихты, когда хобот с помощью мульды проталкивает шихту в глубину мартеновской печи, возникают большие нагрузки.

Силу X, находящуюся в печи скрапа, необходимую для расчета колонны на прочность и действующую на мульду, можно определить при статическом действии сил (см. рис. 28):

X Pсц W, где Рсц сила сцепления четырех приводных колес тележки;

Pсц GT (здесь Gт вес тележки вместе с весом груза;

коэффи циент сцепления;

=0,2…0,3).

Силу сопротивления W движению тележки определяют по фор муле W GT (здесь коэффициент сопротивления движению).

Если сила X достигнет значения (см. рис. 28) X GT a / H и задние колеса начнут приподниматься, то резко уменьшится сила сцепления Рсц.

Минимальное значение силы X min X / 2.

2.3. Напольно-завалочные машины Эти машину имеют более простую конструкцию, чем мульдо завалочные краны.

Их применяют в мартеновских цехах металлургических заводов, где железнодорожные составы вагонеток с мульдами устанавливают ся между этими машинами и печами. Поэтому у напольно-зава лочных машин отсутствуют механизмы подъема и вращения вокруг вертикальной оси.

Машина (рис. 31) передвигается по полу загрузочного пролета цеха. Она состоит из моста 8, перемещающегося на колесах 14 и те лежки, на раме 4 которой закреплены механизмы 5 и 6 движения те лежки и качания хобота. Рама 10 хобота качается вокруг шарнира 3, закрепленного на раме тележки 4. Устройство мундштука, хобота 2 и стопора для закрепления мульды 1 аналогично описанному для мульдо-завалочного крана. Питание электрическим током механиз мов машины осуществляется с помощью троллеев и токоснимателей, помещенных на мачте 9.

1 3 10 А-А 12 А 17 А Рис. 31. Схема напольно-завалочной машины На мосту машины установлены три пары рельсов. Рельсы, пред назначенные для ведущих передних ходовых колес тележки, поме щаются сверху на двух главных балках 16 моста. На горизонталях этих балок с внутренних сторон помещаются две пары рельсов 12 для нижних задних неприводных колес 17 тележки. Когда тележка не не сет мульду 1, задние колеса 17 опираются на нижние рельсы 12. При взятии мульды равнодействующая веса тележки с грузом перемеща ется влево от приводных колес 5, задние колеса 17 приподнимаются (на несколько миллиметров) и упираются в верхние рельсы 102. В этот момент тележка уравновешивается весом моста через верхние рельсы. Реакция на передние колеса 5 тележки в это время равна сумме силы тяжести тележки с грузом и отрицательной реакции, пе редающейся от рельсов 12 на задние колеса 17.

Напольно-завалочная машина производит несколько операций и в том числе передвижение состава вагонеток с мульдами, располо женного на путях около печей. Передвижение осуществляется маши ной посредством мульды. Последняя размещается между упорами ва гонеток и через них сообщает ей движение по рельсам. Проведенное кафедрой подъемно-транспортных машин УПИ исследование работы завалочной машины показало, что горизонтальная нагрузка на конец хобота при передвижении состава вагонеток достигает 188 кН. При этом тележка упирается одним из скользунов 15 (рис. 31) в верти кальный лист 13 главной балки 16 моста. Рама тележки (в плане) по вернется и получит перекос, задняя сторона ее через ролик 18 упрется в направляющую моста. Мост при движении машины, когда передви гается состав вагонеток, тоже получает перекос и ходовые колеса на диагонали моста воспримут через свои реборды от рельсов реакции, нормальные к пути машины.

Рама тележки иногда настолько перекашивается во время рабо ты машины, что одно из задних колес ее упирается в нижний рельс 12, а другое в верхний рельс. Чтобы при этом избежать скольжения задних колес по рельсам, их ось делают разрезной и на месте разреза устанавливают втулку 7 с подшипником. Такая конструкция позволя ет задним колесам тележки при ее движении по мосту вращаться в разные стороны. В других конструкциях ось задних колес делают не подвижной, а в колесах устанавливают подшипники.

Исполнительный орган мульдо-завалочного крана и напольно завалочной машины выполнен в виде хобота, который берет мульду с шихтой (рис. 32). Концевая часть хобота 7 с наружной торцевой сто роны выполнена скошенной под некоторым углом к вертикальной плоскости грани 8. При опускании конец хобота входит в соприкос новение с аналогичной гранью на внутренней поверхности замка мульды 1.

а) 34 б) 12 5 3 5 Рис. 32. Механизм замыкания мульды Вес мульды с шихтой создает грузовой момент относительно замка. Этот момент уравновешивается парой сил Р, создающихся на поверхности 8 и верхней части вертикальной грани конца хобота. За мок мульды имеет выступы 8, через которые передается верхняя ре акция Р от конца хобота 2 на замок мульды.

Надежное удержание хоботом мульды 1 обеспечивается стопор ной планкой 5, закрепленной на конце стопора 3. Во время введения конца хобота в замок мульды стопорная планка 5 находится во впа дине 6 хобота. После того как конец хобота войдет в замок мульды, стопорная планка 5 отодвигается стопором 3 назад, к началу хобота, и попадает своими концами в прорези, расположенные на задней сто роне мульды 1. В результате мульда надежно закрепляется на конце хобота и не может упасть даже в случае поворота его на 180° вокруг горизонтальной оси, но при повороте мульда может качнуться вниз за счет зазоров между удерживающими элементами конца хобота и зам ка мульды.

В процессе эксплуатации конец хобота постепенно обгорает, часто под действием мульды с грузом отгибается в сторону, особенно во время операции планирования шихты в мартеновской печи. Для усиления конца хобота по его наружной поверхности отливают про дольные выступы 4.

Исследования кафедры подъемно-транспортных машин Ураль ского политехнического института показали, что при наезде тележки с мульдой напольно-завалочной машины на металлический лом, ле жащий на поду мартеновской печи, на конец хобота через мульду пе редаются значительные усилия, достигающие 4600 кН. Во время вращения мульды и разбрасывания ею шихты по поду мартеновской печи был зафиксирован крутящий момент на хоботе 212 кНм. Хобот работает в очень тяжелых условиях при выполнении машиной техно логических операций. Стойкость (длительность работы без ремонта) хоботов, изготовленных из жароупорных сталей, достигает в среднем 24 месяца, а изготовленных из углеродистых сталей 1 месяц и ме нее. Правка отогнутых концов хоботов обычно производится с помо щью мульды. Для этого хобот предварительно разогревают в марте новской печи, затем берут хоботом мульду и держат ее на весу. Своей тяжестью мульда постепенно выправляет хобот.

На рис. 32, б показано соединение стопора 3 с рычагом 9 и руч кой 10 управления стопорным механизмом. В узле 11 помещается осевой подшипник, позволяющий стопору 3 вращаться совместно с хоботом 13 и мундштуком 12.

Особенности расчета напольно-завалочной машины Напольно-завалочная машина производит несколько операций:

по перемещению расположенного на путях около печей состава ваго неток с мульдами и планирование шихты в печи. Наиболее нагру женным элементом является хобот, горизонтальная нагрузка на конец хобота при передвижении состава вагонеток достигает 188 кН.

Хобот. Используя рис. 32, 33, определим усилие Р, передающее ся от мульды на конец хобота:

P Gl / d, где l расстояние от равнодействующей веса груза и мульды G до вертикальной грани конца хобота;

d плечо пары сил Р.

Y Wc L Р К J m Q 2 Т К Р l Р К N d Х Р К Y Рис. 33. Схема сил, действующих на концевую часть хобота напольно-завалочной машины машины Это усилие возникает в то время, когда мульда находится на весу.

Во время перемещения состава вагонеток с мульдами возникают пары сил К с плечом m, стремящиеся изогнуть конец хобота в гори зонтальной плоскости (рис. 33). На задней стенке конца хобота силы К действуют выше и ниже прорези для планки стопора, а с наружной стороны они передаются лишь на переднюю наклонную плоскость.

K Wc L / 2m, где Wc сила сопротивления состава вагонеток, передвигаемых ма шиной;

L плечо приложения силы Wc от средней вертикальной плоскости 1-2-3-4.

При разравнивании шихты в мартеновской печи путем враще ния мульды и отбрасывания ее краями кусков металла сила сопротив ления шихты стремится через мульду скручивать хобот вокруг его оси. Этот момент через замок мульды сообщается торцевым поверх ностям конца хобота в виде пары сил Y на плече z:

M Y z.

Отсюда Y M/z.

Как указывалось, момент сопротивления шихты, установленный при натурных испытаниях, оказался равным М = 212 кНм.

Наиболее опасна для конца хобота сила X (рис. 33), возникаю щая при наезде мульды с тележкой на кучу лома. Ее величина дости гала во время проведения эксперимента 4600 кН. Место приложения силы X чаще всего может быть на нижней наклонной передней грани конца хобота. Для предохранения от действия этой силы хобот и его конец нужно рассчитывать на удар с учетом кратковременности воз действия (до 0,02 сек).

Упрощенно можно определить силу Х по теореме импульсов.

Известно, что элементарный импульс силы равен элементарному ко личеству движения массы m:

X dt d S.

Импульс силы за конечный промежуток времени от t1 до t t.

X dt S t Принимая силу Х постоянной и зная массу тележки с грузом, а также время соударения t 0,02 с, получаем X m v / t, где m масса тележки с грузом;

v скорость наезда мульды на скрап.

Конец хобота следует рассчитывать на прочность при условии совместного действия сил Р и К и раздельного действия сил У и X.

При расчете необходимо учитывать нагрев конца хобота.

Максимальное усилие в штоке стопорного механизма может возникнуть в то время, когда передний край мульды оперт, а задний удерживается на весу стопорной планкой 5 (см. рис. 32). При откры вании замка мульды стопорная планка должна быть передвинута штоком вперед во впадину 6 (см. рис. 32). Сила трения при передви жении стопорной планки будет (рис. 33).

T 0,5 Q.

Мундштук (рис. 34). Обычно определение реакций в подшип никах мундштука производят при горизонтальном положении хобота.

К L В0 Q l l N С А.в l r2 n r1 b l2 Gx Gм r l Gр l Bв е z Q l0 Y L L АГ ВГ Рис. 34. Схема сил, действующих на хобот и мундштук Вертикальные реакции BB Q G X G M AB, Q l0 G X l1 G M ( l0 l 2 ).

AB l При наклонном положении хобота на торце переднего подшип ника возникает дополнительная осевая реакция C Q G X G M sin.

Во время планирования шихты при наезде тележки на кучу лома C X (см. рис. 33).

Эксцентричное относительно хобота приложение силы Х вызы вает дополнительные реакции в подшипниках мундштука.

Момент трения мундштука в подшипниках без учета дополни тельных сил инерции, возникающих при разгоне и торможении меха низма M TP AB 1 r1 BB 1 r2 C 1r3.

При перемещении составов вагонеток с мульдами сила WC соз дает горизонтальные реакции в подшипниках мундштука WC l ;

B Г WC AГ.

AГ l Во время поворота мульды с грузом на весу возникает момент от груза, расположенный эксцентрично относительно оси вращения (рис. 34) MЭ Q e Q b / 6.

Величина е принимается 1/6 b.

При планировании шихты методом вращения мульды возникает момент M Y r.

Величина его определена экспериментально (см. с. 45) Для определения мощности привода механизма вращения следует учитывать два случая: вращение горизонтальной мульды на весу и вращение порожней мульды во время планирования шихты.

Суммарный момент на мундштуке:

в первом случае расчета M сум М ТР М Э ;

во втором случае M сум М МТР где М'ТР момент трения в подшипниках мундштука от реакций, вы зываемых силой Y и весом мундштука с хоботом.

Реакции в подшипниках рамы мундштука Q L0 G X l1 G P ( l0 l 2 ), N l где G P вес рамы со всеми расположенными на ней узлами.

B0 N Q G X G M G P.

Рама тележки и механизм передвижения (рис. 35.). Сопротив ление передвижению состава вагонеток с мульдами вызывает в гори зонтальной плоскости перекос рамы хобота 5 в раме тележки 7. По следняя перекашивается в мосте 1, а мост, в свою очередь, поворачи вается вокруг вертикальной оси до упора реборд ходовых колес 2 в рельсы.

Реакции, действующие на шатун 8 механизма качания:

W L N2 c 0, N 1 Wc N 2.

E 5 6 Н Вид А Z 10 В Wc L0 N1 Г2 Gm Е 11 N h Q Z L N TTP Г Z S L Wc h В H1 T1 T1 О q р Q t V А V t1 i GT Рис. 35. Схема сил, действующих на тележку завалочной машины Реакция на задний горизонтальный ролик 9 от силы Wc W L Z2 c 0 ;

O реакция на скользун Z1 Wc Z 2.

Горизонтальные реакции, возникающие на ребордах ходовых колес моста без учета сил трения:

p W c V.

H S Последнее выражение справедливо в предположении, что мост поворачивается вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр, а реакции Н1 возникают только на двух колесах, расположен ных по диагонали моста. В действительности реакции Н1 могут дей ствовать и на колеса, передвигающиеся по одному из рельсов.

Для уменьшения этих реакций желательно задние колеса моста (по отношению к хоботу) закреплять более свободно на осях в про дольном направлении. Тогда реакции Н1 будут действовать на перед ние колеса, для которых сила Wc уменьшается, вследствие чего вели чина Н1 снижается:

WV H1 c.

S Для упрощения расчета принимаем, что силы Wc и Q действуют в одной плоскости. Тогда реакции в колесах 6 и 10 и веса тележки GT:

V2 Qt1 GT i / t 2.

V1 Q GT V2, Сила Wc вызывает перекос и в вертикальной плоскости.

При направлениях сил, указанных на рис. 35, можно принять, что рама тележки стремится повернуться в плане под действием силы Wc против часовой стрелки. Под действием силы Q задние колеса прижмутся к верхним рельсам. При этих условиях реакция верхнего рельса на правое заднее колесо будет 3i Wc h2 GT 2t R1 B B и реакция левого рельса на переднее колесо B t 2 i Wc h1 GT 2 t R2, B B где В колея задних колес тележки.

Тогда суммарная реакция:

на заднее правое колесо V U 2 2 R1, на левое переднее колесо V U 2 1 R2.

Реакция Z1 на скользун действует лишь во время перемещения состава вагонеток. После снятия с конца хобота нагрузки Wc потен циальная энергия, накопленная в месте контакта сжатых частей скользуна с листом 3 балки моста, заставит скользун отодвинуться несколько от балки. Тележка при этом слегка повернется в горизон тальной плоскости. Этому повороту будут мешать силы трения Т1, которые возникнут в данный момент на передних колесах 6. Эти си лы действуют в поперечном направлении относительно рельсов вдоль образующих колес. Упрощенно принимают эти силы равными весу тележки с грузом, умноженному на коэффициент трения 0,1, т. е.

T1 Q GT 0,1.

Сумма этих сил Т1 одновременно будет нормальной силой, дей ствующей на скользуне вместо силы Z1, если ее условно перенести в точку контакта скользуна с листом балки моста. Следовательно, вме сто силы Z1 будет действовать сила Т1, определенная по приведенно му выражению.

При трогании тележки с места нормальная сила Т1 на скользуне вызывает появление силы трения Ттр направленной вдоль балки мос та. Эта сила обычно вводится в расчет при определении сопротивле ния движению тележки TTP T1 0,1G T Q, где коэффициент трения скольжения, =0,15 с учетом наличия смазки на ребордах.

Общее сопротивление передвижению тележки при установив шемся движении с равномерной скоростью W0 WTP TTP, где WTP V11 V22 (здесь 1, 2 коэффициенты сопротивления движению передних и задних колес тележки).

При расчете мощности двигателя следует учитывать, что на практике крановщики зачастую размыкают тормоз механизма пере движения и тормозят тележку противотоком, стремясь ускорить за грузку печи шихтой. Поэтому механизм работает в весьма тяжелых условиях на пуско-тормозном режиме.

Для уменьшения опасности наездов тележки на упоры моста на машинах грузоподъемностью 7,5 и 10 т имеются гидробуфера, рас считанные на восприятие кинетической энергии массы тележки при номинальной скорости.

Механизм передвижения моста. Общее сопротивление движе нию моста W0 WTP Wc 2 H1 1, где WTP Gn GT Q м сопротивление в ходовых колесах мос та;

G м вес моста;

м коэффициент сопротивления движению моста;

Н1 реакция на ребордах ходовых колесах моста;

= 0, коэффициент трения скольжению реборды о боковую головку рельса.

Сила сопротивления движению состава вагонеток Wc nGв m м Q c, где п число вагонеток в составе;

Gв вес вагонетки;

m м число мульд на одной вагонетке;

с d 2 f / Dв коэффициент со противления движению (здесь d диаметр оси вагонетки в подшип нике;

Dв диаметр колеса вагонетки;

f = 0,4…0,5 коэффициент трения качения колеса по рельсу с учетом наличия крошек шлака на рельсах, см;

= 0,1 коэффициент трения в подшипниках качения;

коэффициент неучтенных сопротивлений в ребордах).

2.4. Литейные краны Грузоподъемность главных тележек литейных кранов 100…500 т, а вспомогательных тележек 20 … 100 т.

По назначению различают три типа литейных кранов: миксер ный, заливочный, разливочный. Миксерный кран работает в миксер ном отделении мартеновского цеха, заливочный в печном и раз ливочный в разливочном пролете. Миксерный кран производит подъем ковшей с жидким чугуном со специальных железнодорожных вагонов-чугуновозов и заливку жидкого чугуна в миксер. Миксер специальный склад для жидкого чугуна, выполненный в виде ци линдра с внутренней огнеупорной кладкой. Вместимость миксеров составляет 1500 т. Миксер поворачивается с помощью опорно роликового устройства и может переливать жидкий чугун в ковш, ус тановленный на специальном электрифицированном вагоне. Этот ва гон перемещает жидкий чугун в печной пролет мартеновского цеха, где заливочный кран загружает его в мартеновские печи. Разливоч ный кран производит разливку жидкой мартеновской стали (или кон верторной) в изложницы.

Общий вид литейного крана грузоподъемностью 125 + 30 т по казан на рис. 36. Мост этого крана имеет две концевые балки 3 (см.

рис. 36), к которым прикреплены две главные балки 1 и две вспомогательные 4 (рис. 37). По главным балкам перемещается глав ная тележка 2 грузоподъемностью 125 т, по вспомогательным балкам перемещается вспомогательная тележка 3 грузоподъемностью 30 т (см. рис. 36). Главная тележка с помощью механизма подъема пере мещает ковш с расплавленным металлом, вспомогательная тележка поворачивает этот ковш при разгрузке.

При определении грузоподъемности литейных кранов следует учитывать массу ковша с расплавленным металлом, массу траверсы 13 (см. рис. 38) и подъемных канатов.

Вспомогательная тележка может перемещаться под главной те лежкой и производить опрокидывание ковша для заливки жидкого чугуна в мартеновскую печь или освобождение сталеразливочного ковша от шлака.

Канаты главной тележки проходят к траверсе 5 между главными и вспомогательными балками (см. рис. 37).

1 Рис. 36. Литейный кран грузоподъемностью 125+30 т:

1,2 - соответственно главная и вспомогательная тележки;

3 - концевые балки Схема механизма подъема главной те лежки разливочного крана показана на рис. 38. Каждый из двух приводов меха 2 низма подъема имеет 3 электродвигатель 6 и редуктор 5. На каж дом механизме уста новлено по два тор моза 7. Тихоходное 4 зубчатое колесо редуктора имеет с внутренней стороны храповое колесо 4, собачки 3 которой осуществляют вра щение шестерни ба рабана. Собачки (5 6 шт.) закреплены на Рис. 37. Схема главных и вспомогатель внутреннем диске 2, ных балок моста разливочного крана установленном на шпонке третьего вала механизма. Ведущим звеном в этом узле явля ется зубчатое колесо 4, ведомым диск 2. Механизмы соединены друг с другом барабанными зубчатыми колесами 1 и траверсой 13, имеющей крюки 14. Траверса подвешена на ветвях 10 подъемных ка натов, огибающих верхние неподвижные 8 и нижние подвижные блоки. Концы подъемных канатов закреплены на барабанах 9 и ба лансирах 11, выполненных треугольной формы. Кратность сдвоенно го канатного полиспаста равна 10.

Основное назначение храпового колеса 4' обеспечение возмож ности подъема ковша с расплавленным металлом, если один из дви гателей вышел из строя. Колесо 1 при этом через барабанную ше стерню начинает вращать диск 2 по часовой стрелке. Собачки 3 будут в это время проскакивать в неподвижные зубцы храпового колеса, которое при выходе из строя одного из двигателей окажется затор моженным тормозами 7. После разливки стали необходимо ра зомкнуть тормоза 7 одного из двигателей, чтобы опустить пустой ковш.

Исполнительный (грузовой) орган литейных кранов выполнен в виде траверсы 13 с широко расставленными пластинчатыми крюками 14 (см. рис. 38). Крюки подвешены к осям 15. По краям траверсы расположены канатные блоки 12, закрепляе мые на осях 16. По следние закреплены на 4 траверсе 13 перпенди 4 кулярно к осям крюков 15. Для защиты конст рукции траверсы 13 от воздействия рас плавленного металла 7 нижнюю поверхность ковша выполняют с предохранительным листом. Расстояние между крюками 14 на 12 значают в зависимости 16 от размеров ковша для 15 жидкого металла.

14 Основное отличие расчета механизма подъема литейного крана состоит в том, что каждый механизм подъема должен рас Рис. 38. Схема механизма подъема считываться при нор тележки разливочного крана мальной и аварийной работе. При нормальной работе каждый привод воспринимает на грузку (0,5…0,55) Q0 (здесь Q0 вес полезного груза, канатов и тра версы литейного крана). При аварийной работе привод рассчитывают с учетом веса груза Q0. Этот расчет производят для случая, когда один из двигателей вышел из строя (рис. 39). Если левый двигатель вышел из строя и подъем груза осуществляется правым, то на зубча тое колесо 5' будут действовать следующие моменты и силы:

момент от натяжения двух канатов барабана 4' M1 2 S Dб / 2 S Dб ;

момент от натяжения двух канатов барабана M 2 2 S Dб / 2 S Dб /, где КПД барабана 4 и зубчатой передачи.

n1=n n5= n Nn n5 Р n2 P1 n n1 n D n Gб D 3 5 1 23 2S 2S Рис. 39. Схема нагрузок приводного барабана литейного крана при аварийном подъеме груза Оба момента действуют по часовой стрелке на барабане 4'. На колесо 5' будут действовать окружные силы:

приводной шестерни 3' 2 M1 M 2 2 SDб ;

P D5 D неприводной шестерни P 2 S Dб / D5.

Оба эти усилия при подъеме груза (или расположении в подве шенном состоянии) направлены вверх. Тогда на колесо 5' будет пере даваться суммарное усилие D G G N P P1 S б 2 S б 2 0,5 б, 2 D5 где Gб вес барабана;

S усилие подъемного каната.

Усилие N необходимо учитывать при расчете болтов подшипни ков барабанов 4 и 4', расположенных около зубчатых колес 5 и 5'.

Болты работают на растяжение.

Поскольку мощность, развиваемая двигателем при аварийном подъе ме, увеличивается в 2 раза, необходимо проверить двигатель на пере грузку по максимальному моменту при подъеме максимального груза с учетом снижения частоты вращения. Этот момент должен быть на 20…30 % меньше момента при пуске, гарантированного заводом изготовителем. Кроме того, следует проверить температуру нагрева ния двигателя при подъеме максимального груза с учетом темпе ратуры воздуха цеха и расплавленного металла.

Заводыизготовители кранов, учитывая перегрузку двигателя при аварийном подъеме, рекомендуют, чтобы их мощность состав ляла 0,65…0,85 полной номинальной мощности приводов обоих ме ханизмов подъема.

С учетом опасных условий при подъеме жидкого металла на ка ждом механизме подъема установлены два тормоза. Тормозной мо мент определяют в соответствии с правилами Ростехнадзора.

2.5. Краны для раздевания мартеновских слитков Эти краны предназначены для раздевания стальных слитков из изложниц. Кран для раздевания мартеновских слитков имеет мост и специальную тележку (рис. 40). Эти краны выталкивают слитки из изложниц с силой 2000, 2500, 4000 и 5000 кН.

Мост крана выполнен из двух мощных балок коробчатого сече ния, опирающихся на две конце вые балки.

Основными рабочими ор ганами этих кранов являются большие и малые клещи.

Перед раздеванием слитков клещи сначала снимают тепло вые надставки 1 (см. рис. 40).

При раздевании слитков кран иногда преодолевает силы тре ния, образующиеся между стен ками остывающего слитка и из ложницы. В некоторых случаях сталь попадает в выбоины, обра зующиеся на внутренних стен ках изложниц. Крану приходится как бы срезать шпонки (выступы Рис. 40. Кран для раздевания мартеновских слитков металла) в выбоинах изложницы.

При этом создаются большие силы сопротивления при раздевании слитков. Поэтому краны имеют большие усилия выталкивания.

Этот кран, как было указано, выполняет три основные тех нологические подъемно-транс-портные операции. Схемы положения слитков, изложниц, малых и больших клещей такого крана с силой вы талкивания 2500 кН показаны на рис. 41.

При раздевании слитка, отлитого уширением кверху, малые клещи 2 (рис. 41, а) захватывают прибыльную часть 4 слитка 5 и под нимают его клещевинами вверх. В это время большие клещи 1 упо рами 3 прижимают стенки изложницы к поддону 7, расположенному на вагонетке 8, которая перемещается по рельсовому пути цеха 9.

а) б) в) 2 1 2150 600 Уровень головки железнодорожного рельса Рис. 41. Схема основных операций крана для раздевания мартеновских слитков При раздевании слитка с помощью малых клещей, имеющих усилие выталкивания до 2500 кН, начинают действовать усилия на слиток, затем на стенки изложницы и далее на упоры 3 больших кле щей. Усилие не передается на поддон. В стрипперном механизме вы талкивания усилие от больших и малых клещей передается только на винт штемпеля и патрон. Усилие раздевания не передается на подъ емный механизм крана, а следовательно, и его мост.

Схема расположения основных элементов рабочих органов кра на для раздевания слитка, отлитого уширением книзу, показана на рис. 41, б. При этой операции большие клещи 1 средними проуши нами 11 упираются в уши 12 изложницы 6 и перемещают последнюю вверх. В это время наконечник 10 упирается в прибыльную часть слитка 5 и не позволяет последнему подниматься вверх вместе с из ложницей 6. В результате двойного воздействия на слиток и излож ницу сила выталкивания преодолевает сопротивление стрипперова нию, действующее на поверхности изложницы. Слиток остается на поддоне, а изложница большими клещами снимается со слитка и пе реносится на рядом расположенные вагонетки. Усилия при этой опе рации действуют на стенки изложницы и слитка, а также на винтовую систему стрипперного механизма. На мост крана и вагонетку усилие раздевания не передается.

Если слиток 5 (рис. 41, в) приварился к поддону 13, то его отры вают от него малыми клещами 2. При этом клещи 1 упираются кон цами в поддон. Усилие от малых клещей передается на слиток, под дон и большие клещи. Усилие раздевания не передается на вагонетку и мост крана.

В мартеновских цехах машиностроительных заводов применяют одно- и двухоперационные приспособления для раздевания слитков.

Эти приспособления могут быть подвешены к мостовому крану или выполнены стационарными. Подвесные приспособления предназна чены для раздевания из изложницы слитков с уширением вверх или для снятия изложницы со слитка с уширением книзу.

Стационарные приспособления снимают изложницы со слитков или выталкивают слитки с уширением вверх из изложниц.

Тележка крана имеет жесткий подвес груза, большие и малые клещи которой закреплены в специальном патроне, перемещающемся по специальным направляющим, закрепленным внутри круглой шах ты. Шахта жестко присоединена к раме тележки. На раме рас положены четыре механизма: движения тележки, подъема, вытал кивания (стрипперования) и управления большими клещами. Пос ледние три механизма могут работать совместно или раздельно.

На рис. 42 показано расположение основных частей механизмов подъема, управления большими клещами и стрипперного. На бараба не 1 механизма подъема имеются три нарезки для сдвоенных поли спастов: подъемных 28, управления большими клещами 27 и проти вовеса 26 стрипперного механизма. Основные части последнего за креплены на патроне 7. Вследствие большой массы стрипперного ме ханизма и массы поднимаемого груза он подвешен на восьми ветвях канатов 36. Канавки 28 для канатов выполнены двойными, а крат ность полиспаста равна двум. Вторые концы канатов прикреплены к балансирной системе 29.

Рис. 42. Схема основных механизмов крана для раздевания мартеновских слитков [подъема, управления большими клещами и выталкивающего (стрипперного)] Для возможности совмещения работы механизма подъема и управления большими клещами канаты последнего закреплены с од ной стороны на барабане (канавки 27), с другой на двуплечем рыча ге 30. Кратность полиспаста равна двум. При подъеме стрипперного механизма канаты механизма управления большими клещами нама тываются на барабан подъема так же, как подъемные канаты. Блоки 11 механизма управления поднимаются одновременно с блоками механизма подъема. При подъеме патрона 7 опускается противовес 34 стрипперного механизма (полиспаст канатов 35 противовеса имеет кратность, равную двум), канаты 35 при этом сматываются с нарезки 26 барабана 1.

В редукторе механизма подъема встроен храповой механизм, обеспечивающий безопасность работы этого механизма. При опуска нии патрона 7 во время подготовки к одной из операций работы крана (например, выталкиванию слитка с уширением кверху) большие кле щи 15 должны опираться упорами 23 в края изложницы. В это время механизм подъема должен быть выключен, поскольку патрон вместе со стрипперным механизмом не сможет опуститься. Однако точно определить этот момент трудно, поэтому при дальнейшем раз матывании подъемных канатов 36 и канатов механизма управления большими клещами они могут ослабиться при неподвижном патроне 7. При ослаблении канатов срабатывает храповой механизм и проти вовес 34. Собачки храпового механизма при остановке патрона про скакивают по храповому колесу, а противовес удерживает канаты на тянутыми.

Собачки храпового механизма работают при подъеме груза. Че рез них движение от вала подъемного двигателя передается барабану тогда, когда осуществляется подъем патрона 7. Опускание послед него производится под действием веса стрипперного механизма, ко торый при этом производит еще и подъем противовеса 34. Для опус кания патрона 7 при вращении вала двигателя происходит перемеще ние стрипперного механизма как груза обычного мостового крана.

При работе механизма 31 управления большими клещами движение от редуктора передается через кривошипно-шатунный ме ханизм к двуплечему рычагу 30, который через канаты производит подъем блоков 11. При этом движение от блока 11 передается на шарнир 39, закрепленный на коромысле 40, и на тягу 43, которая присоединена к оси 44, закрепленной на большой клещевине 15. При подъеме блоков 11 эти клещевины поворачиваются вокруг осей 45, в результате чего происходит раскрывание клещей.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.