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:     | 1 || 3 | 4 |

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Брянский государственный технический университет В.И.Федоренко, В.П.Дунаев СПЕЦИАЛЬНЫЕ КРАНЫ ...»

-- [ Страница 2 ] --

Следует заметить, что при подъеме оси 39 коромысло 40 повора чивается против часовой стрелки (см. узел 1, рис. 42) относительно шарнира 37, к которому прикреплена обойма блоков 10 для канатов механизма подъема. При этом тяга 41 поднимается вверх, поскольку ее верхняя ось закреплена на коромысле 40. Следовательно, подни мается и кронштейн 42, выполненный совместно с патроном 7 стрип перного механизма. Половина веса стрипперного механизма и груза действует на кронштейн, нижнюю ось тяги 41, ось 38, коромысло 40, подъемные блоки 10, а также блоки 11 механизма управления боль шими клещами. При подъеме блоков 11 и раскрывании больших клещей стрипперный механизм приподнимается на высоту, равную примерно половине пути подъема шарнира 39. Поэтому канатные по лиспасты механизма управления большими клещами частично нагру жены весом стрипперного механизма и, кроме того, при раскрывании клещей воспринимают дополнительную нагрузку через тяги 43 от мо ментов собственного веса клещевин относительно их осей 45.

Клещи закрываются после наведения их на изложницу механиз мом подъема. Блок 11 при этом опускается вниз, коромысло 40 пово рачивается по часовой стрелке, патрон 7 опускается. Нагрузка от веса стрипперного механизма передается через тягу 41 и ось 38 на коро мысло 40. Ось 39 коромысла действует на тягу 43, и последняя про изводит замыкание клещевины клещей 15.

При упоре клещевины в изложницу движение ее прекращается.

Однако блок 11 еще опускается вниз по прорези 46, имеющейся в тя ге, которая соединяет шарнир 39 с обоймой этого блока.

При подъеме изложницы, захваченной средней проушиной 22, усилия передаются на клещевины клещей 15 до оси 45 кронштейна 13, выполненного литым с патроном 7, патрон 7, кронштейн 42, тягу 12, ось 38, коромысло 40, ось 37 и блоки 10. Коромысло 40 при этом через ось 39, тягу 43 и ось 44 прижимает клещевину клещей 15 к из ложнице. Вес изложницы не действует на блок 11, поскольку на тяге обоймы его имеется прорезь 46.

Рассмотрим работу стрипперного механизма. Движение от его редуктора 2, установленного на раме 3 тележки, передается на пер вый вертикальный (квадратного сечения) вал 4, закрепленный внизу шахты 8 на подшипнике (см. рис. 44). По данному валу может пере мещаться вверх или вниз шестерня 5, которая закреплена в редукторе (см. рис. 43), помещенном на патроне 7. Движение через вал 4, шес терню 5 и редуктор сообщается второму вертикальному валу 6 квад ратного сечения. Второе зубчатое колесо редуктора имеет в центре квадратное отверстие, в котором вставлена бронзовая втулка квад ратного сечения. Благодаря такой конструкции вал 6 может относи тельно патрона 7 подниматься или опускаться при вращении, переда ваемом ему редуктором с валом 4.

Нижняя часть 9 вала 6 полая, внутренняя и наружная поверх ности ее имеют резьбы, причем одна из них правая, а другая левая.

По внутренней резьбе перемещается винт 14 штемпеля 16. Нижняя часть 9 вала 6 наружной резьбой ввин чена в гайку патрона 7. При вращении вала 6 в одну сторону винт 14 вывинчи вается и опускает штемпель 16 вниз, при вращении в другую сторону винт d ввинчивается и поднимает штемпель вверх.

При опускании штемпеля вниз l осуществляется выталкивание слитка, l отлитого уширением вниз из изложни Gстр 2 l4 цы. К штемпелю 16 прикреплен нако нечник 18. После выбирания воздушно l dвнdн 0 го зазора между концом наконечника и С прибыльной частью слитка наконечник упирается в слиток. Тогда опускание штемпеля прекращается, и винт 14 не возможно вывентить из нижней винто вой части 9 вала 6. Поэтому последний начинает поступательно двигаться Gк вверх: нижняя часть его 9, как гайка, пе ремещается по винту 14, т. е. поднима ется. Так как наружная резьба нижней е части 9 вала 6 имеет другое направле Q ние, патрон при вывинчивании винта будет подниматься по наружной резьбе нижней части 9 вала 6. Поскольку эта Рис. 43. Схема стрипперного часть вала поднимается при упоре нако (выталкивающего) механизма (обозначения соответствуют нечника 18 в слиток, скорость поступа тельного движения патрона 7 будет в на рис. 42.) раза больше скорости подъема вала 6 по винту 14.

В результате движения патрона 7 вверх большие клещи 15 пе ремычками 22 будут стягивать изложницу со слитка. От средних пе ремычек 22 усилия передаются на клещи 15, оси 45, кронштейны патрона 7. Далее через наружную и внутреннюю нарезки нижней час ти 9 вала 6 усилия передаются винту 14, штемпелю 16 и наконечнику 18. Усилие от наконечника 18 передается слитку. Изложница стягива ется вверх большими клещами, а слиток удерживается на поддоне благодаря воздействию на него наконечника.

При подъеме патрона вверх канаты подъема и механизма управ ления большими клещами остаются натянутыми благодаря силе тяжести противовеса 34, поворачивающего барабан 1 против часовой стрелки.

3 б г 2 Ход R= Рис. 44. Малые и большие клещи крана для раздевания мартеновских слитков Рассмотрим работу стрипперного механизма при извлечении слитка, отлитого уширением кверху, из изложницы. При этой опе рации вал 6 вращается в сторону, противоположную направлению вращения его в предыдущей операции. Винт 14 ввинчивается в ниж нюю полую часть вала 6 и поднимается. Патрон 7 предварительно механизмом подъема до операции стрипперования опускается на сли ток так, чтобы упоры 23 оперлись на края изложницы. Поскольку па трон неподвижен, то нижняя часть 9 вала 6 наружной резьбой начнет подниматься по нарезанной части патрона. Следовательно, скорость подъема винта 14 и штемпеля 16 будет в 2 раза больше скорости ввинчивания этого винта в нижнюю полую часть 9 вала 6.





На выступах штемпеля 16 подвешены направляющие 17, кото рые при подъеме штемпеля также будут подниматься. В их прорезях 32 помещены ролики 33 малых клещей 20. Эти ролики при подъеме направляющих будут расходиться. Клещевины малых клещей пово рачиваются вокруг осей траверс 19. Керны 21 начнут сближаться друг с другом и выбирать зазоры между ними и прибыльной частью слитка. Движение кернов не прекратится и при взаимодействии их с поверхностью слитка.

В результате этого клещевины малых клещей 20 будут закли ниваться с одной стороны между прибыльной частью слитка, а с дру гой в прорезях 32 направляющих 17. Расклинивание клещевин бу дет происходить до тех пор, пока нормальные силы кернов, дей ствующие на слиток, не создадут силу сцепления (трения), равную силе выталкивания и весу слитка.

В это время в вертикальном направлении усилия передаются на клещевины, затем на ролики 33, внутренние поверхности прорезей направляющих 17, штемпель 16, винт 14 и замыкаются в винтовой системе нижней части 9 вала 6. С другой стороны усилия на соприка сающиеся поверхности слитка и изложницы передаются через упоры 23 клещей 15 от патрона 7.

Для устойчивости штемпеля в патроне 7 выполнена кольцевая впадина, в которую входит цилиндрическая часть 24 штемпеля.

Штемпель перемещается по прорезям 25 патрона 7. Момент от сил трения, возникающих в резьбе винта 14, воспринимается этим патро ном. Кроме того, момент от сил трения наружной резьбы нижней час ти 9 винта 6 тоже воспринимается патроном 7. Момент от сил трения винтовой системы стрипперного механизма воспринимается специ альными направляющими, закрепленными на внутренней по верхности шахты 8. Шахта от действия этих силовых факторов рабо тает на кручение.

Большие и малые клещи крана для раздевания слитков показаны на рис. 43. Большие клещи 1 закреплены на осях 8, установленных в патроне 9. Малые клещи 7 смонтированы на траверсах 6, которые мо гут перемещаться по круглой нижней части патрона 9 вниз до упоров.

На рис. 44 показано нижнее положение клещей.

Внутри нижней круглой части патрона 9 расположен наконеч ник 13, закрепленный на штемпеле 12. Штемпель соединен с винтом 11, который ввинчен в гайку-винт 10, являющуюся нижней полой ча стью второго квадратного вала 6 (см. рис. 42). Эта часть вала имеет левую (внутреннюю) и правую (наружную) резьбы.

На поверхности выступов б штемпеля расположены края на правляющих 3 для малых клещей (см. рис. 44). На рисунке показано положение штемпеля и направляющих, при котором поверхность б выступа совпадает с нижней поверхностью выреза, выполненного в нижней части патрона 9.

Стрипперный механизм может опустить штемпель вниз, в ре зультате чего поверхность б штемпеля сместится относительно по верхности г патрона более чем на 2 м. При этом направляющие 3 бу дут иметь положение, показанное на рис. 44. При вращении гайки винта 10 в другую сторону штемпель вместе с направляющей может подняться относительно поверхности г на 1155 мм.

При захвате слитка малой массы, когда ролики 4 по рабочей по верхности направляющих 3 переместятся к последним, высота подъ ема траверс 6 будет небольшой. Направляющие 3 при этом передви нутся на ход, равный 1155 мм, и вместе с траверсами 6 остановятся.

Винт 11 штемпеля 12 полностью войдет в нижнюю полую часть вто рого квадратного вала 6, который поднимется по резьбе патрона в верхнее положение. При остановке стрипперного механизма при не обходимости срабатывает муфта предельного момента, установлен ная в редукторе привода.

При подъеме траверс 6 вместе со слитком амортизаторы 5, под вески 3 расходятся в стороны. После освобождения малых клещей от слитка (с помощью механизма подъема) траверсы 6 и малые клещи свободно опускаются (падают). В это время направляющие 3 опира ются на выступах штемпеля 15. Для удержания малых клещей 7 и траверс 6 в подвешенном состоянии и снижения динамических нагру зок при их опускании применяют амортизаторы-подвески 2. Канаты их натягиваются, а пружины снижают динамическую нагрузку, воз никающую при опускании малых клещей и их траверс.

Рассмотрим теперь характерные особенности расчета основных механизмов крана.

Механизм подъема. Этот механизм в основном предназначен для раздевания слитков с уширением книзу. Расчет привода меха низма необходимо производить на температуру нагревания с учетом температуры воздуха в цехе (+70 °С).

На барабан подъема (см. рис. 42) нагрузки передаются через ка наты подъема и управления большими клещами, с одной стороны, и через канаты противовеса с S другой. Как указывалось, проти- вовес предназначен для уравно- вешивания стрипперного меха- S низма и канатов с обоймами b подъема и управления больши ми клещами, расположенными в а шахте. Обычно вес противовеса В принимают Gnp 0,5 GcTp. При -А этом момент на барабане при подъеме стрипперного механиз ма весом Gстр без груза будет примерно равен моменту от веса противовеса.

Через канаты подъема и управления большими клещами на барабан передается вес по лезного груза, вес стрипперного механизма и силы трения на па троне 7, возникающие при подъ- е еме его по направляющим шах Q ты 8 (см. рис. 42).

Установлено, что при силе Рис. 45. Расчетная А выталкивания 2500 кН малые и схема стрипперного большие клещи могут захваты- механизма вать слитки и изложницы не симметрично. В результате это го груз может быть расположен М1+M эксцентрично относительно оси механизма выталкивания. Если экс центриситет е1 образуется при работе больших клещей (рис. 44), то две пары реакций А1 и А2 направляющих шахты 8 (см. рис. 42) дейст вуют на обе стороны патрона (рис. 45);

реакции А1 и А2 равны между собой (А1 = А2 = А), противоположны по направлению и действуют перпендикулярно к плоскости оси механизма (рис. 45). Сила трения патрона о направляющие шахты T1 2 A 2 Q e1 / a, где коэффициент трения.

Если эксцентриситет е2 (см. рис. 42 и 45) образуется при работе малых клещей, то на направляющие шахты 8 действуют реакции В, перпендикулярные реакциям А1 и А2. Сила трения на направляющие патрона T1 2 B 2 Q e2 / a.

Значения е1 или е2 должны составлять (0,05…0,1) диапазона раствора клещей.

Кроме силы Т1 будет возникать сила трения Т2 от реактивного момента сил, нормальных к направляющим шахты.

При стрипперовании, например, малыми клещами на механизм действует суммарная сила P0 P Q Gстр, где Р сила стрипперования;

Q вес поднимаемого груза;

Gстр вес неуравновешенной противовесом части стрипперного механизма, поднимающейся при раздевании слитка.

Определяя Gстр, следует учитывать, что часть веса стрипперно го механизма уравновешивается весом противовеса, который можно определить по формуле Gстр Gстр Gnp Gн, где Gстр вес стрипперного механизма;

Gnр вес противовеса;

КПД блоков и барабана;

Gн вес неподвешенных частей стриппер ного механизма при выполнении данной операции.

Сила Р0 возникает от действия момента М1 первого квадратного вала 4, который увеличивается (через редуктор) до момента М2, дей ствующего на втором валу 6 (см. рис. 42).

Если не учитывать влияние моментов сил трения, возникающих на нижней полой части 9 вала 6 и винта 14 штемпеля (см. рис. 42), то можно определить реактивный момент от сил, действующих на на правляющие шахты 8 и патрона 7. Следует заметить, что моменты М и М2 направлены в одну сторону. Тогда реактивный момент ре дуктора будет через болты передаваться патрону 7. Под действием реактивного момента патрон стремится вращаться вокруг своей вер тикальной оси, однако этому препятствуют силы сопротивления на правляющих шахты 8. В результате на направляющие патрона будет действовать пара реактивных сил А' (рис. 45, узел 1), расположенных на расстоянии b друг относительно друга:

A M1 M 2 / b.

При подъеме слитка (особенно в начале его) малыми клещами на направляющих патрона будет действовать сила трения 2 M1 M T2 2 A.

b Следовательно, момент на подъемном барабане D M n Q Gстр Gnp T1 T2 k n б, где k n = 2 кратность полиспастов канатов подъема, управления большими клещами и противовеса.

Максимальное усилие на одну ветвь подъемного каната Q Gстр T1 T.

S k n n По этому усилию подбирают канат.

Механизм управления большими клещами (см. рис. 42 и 44).

Этот механизм при открывании больших клещей приподнимает стрипперный механизм и разводит клещевины в сторону.

Вес клещевины Gк через шарниры 44, 39 (см. рис. 42) действует на ось блока 11, на которой возникает усилие K1 Gк l0 / l 4 1, где l0, l4 плечи;

1 КПД шарниров.

Подъем стрипперного механизма осуществляется с помощью поворота коромысла 40 относительно шарнира 37. Сила тяжести дей ствует на шарнир коромысла 40.

На ось блока 11 при подъеме стрипперного механизма действует усилие Gстр l, K 2l1 l 2 где 2 КПД шарниров коромысла 40.

Тогда натяжение обеих ветвей каната механизма управ ления большими клещами в конце раскрывания клещей 2 K1 K, K 0 2S cos k где S усилие одной ветви каната;

k кратность полиспаста канатов управления большими клещами;

угол наклона канатов к вертикали.

При закрытых клещах усилие каната равно половине веса обой мы с блоком 11. В это время натяжение канатного полиспаста меха низма подъема равно весу груза и весу стрипперного механизма.

Стрипперный механизм. Определим усилия на резьбе нижней части вала 6. Момент на валу M2 Mв Mн где Мв момент на внутренней резьбе нижней части 9 вала;

d М в Р0 в tg в ;

Мн момент на наружной резьбе вала;

d М н Р0 н tg н, здесь dв и dн средние диаметры соответственно внутренней и на ружной резьб полой части вала;

в и н углы подъема этих резьб;

угол трения).

В величину Р0 входит вес Gстр.

При операции раздевания слитка с уширением книзу, наконеч ник 18 (см. рис. 42 и 44) упирается в слиток, полая часть вала 6 под нимается со скоростью v вверх по винту 14, патрон 7 со скоростью 2v по наружной резьбе нижней части вала 6. При подъеме вверх вала 6 и патрона по валу 4 на их трущихся поверхностях действуют силы трения 2 M2 2 M 1 ;

1, T3 T d6 d где d6 и d4 стороны квадратов сечений соответственно валов 6 и 4;

1 коэффициент трения скольжения валов 6 и 4 по втулкам зубча тых колес.

При подъеме патрона вверх на его направляющих О для штем пеля возникает сила трения (см. рис. 44) T5 2 M в 2 / c, где с расстояние между направляющими О;

2 коэффициент тре ния, значение которого следует определять с учетом высокой темпе ратуры мартеновских слитков.

Следовательно, при подъеме патрона и вала 6 создаются допол нительные силы трения, которые должны учитываться при расчете механизма. На резьбу полой части 9 винта будет действовать сила P0 P0 T1 T2 T3 T4 T5.

Рассмотрим процесс раздевания слитка, отлитого уширением кверху. При этом процессе патрон не поднимается вверх, поэтому си лы трения не возникают. Однако поднимается винт 14 со штемпелем и квадратный вал 6. При движении последнего стрипперному меха низму приходится преодолевать силу трения Т3.

При подъеме штемпеля его выступы скользят по направляющим патрона 25 (см. рис. 42), в результате появляется сила трения Т5, Суммарная сила стрипперования при раздевании слитков с ушире нием кверху P0 P0 T3 T5.

Более точный метод определения крутящих моментов на внут ренней и наружной резьбах полой части 9 вала 6 требует определения их значений при раздевании слитков с уширением книзу и ушире нием кверху.

В формулы для Мв и Мн следовало бы подставлять значения сил P0 и P0 с учетом дополнительных сил трения. Пренебрежение ими дает допустимые погрешности.

По наибольшей сумме моментов Мв и Мн определяют мощность привода стрипперного механизма.

Частота вращения вала n6 v в / t, где v в скорость выталкивания слитка (скорость движения штемпеля или патрона, которая в 2 раза больше скорости подъема вала 6 при стрипперовании);

t шаг резьбы (обычно двухзаходной);

для обеих резьб шаг t будет одинаковый:

t d в tg в d н tg н.

Передаточное отношение механизма i nдв / nв i1 i2 i3, где i1 передаточное отношение червячной передачи;

i2 и i3 пере даточные отношения двух зубчатых передач редуктора, закрепленно го на патроне.

Общий КПД механизма 1 2 3, где 1 КПД червячного редуктора;

2 и 3 КПД зубчатых передач.

2.6. Колодцевые краны Колодцевые краны используют в отделениях нагревательных колодцев блюмингов или слябингов. Они перемещают слитки из ва гонеток на подины вертикальных колодцев. Слитки подогревают до температуры 1100…1200 °С, а затем колодцевыми кранами пере мещают к слитковозу, который транспортирует их к приемному ро ликовому конвейеру блюминга или слябинга.

1 Кран имеет мост 1 и специ альную тележку 2 (рис. 46). Мост выполнен из двух стальных балок коробчатого сечения, опирающих ся на две концевые балки. Мост крана имеет 12 ходовых колес, те лежка 4 колеса.

Тележка состоит из рамы 2 с шахтой 3 и колонны 11 (рис. 47).

Колонна может подниматься и опускаться по шахте 3 с помощью механизма подъема. Барабан этого Рис. 46. Общий вид колодцевых механизма имеет три нарезки;

кранов грузоподъемностью 20/50 и 32/50 т крайние двухзаходные нарезки предназначены для канатов 26 подъема колонны 11, подвешенной на восьми ветвях. Канаты опускаются к четырем блокам 5, закреп ленным в верхней части колонны 11, и поднимаются к системе балан сиров 27. Кратность канатного полиспаста равна двум. Со средней резьбы барабана канат 29 опускается к блоку 6 и затем поднимается к барабану 28 механизма управления клещами.

Оба механизма работают совместно или раздельно. Обойма бло ка 6 может подниматься вверх или вниз по направляющим 9, закреп ленным в колонне 11. Обойма имеет ролики 7, которые обеспечивают устойчивость ее движения по направляющим. В нижней части этой обоймы расположен упорный шарикоподшипник 8, на который дей ствует вес клещей 20, траверсы 19 и штанги 10. Подшипник 8 обеспе чивает вращение клещей вокруг вертикальной оси.

При подъеме или опускании блока 6 по направляющим 9 с по мощью механизма управления клещи 20 поднимаются или опу скаются. При этом их ролики скользят в прорезях 18 подвески кле щей 16, вследствие чего раскрывание клещей 20 увеличивается или уменьшается.

При захвате слитка кран подводит тележку и опускает колонну 11. При этом клещи 20 предварительно поднимаются вверх. Колонна опускается до тех пор, пока клещи не расположатся напротив слитка.

Затем клещи опускаются до упора их кернов 21 в стенки слитка, по сле чего включается механизм подъема. При захвате слитка барабан работает на подъем, а барабан 28 на опускание.

Механизм управления имеет в редукторе храповое устройство, которое позволяет вращаться валу двигателя на опускание даже то гда, когда клещи случайно оперлись на слиток [4].

Механизм вращения клещей состоит из электродвигателя 4, чер вячного редуктора 24, фрикционной муфты 25, вертикального вала, опирающегося на опорный подшипник 23, и зубчатой передачи 13.

Последняя приводит в движение вертикальный полый вал 14, имею щий подшипники 15. На этом валу закреплена подвеска клещей 16.

Внутри вала 14 установлена штанга 10 механизма управления клеща ми. Механизм вращения закреплен на колонне 11.

Реактивный момент зубчатой передачи 13 передается через скользуны 12 колонны 11 на вертикальные направляющие шахты 3.

Рассмотрим основные нагрузки, действующие в механизмах подъема, управления клещами и вращения. При расчете учитываем усилия от совместной работы механизмов, но без учета сил инерции, возникающих в механизмах в периоды неустановившихся движений тележки и моста.

Механизм подъема. Основная грузоподъемная сила Q0 Q Gк Gкан, где Q вес слитка;

Gк вес колонны и вес механизма вращения;

Gкан вес канатов, передающийся на подъемный барабан.

При эксцентриситетах слитка е1 и е2 относительно вертикальной оси колонны на ее направляющих действуют силы трения Qe Qe T1 2 1 ;

T2 2 2.

a a При совместной работе механизмов подъема и вращения во время разгона или торможения последнего появится реактивный момент M p M ст.2 M ст.1 M дин.2 M дин. где Мст.2 момент на полом валу 14 (см. рис. 47) при установившем ся движении;

Мст.1 момент на выходном валу редуктора 24 при ус тановившемся движении;

Мдин.2 момент от сил инерции при разгоне или торможении механизма вращения (при наличии на клещах слит ка) на полом валу 14 (см. ниже);

Мдин.1 момент от сил инерции, при разгоне или торможении механизма вращения на выходном валу ре дуктора 24.

При разгоне механизма M дин.1 M дин.2 / i, где i и передаточное отношение и КПД зубчатой передачи 13.

Силы трения на направляющих 12 колонны Mp.

T5 b Суммарное натяжение канатов подъема и управления клещами при совместной работе механизмов подъема и вращения Q Q0 T1 T2 T3 T4 T5.

Механизм вращения клещей. Суммарный момент трения при установившемся движении M тр М1 М 2, где М1 момент сил трения в подпятнике зубчатого колеса зубчатой передачи 13 и подпятнике штанги 10 (см. рис. 47);

М2 момент тре ния в подшипниках полого вала 14.

Последний момент образуется от горизонтальных реакций А1 и А2 с плечом с между ними. Эти реакции возникают в верхнем и ниж нем подшипниках полого вала от эксцентрично приложенной нагруз ки (эксцентриситеты е1, и е2) и усилия от зубчатого колеса зубчатой передачи 13.

При очистке подин (при сухом шлакоудалении) с помощью спе циальной лопаты, закрепленной на клещевой головке и установ ленной вертикально, на нижний торец лопаты действуют силы сопро тивления движению. Кран с помощью лопаты перемещает раска ленный шлак по поду колодца в специальное отверстие в центре ко L1 L 1 2 r 26 S 25 а h е е3 Gк A1 23 с A 22 е е Q Q Рис. 47. Схема механизмов подъема, управления и вращения клещей колодцевого крана лодца. И далее попадает в специальную вагонетку, установленную под подом колодца в специальном тоннеле.

По данным Уральского политехнического института им. С. М.

Кирова усилие сопротивления шлака перемещению лопатой состав ляет 31 кН. Поскольку это горизонтальное усилие действует на рас стоянии 14 м ниже уровня рамы тележки, можно определить момент, который появляется в металлоконструкции шахты. Для снижения этого момента иногда применяют скребок, вращающийся вокруг вер тикальной оси, который перемещает шлак в центральное отверстие подины. На мост крана и раму тележки действуют силы тяжести ло паты или скребка.

2.7. Посадочные краны Посадочные краны (рис. 48) имеют мост и две тележки. Мост крана 1 перемещается по крановым путям. На мосту установлены две тележки: главная 2 грузоподъемностью 2 т и вспомогательная 3 гру зоподъемностью 10 т. Мост крана снабжен механизмом передвиже ния, ходовые колеса которого расположены на осях, закрепленных на концевых балках.

Нижняя часть тележки крана состоит из (рис. 49) верхней части 1 с шахтой 8, нижней части 7 с шахтой 9, колонны 14 с кабиной, ра мы 18, на которой закреп лены клещи 20 с механиз мом зажатия 16 заготовки.

На верхней части те лежки размещены меха низмы подъема 4 и враще ния 5. Механизм подъема производит подъем и опус кание колонны 14 с Рис. 48. Общий вид посадочного крана кабиной посредством по лиспаста, канаты которого, спускаясь с барабана, огибают блоки тра версы 10, затем неподвижные блоки 3, закрепленные на раме верхней тележки, снова опускаются к блокам траверсы 10 и поднимаются к уравнительному блоку 2.

Вращение верхней части тележки происходит по круговому рельсовому пути 6, закрепленному на нижней тележке 7, с помощью механизма вращения 5. Устойчивость верхней части тележки обеспе чивается верхними 27 и нижними 11 горизонтальными роликами, на которые действуют горизонтальные усилия шахты 8. Шахта прикреп лена к раме верхней тележки.

На нижней части тележки установлен ее механизм передвижения, не показанный на рис. 49. К раме нижней части тележки прикреплена шахта 9, на которой смонтированы горизонтальные 11 и вертикаль ные 12 ролики. Последние предназначены для восприятия верти кальных реакций со стороны нижних рельсов 26 моста крана при поднятии одной стороны нижней тележки под воздействием внешних нагрузок клещей 20. На нижнем поясе моста крана установлены рель сы, с которыми взаимодействуют ролики 12.

В нижней части колонны 14, имеющей форму портала, имеется ось 21, на которой закреплена рама 18. Рама может поворачиваться вокруг оси 21 на некоторый угол с помощью механизма качания 25, установленного на кронштейне 24 колонны 14. С помощью механизма качания клещи 20 захватывают заготовки с пола цеха.

Узлы 23, соединяющие шатуны механизма качания с рамой 18, снабжены пружинными амортизаторами 22, которые снижают дина мические нагрузки.

Клещи 20 поворачиваются в горизонтальной плоскости вокруг вертикальных осей 19. Зажим заготовки осуществляется кернами 31, закрепленными на клещевинах. При захвате заготовки центр тяжести ее находится на расстоянии т от кернов 37. Вследствие этого левый конец заготовки при захвате ее поднимается вверх и упирается в один из выступов 30 на клещевинах клещей 20, благодаря чему обеспечи вается надежное фиксирование заготовки.

Вращение от вала электродвигателя 33 передается через червяч ный редуктор 17 и муфту предельного момента 32 на вал винта 28, имеющего правую и левую резьбы. При зажиме заготовки винт вращается так, что гайки 36, закрепленные на нем, отходят друг отно сительно друга. При этом серьги 35 будут также перемещаться друг относительно друга под действием предварительно сжатых пружин 34, вследствие чего задние концы рычагов 29 начнут расходиться.

Керны 31 будут сближаться и зажимать заготовку.

Определим основные нагрузки, действующие при совместной работе в механизмах подъема, вращения и зажима заготовки (см. рис.

49), без учета сил инерции, возникающих в этих механизмах при 12 3 s Г2 q Г2 27 h, Г1 Г h 26 А2 е Gвт b a c A1 a h e A A 16 17 18 19 Gкаб nm z N 23 Q 90° z 21 L 28 Б e К 29 19 30 А -А N N К Б-Б 28 35 36 Б Левая резьба Правая резьба Рис. 49. Схема посадочного крана и механизмов его тележки движении тележки и моста. Расчет механизма качания клещей во многом аналогичен расчету механизма качания хобота мульдо завалочного крана, поэтому не рассматривается.

Механизм подъема. Основная грузоподъемная сила Q0 Q Gкаб Gкан, где Qкаб вес кабины со всеми механизмами, колонной и узлами;

Qкан вес подъемных канатов.

Следует иметь в виду, что Qкан это только тот вес канатов, ко торые передаются на барабан.

При подъеме кабины на роликах 13 и 15 колонны (см. рис. 49) возникают силы трения Т. Они создаются от эксцентрично при ложенных весов Q и Gкаб относительно оси колонны и от сил инер ции, возникающих при неустановившемся движении вращающейся кабины.

Предполагая в общем случае, что вес Gкаб, действующий экс центрично в двух перпендикулярных плоскостях относительно оси вращения, имеет эксцентриситет е2 и е2, а вес груза Q имеет один эксцентриситет е1 (см. рис. 49), найдем усилия, действующие на ро лики 13 и 15 колонны 14:

G e Q e1 Gкаб e ;

A1 A2 каб 2.

A1 A b a Момент сил инерции при разгоне кабины воспринимают в ос новном нижние ролики 15, поскольку они ближе расположены к ка бине. Определим усилия, действующие на эти ролики:

B1 B2 M дин / с, где Мдин момент сил инерции при движении кабины и груза;

с длина стороны квадратного сечения колонны.

Сила трения T 2 A1 2 A1 2 B1, где коэффициент сопротивления роликов 13 и 15 в предположе нии, что их размеры и конструкции одинаковы.

Усилия натяжения подъемных канатов Qn Q0 T.

Усилие на канатах, наматывающихся на барабан Qn, S k б cos где k кратность канатного полиспаста;

б КПД полиспаста;

угол наклона наматывающихся на барабан канатов в вертикальной плоскости.

Механизм вращения. Расчет этого механизма в основном ана логичен расчету механизмов крана с лапами.

Суммарный момент сопротивления вращению верхней части тележки М сум М тр М дин М у, где М дин динамический момент при разгоне верхней части тележки.

Момент от сил трения М тр Q Gв.т 1 М тр. гор, где Gв.т вес верхней части тележки;

1 коэффициент сопротив ления ходовых колес (см. с. 86);

М тр. гор момент сил трения верх них 27 и нижних 11 горизонтальных роликов относительно оси вра щения верхней тележки (см. рис. 49).

Момент, возникающий при уклоне путей моста крана:

M y Qe1 Gв.т e3 e32 0,002, где e3 эксцентриситет, перпендикулярный эксцентриситету е3.

Механизм зажатия заготовки (см. рис. 49). Усилия, действу ющие на клещи при зажатии заготовки:

Z1 Q m / n ;

Z 2 Q Z1 Q 1 m / n.

Усилия, действующие на гайки 36 (см. рис. 49):

L Q Lm n, KN l nf где f коэффициент трения заготовки о керн;

f = 0,2…0,3;

КПД шарниров рычагов 29.

Момент трения на винте M тр 2 K r tg, где r средний радиус резьбы;

угол подъем резьбы;

угол трения.

По моменту трения M тр и частоте вращения винта пв можно определить мощность механизма зажатия.

По усилиям К и ходу гаек 36, зависящим от хода кернов, под бирают параметры пружин 34.

2.8. Кран с лапами Кран с лапами имеет мост 7 и специальную тележку 2 (рис. 50).

Мост выполнен решетчатой конструкции, состоящей из двух глав ных, двух вспомогательных ферм, двух верхних горизонтальных и двух нижних горизонтальных ферм. Эти фермы закреплены по краям двумя концевыми балками. Механизм передвижения расположен в сере дине моста и вращает ходовые колеса 3. Грузоподъемность крана 15 т.

2 Рис. 50. Общий вид крана с лапами Тележка крана с лапами (рис. 51) состоит из верхней и нижней частей тележек. На верхней части тележки размещены механизм подъема с барабаном 1, механизм управления 5 лапами 16 и механизм вращения. На нижней тележке установлен механизм движения. На раме нижней тележки закреплены два круговых рельса 19 и 20. По верхнему рельсу 20 перемещаются ходовые колеса верхней тележки (см. узел 1 на рис. 51). Обычно верхняя тележка опирается на три хо довых колеса (рис. 52) или три двухколесных балансира, располо женных под углом 120° друг относительно друга. Одно колесо (или один балансир) выполнено приводным.

При затруднении вращения верхней тележки приводное колесо может пробуксовывать, поэтому в механизмах вращения подобной конструкции муфт предельного момента не устанавливают. Второй рельс 19 предназначен для опирания на него горизонтальных непри водных роликов, обычно монтируемых на шахте 8, закрепляемой на раме 2 верхней тележки (см. узел 2 на рис. 51). Через эти ролики пе редаются от шахты горизонтальные нагрузки (силы инерции и т. д.) e6 Gвт 1 23 20 I 19 S1 II 2 B,, A 2 1 A A d a,, A1 A1 A1 18 S,S, z z z с e2 Gтр 17 e e 16 e Q Q 1 I, z d, II z Рис. 51 Схема механизма подъема и управления лап тележки крана с лапами на круговой рельс 19, прикрепленный к раме 7 нижней тележки. Благо даря этим роликам верхняя тележка более устойчива при работе крана.

На барабане 1 механизма подъема выполнены четыре резьбы для канатов. Крайние резьбы предназначены для канатов 9 механизма подъема, а две внутренние для канатов механизма управления. Ка наты подъема опускаются с барабана к блокам 13 и их закрепляют в узлах крепления 18 на шахте 8. Для смягчения динамических нагру зок узлы крепления имеют пружинные амортизаторы.

Кратность полиспастов подъема и управления лапами равна двум. Траверса 15 подвешена на четырех канатах механизма подъема и четырех канатах механизма управления лапами. Оба механизма мо гут работать совместно или раздельно.

Канаты механизма Ос управления лапами опус- ьп одк каются с барабана 1 к ран о Ось моста крана вых р блокам 14 и поднимаются ель к барабанам 5, огибая при сов этом блоки 11 и 12. Во d время опрокидывания лап ` 30° 16 канаты 10, наматыва- ` D ясь на барабаны 5, пово 0,5ВГ D рачивают траверсу 15 с D лапами 16 вокруг осей блоков 13. В результате 0,5ВГ W 30° этого движения груз (обычно прокатные изде- ` D лия) сползает с лап 16 на d место складирования.

При вращении барабанов Рис. 52. Кинематическая схема ме ханизма вращения крана с лапами 5 в противоположном на правлении лапы воз вращаются в горизонтальное положение.

Для предотвращения раскачивания траверсы 15 с лапами 16 при разгоне и торможении моста и тележки крана на осях, совпадающих с осями блоков 13, крепят две штанги 3. Они расположены вертикально в направляющих 4, укрепленных в шахте 8. Благодаря этим штангам траверса 15 не получает сильного раскачивания при неустановив шемся движении. Совпадение горизонтальных осей штанг 3 с осями блоков 13 позволяет поворачивать траверсу 15 при сбрасывании ме талла с лап и производить ее вращение вокруг вертикальной оси.

Кроме лап 16, траверса 15 снабжена электромагнитами 17 и крюком 21. При работе электромагнитов траверса 15 поднимается, поворачиваясь на угол не менее 45°.

Для безопасности работы после взятия магнитами груза лапы опускаются. Если при транспортировании будет отключен ток, то груз падает на лапы.

Рассмотрим основные нагрузки, действующие при совместной работе механизмов подъема, управления лапами и вращения (см. рис.

51) без учета усилий, возникающих в этих механизмах при движении тележки и моста.

Механизмы подъема и управления лапами. Основная нагрузка Q0 Q Gтр Gшт Gкан, где Gтр вес траверсы;

Gшт вес штанг;

Gкан вес канатов, дейст вующий на подъемный барабан.

При подъеме груза на штангах 3 (см. рис. 51) возникают силы трения от эксцентрично приложенных нагрузок Q и Gтр, а также от наклонно расположенных канатов подъема и управления лапами.

Горизонтальная реакция шарнира траверсы от усилий S1, S2 и S соответственно в подъемных канатах и канатах опрокидывания лап будет Z S1 sin 1 S2 sin 3 S3 sin 4.

Наибольшее значение силы Z будет при опрокидывании лап, ко гда увеличиваются углы 3 и 4 и плечо е1. Предполагая, что эту силу воспринимают нижние и средние направляющие штанг, находим ре акции A1 Z A2 ;

A2 Z c / b.

Учитывая, что канаты (см. рис. 51) расположены симметрично относительно вертикали, находим реакции В1 и В2, возникающие от эксцентрично расположенной нагрузки:

B1 B2 Qe5 / a.

При разгоне механизма вращения возникает момент сил инер ции Мдин относительно вертикальной оси верхней тележки 2. Разгон масс груза и траверсы 15, при котором возникает этот момент, осу ществляется через штанги 3 и шарниры траверсы. На шарниры дейст вуют силы (см. рис. 51) Z M дин / d J d / d t / d, где d расстояние между штангами;

J момент инерции масс груза и траверсы;

d / d t угловое ускорение.

От сил Z' возникают реакции А1 и А'2 на нижних и средних на правляющих штанг:

A1 Z A2 ;

A2 Z c / b.

Силы трения, действующие на ходовые колеса и горизонтальные ролики верхней тележки, не влияют на значение реакции А1 и А'2.

Силы трения T A1 A2 1 B1 B2 2, где 1 и 2 коэффициенты сопротивления движению штанг в на правляющих.

Суммарное натяжение канатов Q0 Q T.

Усилия в канатах управления лапами S 2 cos 3 S3 cos 4 l3 Q l1 Gтр l2.

Если не учитывать КПД блоков *, то S 2 S3 ( S 2 S3 * бл бл при работе механизма управления лапами), поэтому Q l1 Gтр l.

S 2 S l3 cos 3 cos От веса груза и траверсы возникает натяжение в четырех ветвях канатов подъема и четырех ветвях канатов управления лапами. Сле довательно, при подъеме груженой траверсы имеем S1 S1 cos 1 S 2 cos 3 S3 cos 4 Q0, поскольку S 2 S3, усилие в двух ветвях подъемных канатов Q S 2 cos 3 cos S 1 0.

cos 1 В этой формуле принято, что угол к вертикали двух ветвей подъемных канатов, закрепленных в узле 19 (см. рис. 51), равен нулю.

Момент на подъемном барабане M бп S1 S2 Rбп / б ;

момент на барабане управления лапами M бо S 2 Rбо /, б где Rбп и Rбо радиусы барабанов соответственно подъема и управ ления лапами;

б КПД блоков траверсы и направляющих блоков канатов подъема (не показанных на рис. 51);

КПД блоков управ б ления 14, закрепленных на траверсе 15 (см. рис. 51), и направляющих блоков канатов управления лапами.

Механизм вращения. Суммарный момент вращения верхней тележки относительно ее оси М сум М тр М дин М у, Момент от сил трения M тр Q Gвт 1 B Г 2, где Gвт вес верхней тележки со всеми узлами;

ВГ горизонтальная нагрузка на горизонтальные ролики (см. рис. 51 и 52);

1 и 2 ко эффициенты сопротивления движению;

d D d D 1 f1 1 1 0 k ;

1 f1 1 1 0 k, 2 D1 2 D (здесь f1 и f 1 коэффициенты трения качения соответственно ходо вых колес и горизонтальных роликов 6 по рельсам 19 и 21 (см. рис.

51);

1 и 1 коэффициенты трения;

d1 и d1, D1 и D1 диаметры цапф, колес и роликов;

D0 и D0 диаметры кругового рельса 19 и и диаметр расположения осей горизонтальных роликов (см. рис. 51 и 52);

k коэффициент, учитывающий трение торцов колес или роли ков, их проскальзывание и другие неучтенные потери).

Горизонтальная нагрузка ВГ возникает при действии следующих сил:

- сопротивления движению, образующегося на приводном ходо вом колесе (см. рис. 52);

W 2 M cуу / D0 ;

- усилия от уклона тележки на крановом пути;

ВНИИП ТМАШ рекомендует принимать G укл Q Gвт 0,002.

Горизонтальная нагрузка ВГ равна геометрической сумме силы сопротивления W ведущего колеса верхней тележки и силы от уклона моста G укл. Однако возможны случаи совпадения векторов сил, по этому B Г W G укл.

По формуле (3. 1) определяют мощность двигателя механизма вращения верхней тележки и его тормоз.

Статическая мощность двигателя W Dn N ст 4 0 0, 10 м где п0 частота вращения верхней части тележки;

м КПД меха низма вращения.

2.9. Ковочные краны Ковочные краны имеют грузоподъемности от 75 т до 300 т (рис. 53).

Рис. 53. Общий вид ковочного крана Кран снабжен главной 2 и вспомогательной 1 тележками, пере мещающимися по главному 6 и вспомогательному 5 мостам, соеди ненным между собой шарнирными сцепами. Кабина 7 закреплена на главном мосту. На крюке главной тележки 2 подвешен ковочный кан тователь 4, удерживающий с помощью шарнирной цепи заготовку 3.

Грузоподъемность кранов определяется как сумма масс заготов ки, приспособлений (патрона, оправки), применяемых для захвата за готовки и кантователя, производящего вращение заготовок.

Эти краны применяют в кузнечно-прессовых цехах для ковки поковок прессами. Мосты крана перемещаются по одному крановому пути. Сечение двух балочных мостов 1 и 7 крана показано на рис. 54.

На главной тележке 2 установлены привод 3 механизма главного подъема и неподвижные блоки 4 канатного полиспаста, закрепленные на пружинах-амортизаторах 5. На крюке главного подъема установ лен ковочный кантователь 13 с шарнирной цепью 12. Последняя под держивает патрон 9, в котором закреплена цапфа слитка 10. Ковка осуществляется верхним бойком 11 пресса.

В связи с тем, что масса слитка 10 значительная, патрон 9 вы полнен достаточно большой длины. На конце его установлен проти вовес 8, изготовленный в виде кольца и подвешенный посредством цепи к крюку вспомогательного подъема, установленного на тележке 6 вспомогательного моста 7.

3 4 S 9 l 0,5h 10 l Рис. 54. Схема ковки с патроном ковочным краном Механизмы передвижения ковочных кранов устанавливают на главных мостах.

Технологические особенности работы ковочных кранов.

В зависимости от способа передвижения ковочными кранами заго товок различают ковку заготовок с применением патрона, ковку заго товок без патрона и ковку заготовок на оправке. Схема ковки заго товки с применением патрона приведена на рис. 54. Для ма нипулирования заготовкой в процессе ковки с помощью патрона про изводится подкатка ее цапфы. Закрепление заготовки в патроне осу ществляется его навинчиванием на предварительно закатанную цап фу заготовки. Патрон вращается относительно горизонтальной оси цепью кантователя и одновременно вводится в цапфу заготовки. В процессе ковки патрон поддерживается цепью 12 кантователя и про тивовесом 8, подвешенным на вспомогательном подъеме.

С применением патрона производится главным образом вытяж ка коротких заготовок. Особенностью поддержания заготовок с по мощью патрона является то, что консольное расположение заготовки относительно точек подвеса патрона создает на цепь кантователя зна чительно бльшую нагрузку, чем вес заготовки. При каждом нажатии верхнего бойка заготовка смещается вниз на половину хода верхнего бойка. Вместе с заготовкой смещается вниз и цепь кантователя. При неподвижном противовесе цепь кантователя имеет меньшее смеще ние, чем заготовка.

Отставание в смещении происходит вследствие перекоса осей цапф, который возникает при наличии зазора в месте соединения заготовки с патроном или вследствие пластического изгиба цапфы.

Устройство растормаживания механизма подъема и канто вателя крана. Кинематическая схема механизма подъема с растор маживающим устройством ковочного крана грузоподъемностью т показана на рис. 55. Канатный барабан 9 механизма приводится в движение с двух сторон зубчатыми передачами 8 от двигателей 4 че рез редукторы 7. Между двигателями 4 и редукторами 7 помещены зубчатые муфты 5 и тормоза 6. Крюк крана подвешен на 16 ветвях подъемного каната. Канаты с барабана проходят через системы бло ков подвески крюка и блоки 2, которые установлены на раме тележ ки, и закрепляются на балансире 3.

Поскольку ковочный кран может воспринимать технологиче ские усилия от пресса или молота при ковке изделий, то для защиты его от динамических перегрузок верхние блоки 2 механизма закреп ляют на шести комплектах цилиндрических пружин, рассчитанных на перегрузку крана 15 %.

1 9 Рис.55. Кинематическая схема механизма подъема с растормаживающим устройством ковочного крана грузоподъемностью 150 т Обойма одного из комплектов верхних блоков 1 (рис. 56) имеет кронштейн 3. При опускании обоймы кронштейн опускается и выбирается зазор между ним и одним из плеч трехплечего ры чага 4. Последний при этом поворачивается вокруг своей оси и передвигает рычаг 6 в направлении стрелки. Далее движение переда ется на рычаги 7, 8 и 9 до горизонтального рычага 13, закрепленного на оси 12 тормоза 10. Тормоз при этом размыкается, и подъемный ба рабан 9 (см. рис. 55) поворачивается под действием силы тяжести пресса. Происходит растормаживание подъемного механизма.

После окончания действия перегрузки крюка крана пружины (рис. 56) поднимут верхнюю обойму блоков, вследствие чего обра зуется зазор между концом кронштейна 3 и рычагом трехплечего ры чага 4. Пружина 5 последнего установит трехплечий рычаг в нор мальное положение.

1 2 3 13 14 Рис. 56. Схема растормаживающего устройства механизма подъема ковочного крана Особенностью тормоза 10 является то, что нормальное замыка ние его осуществляется силой тяжести сердечника электромагнита 14. При размыкании тормоза при подъеме груза сердечник втягивает ся вверх. То же самое происходит при размыкании тормоза растор маживающим устройством. Вес груза 11 способствует размыканию тормоза 10.

Крюковая подвеска 1 ковочного крана (рис. 57) поддерживает крюк 2. К последнему с помощью оси прикреплена вилка 3, соеди ненная с рамой 5, на которой смонтировано восемь комплектов пру жин 4 кантователя. Давление пресса передается на патрон 17, удержи вающий заготовку при ковке, через пластинчатую цепь 16, цепную звездочку 15, подшипники этой звездочки и на каркас 6 кантования.

Последний под действием ударов пресса качается в вертикальном на правлении на пружинах 4. Динамические нагрузки при этом резко со кращаются и не превышают усилий, при которых возникают дополни тельные деформации пружин 4.

Основное назначение кантовате ля состоит в поддерживании заготов ки при ковке и обеспечении ее враще ния вокруг горизонтальной оси. Для вращения заготовки применяют пла стинчатую цепь, расположенную на шестигранной или восьмигранной части патрона 17. Цепь имеет шаг, равный длине грани цепи. При враще 7 нии цепи 16 звездочкой 15 патрон вращается вместе с заготовкой. На 10 кантователе установлен электро двигатель 7 с тормозом 10, который через муфту 8, червячную передачу 14 и 11 вращает зубчатые шестерни 12 и 15 14. На валу последней закреплена звездочка 15.

Питание электродвигателя осу ществляется посредством гибкого ка беля от кабельного барабана 10 (см.

рис. 55), приводимого в движение цепной передачей 1.

Рис. 57. Схема кантова- Червячный редуктор, тормоз теля ковочного крана и электродвигатель 7 помещены на качающейся раме 13 (см. рис. 57). Точки подвески этой рамы нахо дятся на оси шестерни зубчатой передачи 12 и пружине 18. От веса пресса при вращении заготовки на зубцы шестерни 12 через зубцы колеса 14 передаются дополнительные (динамические) нагрузки. При действии этих нагрузок возникает раскачивание рамы 13 вокруг оси ее подвеса, совпадающей с осью подшипников шестерни 12. Следует также заметить, что крутящий момент электродвигателя 7 во много раз меньше крутящего момента червячного колеса 11. При работе ме ханизма появляется реактивный момент на корпусе червячного ре дуктора, который вызывает раскачивание рамы 13. Вследствие дейст вия веса пресса и реактивных моментов червячного редуктора и зуб чатой передачи 12 и 14 корпус 6 кантователя при ковке совершает сложное колебательное движение в вертикальной плоскости. Это движение передается на крюковую подвеску 1.

Результаты экспериментального исследования механизма подъема ковочного крана. Для разработки методики расчета меха низма подъема были проведены экспериментальные исследования двух ковочных кранов грузоподъемностью 150+50 т и 250+75 т.

На рис. 58 показана типовая осциллограмма изменения нагрузок упругих связей (кривая 2) за цикл работы пресса и хода бойка (кривая 1).

Первый период. Заго товка поднята над нижним Периоды работы пресса F бойком. Производится ее ус I` II` III` IV` V` VI` тановка в исходное положе ние для ковки (кривая 1). На 1 цепь кантователя действует Fmax нагрузка, определяемая из FIV условия равновесия патрона с FVIII заготовкой (кривая 2).

FI Второй период. Заго FIII товка опускается на нижний боек. Нагрузка на цепь канто вателя уменьшается, так как 0 t IX X I II III IV V VI часть массы патрона с заго VIII VII товкой передается на нижний Периоды работы крана боек.

Рис. 58. Осциллограмма изменений Третий период. На за нагрузок упругих связей за цикл готовку накладывают под работы ковочного крана.

вижные части пресса. При опущенной на нижний боек заготовке вес подвижных частей пресса не передается на цепь кантователя.

Четвертый период. Характеризуется увеличением нагрузок в результате деформации заготовки при рабочем ходе верхнего бойка до срабатывания растормаживающего устройства. Заготовка сме щается вниз на половину хода верхнего бойка. При неподвижном противовесе цепь кантователя имеет меньшее смещение, чем заготовка.

Пятый период. Происходит дальнейшее увеличение нагрузок при рабочем ходе верхнего бойка после срабатывания растормажива ющего устройства до остановки пресса. Растормаживающее устрой ство отключает тормоза механизма подъема, и он начинает работать на спуск под действием натяжения канатов. Нагрузки в упругих свя зях продолжают увеличиваться, так как для разгона механизма требу ется определенный промежуток времени. Увеличение нагрузок пре кращается после того, как механизм подъема разгонится до скорости, равной скорости смещения цепи кантователя. При дальнейшем разгоне механизма подъема нагрузки уменьшаются.

Шестой период. Пресс остановлен. Заготовка зажата между бойками пресса. Расторможенный механизм подъема продолжает разгоняться на спуск под действием натяжения канатов. При сматы вании канатов нагрузки в упругих связях уменьшаются.

Седьмой период. Происходит уменьшение нагрузок в процессе торможения механизма подъема при зажатой заготовке.

Восьмой период. Механизм подъема заторможен. Нагрузки в связях равны конечным значениям нагрузок предыдущего периода с учетом колебаний масс. Заготовка зажата верхним бойком пресса.

Девятый период. Характеризуется изменением нагрузок при об ратном ходе верхнего бойка. Заготовка освобождается от действия верхнего бойка и в зависимости от нагрузок предыдущего периода поднимается над нижним бойком или опирается на него.

Десятый период. Производится подъем заготовки над нижним бойком и ее установка для продолжения ковки.

Упрощенная методика определения перегрузок ковочных кранов при механическом растормаживании механизма подъема.

В результате уточненных расчетов максимальных нагрузок в упругих элементах ковочного крана грузоподъемностью 150+50 т установле но, что перегрузка крана в значительной степени обусловлена инер ционным действием вращающихся масс механизма подъема при его разгоне под действием натяжения канатов. На основании этого пред ставляется возможным упростить расчетную схему крана и рас сматривать ее как одномассовую односвязную систему с приведен ным коэффициентом жесткости всех упругих связей и приведенной к поступательному движению массой вращающихся частей механизма подъема.

Как показали расчеты, погрешность одномассовой схемы при определении перегрузок связей составляет 6 %.

Расчетная одномассовая схема для определения максимальной перегрузки крана с учетом работы механического растормаживающе го устройства показана на рис. 59, на котором приняты следующие обозначения: m0 приведенная к поступательному движению масса вращающихся частей механизма подъема;

m1 приведенная к цепи кантователя масса груза;

с коэффициент общей жесткости упругих связей;

Р усилие пресса;

хi перемещение соответствующих масс.

Уравнения движения приведенных масс при кинематическом возмущении системы m 0 x0 F ;

x2 v t, где v скорость перемещения цепи кантователя;

х2 перемещение бойка пресса.

Нагрузка связи F F p c x1 x0.

Исключив из формул и перемещения и их вторые произ водные, получим c F 0.

F m Решение уравнения имеет вид F A sin t, где c / m 0 круговая частота колебаний.

Для определения амплитуды колеба Х ний имеем начальные условия:

t = 0, x0 = 0, x1 = 0, F0 = Fp, m0 F c v, x 0, x1 0.

Fp После подстановки начальных ус с Х2 Р Fp ловий в уравнение движения приведен ных масс получим F p A sin ;

c v A cos.

m1 Х1 Из системы уравнений находим cv, или A Fp Рис. 59. Расчетная схема для A F p c m0 v 2.

определения перегрузок Начальный фазовый угол колеба ковочного крана при механи ческом растормаживании ний определяют по уравнению F p.

arctg cv Момент достижения максимального значения нагрузки может быть найден из условия t, откуда 1.

t 2 Тогда выражение для максимальной нагрузки Fmax F p c m0 v 2.

Заменяя значение Fр произведением коэффициента перегрузки (допускаемой растормаживающим устройством) на натяжение ка натов от действия веса номинального груза Qк, получим Fmax Qк 2 c m 0v 2.

Тогда перегрузка крана, обусловленная инерционным действием вращающихся масс:

Fвр. ч Fmax F p, или Fвр. ч Qк 2 c m0 v 2 Q.

Перегрузку крана при номинальном натяжении канатов можно определить по формуле Qк 2 c m0v 2.

Fн 2.10. Кузнечные манипуляторы Назначение и конструкция манипуляторов. Напольные куз нечные манипуляторы так же, как и ковочные краны, обслуживают прессы и молоты при ковке изделий.

Манипуляторы имеют меньшую грузоподъемность (до 75 т) по сравнению с ковочными кранами, однако они более маневренны.

Обычно многие из них имеют механизмы захвата, вращения вокруг горизонтальной оси, подъема, качания, передвижения и иногда вра щения вокруг вертикальной оси. Часть машин имеет механизм пере движения. На рис. 60 показан полноповоротный напольный кузнеч ный манипулятор, состоящий из ходовой 1 и поворотной 2 частей. На канатах механизма качания 4 закреплен конец хобота с клещевым за хватным механизмом 3. Рама хобота подвешена на оси 5 механизма подъема 6.

4 Рис. 60. Общий вид напольного полноповоротного кузнечного манипулятора Удары бойка пресса или молота смягчаются пружинными амор тизаторами 7, передающими динамические усилия на металлокон струкцию поворотной части. Вращение заготовки в клещах осуще ствляется электродвигателем 8 механизма вращения, закрепленным на раме хобота. Зажим заготовки клещами осуществляется сжатым 1 Клин 9 8 Рис. 61. Хобот с клещами кузнечного манипулятора воздухом от компрессора 9 установленного на задней стороне машины.

Хобот с клещами (рис. 61) имеет головку 2, которая закреплена на конце хобота 1 с помощью клиньев. Двуплечие рычаги 3 зубо образными концами вставлены в ползун 5, соединенный со штоком 6, приводимым в движение поршнем 7 цилиндра 8.

Воздухораспределительное устройство 9 подает воздух в зад нюю или переднюю полости цилиндра 8. При этом рычаги клещей раскрываются или сдвигаются и через щеки 4 освобождают или за хватывают заготовку поковки.

2.11. Закалочные краны Закалочные краны применяют в термических цехах ма шиностроительных заводов. Кран состоит из моста и специальной те лежки. Конструкция моста обычная, как в тестовых кранах. Тележка имеет специальный механизм подъема, производящий быстрое опус кание закаливаемого предмета в охлаждающую жидкость. Высокая скорость опускания требуется для обеспечения равномерной закалки детали по длине и толщине.

Первые типы закалочных кранов имели скорость опускания гру за, превышающую скорость подъема всего лишь в 2…3 раза. Эти конструкции кранов почти не имели отличий по сравнению с обыч ными мостовыми кранами. Увеличение скорости опускания груза в закалочных кранах производилось за счет свободного падения груза.

Опускающийся груз, связанный посредством механизма с подъемным двигателем, приводил его во вращение, т. е. заставлял работать в ка честве генератора. В этих кранах допускается увеличение частоты вращения двигателя более чем в 2…3 раза по сравнению с нормаль ной частотой вращения (тиристорный привод).

Тормозные устройства для быстрого опускания груза должны удовлетворять следующим требованиям:

1) обеспечивать постоянную скорость при спуске груза независимо от его массы;

2) осуществлять надежное и плавное торможение на коротком пути (100…150 мм);

3) надежно удерживать груз в подвешенном состоянии.

Процесс закалки изделий требует равномерного погружения их в закалочную жидкость, так как при неравномерном опускании каче ство закалки ухудшается.

Чем меньше будет путь торможения груза в ванне, тем меньше ее размеры и стоимость изготовления. Поэтому путь торможения гру за, с одной стороны, должен быть наименьшим. Однако, с другой стороны, при значительной скорости опускания груза и малом пути торможения могут возникнуть большие силы инерции, которые ока зывают отрицательное действие на металлоконструкции крана.

В настоящее время создано значительное количество тормозных устройств для быстрого опускания груза. Эти устройства могут быть разделены на электрические, механические, пневматические, элек тромеханические, электрогидравлические, гидромеханические тор мозные. Рассмотрим одно из этих устройств.

Электромеханические тормозные устройства для быстрого опускания груза. Существуют различные типы электромеханиче ских тормозных устройств. Наиболее совершенным из них можно считать электромеханическое тормозное устройство с оттормажива нием комбинированного тормоза через водило планетарной передачи.

Кинематическая схема этого тормозного устройства совместно с ме ханизмом подъема показана на рис. 62.

IV 1 9 67 4 III VII VI V I 17 16 II 14 13 Рис. 62. Схема тормозного устройства с оттормаживанием комбинированного тормоза через водило планетарной передачи Тормозное устройство состоит из двух подъемных электродви гателей 12, эластичных муфт, насаженных на валы, электродвига телей, соединенных со стопорными тормозами 13, одноступенчатого редуктора с зубчатыми колесами 11 и 14, планетарного грузового ре дуктора, имеющего колеса 17 (с внешними зубьями) и 19 (с вну тренними зубьями), сателлитов 2, центрального колеса 1, водила 20.

Последнее посредством полого вала III соединено через колеса 16 и 3 с грузовым барабаном 10.

Это устройство имеет также дополнительный регулирующий электродвигатель 9, муфту со стопорным тормозом 8, планетарный редуктор с колесами 4 (центральный), 6 (сателлитами) и 5 (обоймой с внутренним зацеплением), водилом 7 и комбинированный тормоз 15.

Схема этого тормоза представлена на рис. 63.

d h h f e р 1 45 с F b G r T D К r а 13 14 F 2К 2K F K 10 K 12 2К Х 2Х а) б) в) Рис. 63. Схема комбинированного тормоза:

1 - тормозной шкив;

2 - колодка;

3 - 8 - рычаги;

9 - тормозной груз;

10 - колесо с внутренним зацеплением;

11, 14 - сателлиты;

12 - водило;

13 - солнечное колесо Подъем и опускание груза с нормальной скоростью vп = 6 м/мин может осуществляться с помощью двух подъемных двигателей (см. рис. 62) мощностью 100 кВт при дополнительном двигателе 9, заторможенном комбинированным тормозом 15. Вращение барабана при этом осуществляется через зубчатые колеса 11, 14, 18, 17, 19, 2 и 16. Центральное колесо 1, насаженное на одном валу VII вместе со шкивом спускного тормоза 15, заторможено. Вращение колеса осуществляется посредством полого вала Ш и водила 20.

Опускание груза массой менее 150 т со скоростью vоп = 40 м/мин производится следующим образом. Дополнительный двигатель мощностью 17 кВт через эластичную муфту и тормоз 8 сначала рас тормаживает спускной тормоз 15. При этом центральное колесо (рис. 63), соединенное с валом двигателя, приводит во вращение са теллиты 11, которые при заторможенном тормозе обкатываются по неподвижной обойме 10. Водило 12 поворачивается по часовой стрелке на некоторый угол и поднимает стержень 5 вверх. Это дви жение стержня 5 передается через рычаги 6 и 7 рычагу 8, а также ры чагам 3 и 4. Тормозной груз поднимается, и тормозной шкив 1 вслед ствие отхода колодок 2 растормаживается.

Как только комбинированный тормоз несколько растормозится, его шкив 1 начинает проворачиваться (рис. 63). Вращение тормозного шкива осуществляется грузовым моментом, передающимся через ко леса 16 и 5, вал III, водило 20, сателлиты 2, колесо 1 и вал VII, с дру гой стороны, самим дополнительным двигателем 9, который при ско ростном опускании груза и неподвижном водиле 7 вращает колеса 6, 5 и 4 (см. рис. 62).

Обойма 5 является одновременно корпусом планетарного редук тора, который при опускании груза вращается и приводит в движение вал VI, на котором насажен шкив 1 комбинированного тормоза (см.

рис. 63).

При необходимости опускание груза можно осуществлять подъ емными двигателями и дополнительным двигателем 9 (см. рис. 62).

При этом скорость опускания будет равна сумме скоростей груза, по лучаемых при работе подъемных двигателей, плюс скорость до полнительного двигателя, т. е. 6 + 40 = 46 м/мин. При такой скорости опускания зубчатые колеса механизма будут вращаться при непод вижном водиле.

Рассмотрим основные элементы расчета данного механизма и его тормозного устройства. Найдем сначала передаточные числа ме ханизма при работе подъемных двигателей 12 и работе дополни тельного двигателя 9 (см. рис. 62).

Передаточное отношение механизма при работе подъемных дви гателей п м.п z19 z1 z z14 z iпод i1 i2 i3 i4 z, z пб.п z17 z18 19 где n м. п и nб. п частота вращения подъемного двигателя и подъем ного барабана при подъеме груза;

z14, z17, z18, z1, z19, z3 и z16 числа зубьев колес.

Передаточное число механизма при скоростном спускании груза посредством работы дополнительного двигателя п м.oп z z z z i4 i3 i5 3 19 1 6, ion z16 z1 z пб.oп где n м. oп и nб. oп частота вращения дополнительного двигателя и барабана при скоростном опускании груза.

Частота вращения барабана при подъеме или опускании груза подъемными двигателями nб. п v n k n / Dб, где k n кратность полиспаста механизма подъема.

Частота вращения барабана при скоростном опускании груза vk nб on on, Dб где k оn кратность полиспаста при опускании груза.

Частота вращения барабана при работе на спуск груза во время работы подъемных двигателей и дополнительного двигателя v v nб n on k n.

Dб Тормозной момент комбинированного тормоза M T M CT M дин, где M CT статический момент от веса груза;

M дин динамический момент.

Вес тормозного груза спускного тормоза может быть определен по формуле (см. рис. 63) G M T iT / DT T, Oc где T и iT коэффициент полезного действия и передаточ bd ное отношение рычажной передачи от шкива до груза;

коэф фициент трения обкладок по шкиву.

В этой формуле не учтен вес рычагов тормоза, а также потери на трение в шарнирах рычагов и в зубчатых колесах 11 при их свобод ном обкатывании вместе с водилом 12 по колесам 13 и 10 (см.рис.63).

Как отмечалось, при растормаживании тормоза дополнительный двигатель, вращая по часовой стрелке центральное колесо 13, прину ждает водило 12 повернуться на некоторый угол по часовой стрелке, вследствие чего поднимается тормозной груз 9 и растормаживается тормоз.

Усилие F, действующее в стержне 5 при повороте водила 12, может быть найдено по формуле F G iT /, T где iT n l d / h f p передаточное отношение рычагов от водила 12 до груза 9 (см. рис. 63);

КПД рычажной передачи от водила T до груза 9 и далее до колодок тормоза.

При написании этой формулы не учтен вес рычажной системы тормоза.

Схема усилий, действующих при растормаживании тормоза, по казана на рис. 63, б.

Если в начале растормаживания тормозной шкив 1 заторможен, то заторможена и обойма 10. Поэтому при вращении колеса 13 до полнительным двигателем сателлиты 11 обкатываются по непо движным зубцам обоймы 10. Благодаря этому на оси сателлитов действуют усилия, равные 2К, а на зубцы действуют усилия К.

Уравнение моментов сил, действующих на водило 12:

2 К D4 D5 F r, где D4 и D5 диаметры колес 4 и 5;

r плечо приложения силы F.

Следовательно, K F r / 2 D4 D5.

Вращающий момент дополнительного двигателя M K D4.

Мощность дополнительного двигателя определяют по моменту М, а мощность подъемного двигателя по грузоподъемной силе кра на и скорости подъема груза.

ГЛАВА 3. КРАНЫ-ШТАБЕЛЕРЫ Склады промышленных предприятий предназначены для:

- выравнивания грузопотоков в связи с неравномерным циклом производства и потребления и неравномерностью работы транспорта;

- создания резервов материалов, полуфабрикатов, готовой про дукции для обеспечения деятельности отраслей промышленности;

- рациональной организации погрузочно-разгрузочных, транс портных и складских работ и обеспечения ритмичности производст венных процессов;

- обеспечения запасными частями эксплуатационных и ремонт ных служб в промышленности, строительстве, на транспорте и в сель ском хозяйстве, а также в сфере бытового обслуживания.

Склады представляют собой сложное хозяйство, оснащенное специальным оборудованием. До недавнего времени основными средствами механизации работ на складах тарно-штучных грузов бы ли погрузочно-разгрузочные машины: мостовые краны, напольные погрузчики и штабелеры. Однако по мере роста грузопотоков явны ми стали недостатки погрузочно-разгрузочных машин, возникла по требность в устройстве широких проходов для движения погрузчиков и штабелеров и в ограничении высоты подъема груза.

Поиски оборудования, обеспечивающего максимальное исполь зование складских помещений, удобство доступа к грузам привели к созданию различных систем складирования грузов. Наибольшее рас пространение получили системы с кранами-штабелерами, уклады вающими грузы в стеллаж с помощью грузозахватных устройств [8].

3.1. Мостовые краны-штабелеры Мостовой кран-штабелер представляет собой мостовой кран, те лежка которого оборудована колонной с перемещающимся по ней грузоподъемником, имеющим грузозахватное устройство, выполнен ное, как правило, в виде вилочного захвата.

Мостовые краны-штабелеры обслуживают большие площади складов, на которых расположены стеллажи с грузом. Используют их не только для укладки грузов в хранилища, но и для перемещения грузов из складов в производственные помещения, если те и другие расположены под одной крышей, и для выполнения некоторых опера ций в основном технологическом процессе производства продукции.

Авторское свидетельство на первый в мире кран-штабелер вы дано в Советском Союзе в 1948 г. М. С. Рыскину [А. с. № 79050, (СССР)]. В дальнейшем краны-штабелеры начали выпускать зару бежные фирмы «Демаг» (Demag, ФРГ) и «Фата» (Fаtа, Италия). Изго товляются мостовые краны-штабелеры десятков исполнений, грузо подъемностью от 0,125 до 20 т двух типов: подвесные и опорные.

Подвесные мостовые краны-штабелеры, подобно подвесным мостовым кранам и кран-балкам, применяют в бескрановых пролетах промышленных зданий и складов, оборудованных подвесными путя ми. Подвесные краны-штабелеры по сравнению с опорными имеют меньшую строительную высоту и более легкие мосты (особенно мно гоопорные краны-штабелеры). Бескрановые пролеты промышленных зданий рассчитывают на установку подвесных кранов грузоподъем ностью до 5 т. При одинаковой грузоподъемности мостовые краны штабелеры значительно тяжелее мостовых кранов вследствие боль шой массы тележки, колонны и грузоподъемника. Поэтому подвес ные мостовые краны-штабелеры, за редким исключеннем, выпускают грузоподъемностью до 1,0 т как с управлением с пола, так и с управ лением из кабины.

Опорные краны-штабелеры широко используют на складах в самых различных условиях, в зданиях, оборудованных крановыми путями, и в зданиях с бескрановыми пролетами (крановые пути уста навливают непосредственно на стеллажи). Мостовые опорные краны штабелеры изготовляют грузоподъемностью от 0,125 до 12,5 т по ГОСТ 1655382, а также по отдельным специальным заказам.

В течение длительного времени подвесные и опорные краны штабелеры грузоподъемностью до 1 т включительно выпускали од нотипными. С целью унификации они имели одинаковые тележки (подвесные, с катанием по нижним поясам балок моста), колонны и грузоподъемники. Мосты изготовляли двух исполнений – подвесные и опорные – при сохранении общих для кранов-штабелеров техниче ских характеристик. Опыт длительной эксплуатации мостовых кра нов-штабелеров показал, что подвесные краны-штабелеры по сравне нию с опорными имеют следующие недостатки: повышенное изна шивание подвесных путей и нижних поясов мостов, по которым катают ся каретки соответственно кранов-штабелеров и их тележек;

кроме того, каретки, оборудованные ходовыми колесами небольшого диаметра (конической или сферической формы с ребордами), имеют повышен ное сопротивление перемещению;

относительная сложность меха низмов передвижения моста и тележки, связанная с передачей враще ния на ходовые колеса, охватывающие подвесные пути (балки моста) с двух сторон;

трудность доступа к механизмам, особенно располо женным на подвесных тележках;

увеличенная энергоемкость подвес ных кранов-штабелеров по сравнению с опорными, вызванная увели ченным сопротивлением передвижению подвесных кареток. Поэтому шире используют опорные мостовые краны-штабелеры, в которых стремятся применять унифицированные узлы мостовых кранов, что повышает надежность кранов-штабелеров и одновременно снижает их себестоимость. Сокращается также номенклатура применяемых на кранах-штабелерах узлов и деталей, что способствует повышению их качества и надежности. На мостовых кранах-штабелерах, управляе мых из кабины, грузоподъемностью 1 т устанавливают рабочие пло щадки на мостах и тем самым создают лучшие условия для тех нического обслуживания и ремонта механизмов.

Все эти положительные изменения конструкции не ухудшают главного качественного показателя использования кранов-штабеле ров использования вместимости склада.

Опорные краны-штабелеры, управляемые с пола, при установке крановых путей на стеллажи позволяют лучше использовать вмести мость склада, чем аналогичные подвесные краны-штабелеры, так как не требуется установка подвесных путей, увеличивающих мертвую зону по высоте склада. Опорные краны-штабелеры, управляемые из кабины, и аналогичные подвесные краны-штабелеры позволяют по лучать одинаковые показатели использования высоты помещения.

Таким образом, мостовые краны-штабелеры усовершенствованной конструкции будут изготовлять в основном опорного типа, а в необ ходимых случаях применять подвесные мостовые краны-штабе леры. По своему функциональному назначению мостовые краны штабелеры делят на управляемые с пола и управляемые из кабины.

Краны-штабелеры, управляемые с пола, наиболее просты по конструкции, их применяют в помещениях с высотой до 7,2 м, высота подъема груза не превышает 5,0…5,5 м, так как при большей высоте подъема управлять ими с пола оператору невозможно.

Мостовые краны-штабелеры, управляемые с пола, просты в управлении, обслуживании и эффективны в определенных условиях:

при небольшом грузообороте и небольшой высоте помещения их ис пользуют на действующих складах старой постройки, а также на но вых предприятиях на складах оснастки, штампов, моделей, грузо оборот которых невелик при достаточно большой их вместимости.

Грузоподъемность мостовых кранов-штабелеров, управляемых с по ла, не превышает 1 т.

Мостовые краны-штабелеры, управляемые из кабины, приме няют на различных складах промышленной продукции, имеющих большой грузооборот и разнообразные по размерам и способу хране ния грузы. Эти краны используют как при стеллажном, так и при штабельном хранении пакетированных грузов. Мостовые краны штабелеры, управляемые из кабины, более производительны, чем уп равляемые с пола. Грузоподъемность их не менее 1 т и применяют их на складах с высотой помещения 8,4…15,6 м. Максимальная грузо подъемность серийно выпускаемых кранов-штабелеров составляет 12,5 т, однако по специальным заказам выпускают краны-штабелеры грузоподъемностью 15…20 т.

Мостовые краны-штабелеры универсальны, однако стоимость автоматизации их работы большая. Поэтому мостовые краны штабелеры не применяют на комплексно автоматизированных скла дах и, в частности, на складах, оснащенных автоматизированными транспортными системами подачи грузов. Они уступают место более эффективным стеллажным кранам-штабелерам. Мостовые краны штабелеры применяют в основном в помещениях, категория пожаро опасностн которых не превышает класс II согласно «Правилам уст ройства электроустановок» (ПУЭ).

Мостовые краны-штабелеры имеют различное функциональное назначение, технические параметры и конструктивные особенности.

Однако всем им присущи общие признаки, определяющие принципи альную конструктивную схему (рис. 64). Кран-штабелер, управляе мый из кабины, имеет мост, перемещающийся по крановым (подвес ным) путям вдоль пролета склада. По мосту перемещается опорная (или подвесная) тележка, несущая поворотную платформу с закреп ленной на ней колонной. По колонне вертикально перемещается гру зоподъемник, оснащенный вилочными захватами.

7 Рис. 64. Схема мостового крана-штабелера:

1 - мост;

2 - тележка;

3 - поворотная платформа;

4 - колонна;

5 - телескопическое устройство;

6 - грузоподъемник;

7 - кабина оператора Кран-штабелер работает следующим образом. Подъезжает к уложенному на полу склада на специальном настиле пакетированно му грузу и подводит под него вилочные захваты. Затем груз поднима ется на небольшую высоту, и тележка крана-штабелера перемещается по мосту до требуемого межстеллажного прохода, где колонна пово рачивается таким образом, чтобы установленный на вилах груз был повернут в сторону того стеллажа, на который он должен быть уста новлен. При этом груз должен быть установлен строго параллельно оси межстеллажного прохода. Далее кран-штабеллер перемещается по крановым путям вдоль склада, а колонна вдоль межстеллажного прохода. Одновременно поднимается грузоподъемник. Когда грузо подъемник переместится к требуемой ячейке, кран-штабелер оста навливается. Включается механизм передвижения тележки, и груз, установленный на вилочных захватах, вводится в стеллаж. Затем гру зоподъемник опускается на небольшую величину. При этом груз ос тается лежать на полках стеллажа, а вилочный захват выводится из стеллажа обратным перемещением тележки. Далее кран-штабелер может выполнять следующий цикл. Известные мостовые краны штабелеры так или иначе повторяют описанную конструктивную схему и работают подобным образом.

С помощью вилочных захватов краны-штабелеры могут произ водить погрузочно-разгрузочные работы, загрузку и выгрузку стел лажей. Причем в пределах одного склада краны-штабелеры могут брать и устанавливать на транспортные средства (автомобили, желез нодорожные платформы и полувагоны) и в стеллажи различные по размерам и способу упаковки грузы при условии, что грузы сформи рованы в пакеты и уложены на поддоны или в ящичную тару с нож ками, позволяющими подводить под них вилочные захваты. Особен ностью выпускаемых серийно мостовых кранов-штабелеров, управ ляемых с пола, является широкий диапазон исполнения по грузо подъемности (от 0,125 до 1,0 т), по пролету (от 5,1 до 11,1 м), по вы соте подъема (от 2,8 до 5,2 м).

Краны-штабелеры этого типа конструктивно очень просты, имеют мост из двух двутавровых балок, сверху соединенных ходо выми балками и горизонтально распорными связями. По нижнему поясу балок моста вращается подвесная тележка, на которой с помо щью поворотной опоры установлена колонна, вращающаяся на 360.

Колонна выполнена из двух швеллеров, внутри которых с помощью роликов перемещается грузоподъемник, оборудованный двумя ви лочными захватами. Механизмы передвижения тележки и поворота колонны имеют короткозамкнутые асинхронные электродвигатели.

Двухскоростной механизм передвижения моста имеет планетарный редуктор и приводится в действие двумя электродвигателями. При работе одного (меньшей мощности) включают установочную ско рость. При работе двух электродвигателей кран-штабелер перемеща ется с рабочей скоростью. Механизм подъема оборудован двухскоро стным короткозамкнутым электродвигателем, редуктором, тормозом.

Несущим органом служит стальной канат.

Кран-штабелер предназначен в основном для укладки грузов в стеллажи, хотя можно устанавливать или брать грузы с транспортных средств. Однако его производительность на погрузочно-разгрузочных работах невелика, так как при наличии колонны кран-штабелер мо жет брать грузы только с краев транспортных средств.

Для выполнения погрузочно-разгрузочных работ мостовые кра ны-штабелеры, в том числе управляемые с пола, оборудуют телеско пическими колоннами. По всем техническим данным и конструктив ному исполнению краны-штабелеры однотипны и отличаются лишь конструкцией колонны. Низ жесткой части колонны отстоит от пола на 1,2 м, что позволяет производить загрузку напольных электропо грузчиков и грузовых автомобилей. Телескопическая часть колонны вместе с грузоподъемником опускается до пола и возможна укладка грузов в стеллажи по всей их высоте. Ширина колонны с грузоза хватными устройствами (вилочными захватами) на кранах-штабеле рах, управляемых с пола, не превышает 1,1…1,3 м. Поэтому при их применении ширина межстеллажных проходов составляет 1,3…1,5 м.

Необходимо отметить еще одну особенность мостовых кранов штабелеров, управляемых с пола. Приемы работы с краном штабелером очень просты и для обучения операторов и приобретения необходимых навыков требуется лишь несколько дней. Поэтому на большинстве складов, где применяют мостовые краны-штабелеры, управляемые с пола, обязанности операторов выполняют лица, ве дающие приемом и отпуском грузов.

Все эти особенности: простота конструкции и относительно низкая стоимость изготовления;

высокая степень использования складских объемов;

простота в обслуживании и надежность в работе, позволяющие совместить профессии кладовщиков и операторов, де лают мостовые, управляемые с пола краны-штабелеры наиболее эко номичным видом складского оборудования.

На складах с большим грузооборотом используют мостовые краны-штабелеры, управляемые из кабины. Кабины управления, как правило, выполняют подъемными. Они поднимаются по колоннам или с помощью самостоятельных приводных механизмов, или вместе с грузоподъемником. Мостовые краны-штабелеры, управляемые из кабины, наиболее универсальны. Их выпускают различного исполне ния по грузоподъемности (от 1,0 до 12,5 т), по пролету (до 28,5 м), по высоте подъема (до 15,6 м).

Примерно такие же краны-штабелеры изготовляют зарубежные фирмы, например фирма «Мунк» (Мunсk, Норвегия), специализи рующаяся на выпуске мостовых и стеллажных кранов-штабелеров, изготовляет мостовые краны-штабелеры грузоподъемностью до 10 т, с пролетом до 28 м. Фирма «Харнишфег» (Наrnishfeger, США) вы пустила мостовые краны-штабелеры грузоподъемностью 15 т для складирования рулонов стальной ленты.

Однако результаты теоретических исследований и эксплуатации показывают, что создание мостовых кранов-штабелеров с грузоподъ емностью более 12,5…15 т и пролетом более 28,5 м становится эко номически нецелесообразным. Вследствие подвижной нагрузки, дей ствующей на мост крана-штабелера (суммарная масса грузовой те лежки, колонны, грузоподъемника с грузом, подъемной кабины опе ратора) и намного превышающей нагрузку в мостовом кране (при равной грузоподъемности), а также значительных горизонтальных усилий, вызванных специфическими условиями его эксплуатации, приходится использовать в кранах-штабелерах главные балки мосто вых кранов, грузоподъемность которых в 2…3 раза выше грузоподъ емности кранов-штабелеров. Например, на кранах-штабелерах грузо подъемностью 8 и 12,5 т применены главные балки мостовых кранов грузоподъемностью соответственно 20 и 30 т.



Pages:     | 1 || 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.