Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 21 из 38)

Q, т до 50 75…125 150…200 250…300 z 4 8 12 16

У специальных кранов количество ходовых колес доходит до 40... 96 (рудные перегружатели). Приводные колеса составляют 1/4, 1/2 общего числа колес (в некоторых специальных кранах до 1).

Для обеспечения статически определимых ходовых систем и равномерного нагружения колес применяют балансирные тележки, конструкция которых дана на рис. 9.2. Ходовые колеса 1 установлены в двухбалансирных тележках 2, соединенных с главным балансиром 3 шарнирами 4. К последнему с помощью шарнира 5 крепится одна из сторон крана.

Механизм передвижения тележки мостовых кранов общего назначения обычно имеют четыре ходовых колеса, из которых два – приводные. В механизмах применяют трехступенчатые вертикальные редукторы типа ВК (центральное расположение) или ВКН (рис. 9.1, д) – навесное. Быстроходный вал редуктора связывают с валом двигателя нормальной зубчатой муфтой (МЗ). На второй конец вала двигателя насаживают тормозной шкив.

Концы тихоходного вала редуктора ВК соединяются с ходовыми колесами зубчатыми муфтами с промежуточными валами. Такие муфты даже при больших

2

деформациях рамы тележки во время подъема груза обеспечивают хорошую передачу крутящего момента от редуктора к ходовым колесам.

Рисунок 9.2– Концевые балки с балансирными тележками:

а – восьмиколесного крана; б – шестнадцатиколесного крана.

В механизмах с гибкой тягой – канатом или цепью (рис. 9.1, в) в стреловых и консольных кранах - привод 1 с помощью каната 2 (или цепи), охватывающего обводной блок 4, передвигает тележку 3 по балке консоли; направление движения тележки зависит от направления вращения барабана. Преимущества механизма: компактность и малая масса тележки вследствие размещения механизмов подъема и передвижения вне тележки. Это позволяет уменьшить массу металлоконструкции крана. Недостаток – повышенный износ грузового и тягового канатов.

9.2. Конструкция ходовой части кранов.

Крановые ходовые к о л е с а п о к о н с т р у к ц и и разделяются на двухребордные (наиболее распространенные), одноребордные и безребордные; п о ф о р м е п о в е р х н о с т и – на цилиндрические (рис. 9.3, а, б), конические (рис. 9.3, в) и бочкообразные (рис. 9.3, г). Реборды ходовых колес служат для направления движения крана, предотвращения схода колес, они воспринимают горизонтальные поперечные силы при движении крана. Под действием поперечных сил происходит скольжение реборд по рельсам, что приводит к интенсивному износу реборд.

Ходовые колеса с цилиндрической поверхностью катания чаще всего выходят из строя по причине износа реборд в результате перекоса крана из-за несинхронной работы раздельных приводов, неравномерного торможения крана, дефектов изготовления и монтажа подкрановых путей и ходовой части и других причин.

Колеса с коническим ободом (уклон 1:20) устанавливают в качестве приводных с вершинами конусов вне пролета. Преимуществом их является самоцентрирование хода моста, отсутствие перекосов, большой срок службы.

Рисунок 9.3 – Конструкция ходовой части кранов.

Самоцентрирование или выравнивание хода моста на конических колесах происходит автоматически: если по какой-либо причине одна сторона крана отстала, то приводные колеса переходят на больший катящий диаметр, окружная скорость повышается и положение крана выравнивается, не создавая дополнительных боковых усилий реборд на рельсы и исключая их износ. Конические колеса обычной конструкции дают наибольший эффект для мостовых кранов с центральным приводом при небольших пролетах; с увеличением пролета эффект стабилизации движения крана снижается. В этой связи для повышения долговечности крановых колес предложен целый ряд конструктивных мер: повышение конусности колес до 1 : 10 и более; применение поверхности катания колеса с переменной конусностью, которая по мере приближения к реборде увеличивается.

Предложено также много конструктивных решений для уменьшения износа реборд: применение съемных реборд, прикрепленных к ободу, которые при перекосах могут поворачиваться по конической поверхности обода; установка ребордных дисков на подшипниках качения (рис. 9.3, д), заменяющих в паре реборда-рельс трение скольжения трением качения и др. Но все эти решения значительно усложняют конструкцию ходовых колес.

Для уменьшения потерь на трение и повышения долговечности применяют безребордные ходовые колеса с горизонтальными направляющими роликами. На четырехколесных кранах направляющие ролики устанавливают с внутренней стороны пролета; на кране с балансирными тележками – по два направляющих ролика на каждой тележке (по одному с каждой стороны) – рис 9.3, ж.

Безребордные колеса в балансирных тележках применяют также для специальных кранов большой грузоподъемности.

Ходовые колеса изготавливают следующими способами: литьем из стали 40Л и 55Л, прокаткой на колесопрокатных станах из стали 5, 50, 65Г, 50Г2 и др. и сборкой (больших диаметров); ступица отливается из низкоуглеродистой стали, бандаж изготовляется прокаткой из качественной стали, и надевается с натягом в горячем состоянии. Для повышения износостойкости и долговечности колес их поверхности катания подвергают термической обработке (до твердости НВ 300...400 на глубину не менее 15 мм). Наиболее длительный срок службы (до 5 лет) имеют колеса, изготовленные штамповкой на прессах с дополнительной прокаткой на колесопрокатном стане.

Для повышения надежности и уменьшения мощности привода ходовые колеса устанавливают на подшипниках качения. Ходовые колеса монтируют на валах (приводные) или на осях (не приводные) на сферических подшипниках качения, установленных в разъемных буксах (рис. 9.3, е), которые крепят к концевым балкам моста или к раме тележки. Применение блочной конструкции ходовых колес со съемными буксами значительно упрощает сборку и смену ходовой части крана.

В качестве подкрановых применяют железнодорожные, специальные крановые рельсы, рельсы со скругленными головками типа КР и Р (для колес с коническим ободом). В крановых рельсах, в отличие от железнодорожных, больше толщина стенки и более широкая опорная плоскость. Для кранов небольшой грузоподъемности, а также под тележки применяют рельсы из квадратной или полосовой стали. Крепление рельсов к подкрановым балкам производится следующими способами: парными тяжами (для железнодорожного рельса); боковыми накладками (для кранового рельса); прижимными планками (для прямоугольного и квадратного профилей).

9.3. Сопротивление передвижению рельсовых механизмов.

Сопротивление передвижению при установившемся движении рельсового механизма в общем случае зависит от сочетания следующих факторов: грузоподъемной силы Q, собственного веса крана G, нагрузкой уклона пути F_ук, по которому перемещается кран, ветровых нагрузок F_в, геометрических размеров ходовой части, типа подшипников, качества пути и качества монтажа.

Сопротивление в ходовых колесах крана определяется трением в подшипниках F_т, трением качения F_к колес по рельсам, трением торцов ступиц, трением поперечного скольжения колеса по рельсу и реборд о рельсы F_р.

При движении приводного колеса по рельсу возникает горизонтальная реакция на контакте – сила сцепления.

Согласно последним исследованиям сопротивление качению появляется в результате деформационных потерь в слоях, прилегающих к контакту (происходят разнонаправленные смещения волокон колеса и рельса). Плечо сопротивления качению является результатом искажения нагрузочной эпюры на контакте.

Расчетная схема механизма передвижения приведена на рис. 9.4, а.

Момент сил трения в опоре колеса:

T_т F_тd/2 (Q G)fd /2

Момент качения:

Рисунок 9.4 – Расчетная схема механизма передвижения и схема безребордного колеса с направляющим роликом.

Общее сопротивление передвижению крана с учетом сил F_ук для преодоления уклона пути и сил ветра F_в можно записать в таком виде: fd 2k

W (Q G) К_p 0,7F_в F_ук, (9.1) D

где f – коэффициент трения в подшипниках; для подшипников качения f = 0,015...0,020; к – коэффициент качения колеса по рельсу, зависящий от диаметра и материала колес и типа рельсов (З... 12) • 10^-4 м.

Сопротивление F_р теоретически определить нельзя из-за неопределенности всех факторов, влияющих на трение в ребордах, ступице и др. Поэтому дополнительные сопротивления учитывают коэффициентом К_р, значение которого зависит от типа крана, длины пролета, привода механизма (центральный, раздельный), конструкции колеса и типа подшипников: для кранов на конических колесах К_р = 1,2; на цилиндрических К_р = 1,5; для тележек К_р = 2...2,5; для кранов на цилиндрических безребордных колесах с направляющими боковыми роликами (рис. 9.4, б) условно принимают К_р = 1,1.

Усилие от уклона пути:

F_ук (Q G) _y , (9.2)

где α_у – уклон подкранового пути в зависимости от типа крана, находится в пределах 0,001...0,01.

Коэффициент сопротивления движению или коэффициент тяги равен отношению силы сопротивления передвижению крана к весу крана и перемещаемого груза: c W/(Q G) (fd 2k)K_p /D . (9.3)