Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 24 из 38)

планетарного (г) или волнового редукторов; с гидравлическим приводом; п о к о л и ч е с т в у д в и г а т е л е й :

однодвигательные с одной приводной шестерней и двумя шестернями,

передающими вращение на зубчатый венец;

многодвигательные, которые имеют модификации: два двигателя

работают на один общий редуктор и 2–4 одинаковых привода работают на общий зубчатый венец.

В основном, механизмы поворота однодвигательные, но для мощных кранов с большим вылетом применяют многодвигательные.

При больших диаметрах зубчатого венца применяют цевочное зацепление.

Для современных кранов наиболее рациональным механизмом поворота является привод с вертикальным расположением двигателя с планетарным или волновым редукторами, характеризующийся компактностью конструкции, легкостью и простотой обслуживания.

Все большее распространение находит гидравлический привод механизма поворота, обладающий широкой и плавной регулировкой скорости поворота, компактностью и большой надежностью.

Механизм поворота с канатным приводом хотя до сих пор и применяется на кранах большой грузоподъемности, но имеет существенные недостатки (большие габариты и масса, малая точность остановки) и в новых кранах не находит применения.)

На рис. 10.1, г показан механизм поворота башенного крана, включающий электродвигатель 2 с двумя выходными концами валов и планетарный редуктор, установленный на поворотной части крана. На верхнем конце вала электродвигателя закреплен шкив 1, на который накладываются тормозные колодки тормоза.

Электродвигатель посредством фланцевой вставки присоединен к верхней части планетарного редуктора. Нижний конец вала электродвигателя посредством зубчатой муфты соединен с входным валом планетарного редуктора.

Планетарный редуктор имеет корпус 5, внутри которого по высоте неподвижно установлены три зубчатых венца 3 с внутренним зацеплением. Расстояние между этими венцами фиксируется дистанционными кольцами.

Каждый зубчатый венец 3 находится в зацеплении с тремя сателлитами 8, расположенными относительно друг друга под углом 120° по окружности и закрепленными на цапфах водил 7. В ступицах двух верхних водил 7 на шлицах закреплены валы-шестерни, находящиеся в зацеплении с последующей группой сателлитов 8, из трех колес. В последнем, третьем нижнем водило 7 посредством шлицов и торцовой шайбы закреплен выходной вал редуктора, на нижнем конце которого неподвижно насажена выходная шестерня 6, взаимодействующая с зубчатым венцом, установленным на неповоротной части крана.

В центральной части редуктора между валами, закрепленными в ступицах водил, предусмотрены упорные шариковые подшипники, фиксирующие положение элементов редуктора по высоте.

10.2 Сопротивления в опорах при повороте крана

Сопротивления повороту крана в установившийся период определяется трением в опорах, зависящих от конструкции опорно-поворотного устройства, ветровых нагрузок и отклонения оси колонны от вертикали. Опорные устройства бывают:

на подшипниках при вращающейся колонне крана; на роликовой опоре и подшипниках в кранах с неподвижной колонной; на ролико-шариковых опорных кругах или на ходовых колесах в

передвижных и других типах кранов.

Рисунок 10.2– Расчетные схемы кранов: а – с поворотной колонной; б – с неподвижной колонной; в – с роликовым опорно-поворотным кругом

Сопротивления в подшипниковых опорах крана с вращающейся

колонной (рис. 10.2, а). Вертикальная реакция, воспринимаемая подпятником,

R_V Q G_K G_C, 10.1

где Q, G_K , G_C – соответственно вес груза, колонны и стрелы. Горизонтальные реакции находим из уравнения равновесия:

QL G_Cc R_Hh 0.

Статический момент сопротивления повороту в общем случае равен сумме моментов сил трения в опорах T_тр , ветровых нагрузок T_в и уклона крана T_ук:

TC Tтр Tв Tук;

T_трR_Hf₁d₁ /2 R_Hf₂d₂ /2 R_Vf₃d₃ /2; 10.2

где d₁, d₂, d₃ – диаметры верхней и нижней опор и подпятника; f₁, f₂ , f₃ – коэффициенты трения в верхней и нижней опорах; f=0,015...0,020 для подшипников качения.

Сопротивление в роликовой опоре и подшипниках крана с неподвижной колонной (рис. 10.2, б). Вертикальное усилие, воспринимаемое упорным подшипником верхней опоры, равно сумме веса поднимаемого груза Q и веса вращающихся частей крана G_C (стрелы), G_П (противовеса):

R_V Q G_C G_П 10.3

Противовес устанавливают для увеличения устойчивости крана и уменьшения изгибающих моментов, действующих на колонну. Вес противовеса определяется из условия равенства суммы статических моментов, действующих на кран в нагруженном (н) и разгруженном (р) состояниях:

M_н QL Q_Cc G_Пl_П;

Мр G_Cc GПlП. 10.4

В связи с переменным весом груза на крюке кран не бывает полностью уравновешен: при номинальной грузоподъемности колонна крана изгибается в сторону груза моментом от половины веса груза, а при отсутствии груза – в сторону противовеса.

Горизонтальную реакцию R_H находим из уравнения моментов для груженого крана:

QL G_Cc G_Пl_П R_Hh 0. 10.5

Статический момент сопротивления повороту равен сумме моментов от сил трения, ветра и уклона (10.2).

Если в нижней опоре установлен четырѐхкатковый узел, воспринимающий только горизонтальное усилие R_H, то качение катков по колонне можно рассматривать аналогично качению катка по прямому рельсу, допуская незначительную погрешность в изменении коэффициента трения качения.

Нагрузки на каток в четырехкатковой опоре будут действовать согласно схеме на рис. 10.2, б. Усилия, действующие на катки в радиальном направлении относительно сечения колонны, получают путем разложения горизонтального усилия R_H, действующего на опору, по радиальным направлениям:

N R_H / 2cos ,

где γ – угол между радиальным направлением сечения колонны, проходящим через центр катка и направлением нагрузки R_H.

Сила сопротивления передвижению катка

N 10.6

W,

2R

где f – коэффициент трения в подшипниках оси катка;

– коэффициент трения качения; R и d – радиус катка и диаметр цапфы.

Для преодоления сопротивления передвижению двух катков к коробке нижней опоры следует приложить момент

T_H W D 2R , 10.7

где D – диаметр колонны.

Сопротивление в ролико-шариковых опорных кругах (рис. 10.2, в). В шариковых и роликовых опорно-поворотных устройствах все действующие силы можно привести к вертикальной силе R_V, приложенной в центре опоры,

горизонтальной силе R_H, приложенной по центру тел качения, и моменту

M R_Vr R_Hh.

Момент сил сопротивления вращению в шариковых и роликовых опорах определяют по эмпирической формуле

T w 5M R_VD_ср /cos , 10.8

где D_ср – средний диаметр круга катания роликов или шариков; w

0,005...0,01 – коэффициент, учитывающий сопротивление от качения и трения шаров или роликов о сепаратор.

10.3 Мощность привода

В период пуска механизма двигатель преодолевает, кроме статических нагрузок, моменты от сил инерции вращающихся масс привода, металлоконструкции и груза:

T_и J_пр / t_n , 10.9