Привод, узлы и детали грузоподъемных машин

Режимы работы грузоподъемных машин

При расчете кранов и выборе для них механического и электрического оборудования, канатов, крюков и других элементов должны быть учтены режимы их работы, которые принимаются по международному стандарту ИСО 4301/1.

Режим работы определяется для крана и для его механизмов в целом. Отнесение крана к той или иной группе классификации зависит от класса его использования, характеризующегося числом рабочих циклов за заданный срок службы, и от режима нагружения крана, характеризующегося использованием его по грузоподъемности. Правилами по кранам установлено 10 классов их использования (U₀ – U₉) и четыре режима нагружения (Q1 – Q4).

Для механизмов в целом группа классификации (режима) определяется в зависимости от класса использования механизма (T₀ – T₉), характеризующегося общей продолжительностью использования механизма, ч, и режима нагружения (L1 – L4).

Эксплуатационные условия работы ГПМ характеризуются сочетанием ряда нагрузок, имеющих различные источники возникновения. Для расчета кранов и их элементов используют методы предельных состояний (для металлических конструкций) и допускаемых напряжений (для механизмов) и независимо от принятого метода расчета учитывают нагрузки следующих видов: систематические, случайные, исключительные и пр.

Систематические и случайные нагрузки соответствуют установившейся расчетной ситуации, а исключительные – переходной и аварийной ситуации.

Привод грузоподъемной машины включает в себя двигатель, промежуточную передачу – редуктор и аппаратуру управления. В ГПМ используются двигатели внутреннего сгорания, электрические и комбинированные (дизель – электрические, электрогидравлические, электропневматические и т.д.).

Основным видом силового оборудования для ГПМ являются электрические двигатели. Электрический привод имеет ряд достоинств:

1. низкую стоимость, особенно двигателей переменного тока;

2. высокий к.п.д.;

3. постоянную готовность к работе;

4. большую перегрузочную способность и возможность пуска под нагрузкой;

5. простоту управления.

Основными недостатками электропривода являются затруднения в подаче электроэнергии к передвижным ГПМ, громоздкость аппаратуры управления систем электропривода с регулированием частоты и относительно большой вес на единицу мощности.

Токоподвод к ГПМ или к отдельным механизмам кранов осуществляется с помощью гибких кабелей, троллеев и кольцевых токоприемников.

В самоходных и плавучих кранах, где важна независимость от стационарных источников энергии, применяется привод от двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Их достоинства: постоянная готовность к действию, невысокие удельная масса и размеры, надежность в работе. Недостатки ДВС: невозможность запуска под нагрузкой, сложность регулирования скоростей и реверсирования исполнительных механизмов, загрязнение окружающей среды.

Для передачи крутящего момента от ДВС к рабочим механизмам крана применяются механическая, электрическая или гидравлическая передача. Механическая передача состоит из системы зубчатых колес, которые обеспечивают кинематическую связь выходного вала двигателя и исполнительного механизма ГПМ. При электрической передаче дизель приводит в действие электрический генератор, от которого электроэнергия поступает к электродвигателям рабочих механизмов. Такой кран называют дизель – электрическим.

Гидропривод не требует использования громоздких и кинематически сложных устройств, позволяет просто регулировать скорости в широких пределах, имеет большие перегрузочные способности, отличается компактностью и малой массой на единицу мощности. Недостатки гидропривода: большая стоимость, обусловленная необходимостью высокой точности изготовления, трудность предупреждения утечек жидкости, ухудшение работы при низких температурах, необходимость в относительно частой замене рабочей жидкости.

В ГПМ широко применяются стальные канаты, особенно в механизмах подъема и в грузозахватных устройствах.

Тормоза – это устройства для снижения скорости движения ГПМ или для полной остановки машины (механизма), а также для удержания груза в подвешенном состоянии. Тормоза подразделяются по принципу действия на механические (фрикционные), гидравлические и электрические (электромагнитные, индукционные). По конструктивному выполнению рабочих элементов различают тормоза колодочные, ленточные, дисковые и др. Наибольшее применение в ГПМ находят колодочные тормоза с внешними колодками, расположенными на качающихся рычагах, обычно диаметрально по отношению к тормозному барабану.

Механизмы подъема

Обязательным и наиболее ответственным элементом любой ГПМ является механизм подъема. В зависимости от грузоподъемности и условий эксплуатации применяют механизмы подъема с ручным или машинным приводом. Машинный привод может быть индивидуальным (каждый механизм имеет собственный двигатель) либо групповым (все механизмы приводятся в действие от одного двигателя).

В ГПМ поднимаемый груз связан с механизмом подъема через полиспаст, представляющий собой систему из двух обойм (подвижной и неподвижной), каждая из которых состоит из нескольких блоков, огибаемых канатами. Использование полиспастов позволяет получить выигрыш в силе либо в скорости подъема груза. В механизмах подъема кранов широко применяют сдвоенные полиспасты, что позволяет уменьшить нагрузку на канат и, следовательно, улучшить сцепление каната с блоками. При этом обеспечивается стабильное положение вертикальной оси канатов относительно барабанов.

Редуктор выбирается из нормального ряда крановых редукторов с учетом группы классификации механизма, частоты вращения барабана, потребного передаточного числа редуктора, мощности двигателя. В механизмах подъема широкое применение нашли горизонтальные цилиндрические двухступенчатые косозубые редукторы, имеющие высокую нагрузочную способность.

Механизмы передвижения

Механизмы передвижения обеспечивают горизонтальное перемещение всей ГПМ или только ее элемента по рельсовым, безрельсовым или канатным путям. Рельсовые пути используют краны мостового типа, а также портальные, башенные, железнодорожные, консольные и велосипедные. Стреловые краны на гусеничном ходу и пневмоколесные в рельсовых путях не нуждаются. Канаты используют для перемещения грузовых тележек в кранах кабельного типа.

Механизм передвижения рельсовых ГПМ может размещаться на перемещаемом объекте (на грузовой тележке мостового крана), крутящий момент в этом случае передается непосредственно на ходовые колеса. Либо он располагается за пределами перемещаемого объекта и связан с ним тяговым органом – канатом, цепью (лебедка для перемещения грузовой каретки козлового типа).

Непременными элементами механизма передвижения с приводными колесами являются двигатель, система передачи и ходовая часть.

Механизм изменения вылета

Механизм изменения вылета предназначен для перемещения груза поворотным краном в радиальном направлении относительно центра вращения. Это возможно осуществить двумя путями:

· перемещение грузовой тележки по стреле с помощью лебедки (механизм передвижения);

· поворот стрелы в вертикальной плоскости.

Наиболее просто угол наклона стрелы меняется с помощью канатных полиспастов либо гидравлических цилиндров.

Механизм поворота

Механизм поворота предназначен для вращения поворотной части ГПМ относительно вертикальной оси. Типовой механизм поворота состоит из двигателя, передаточного механизма и опорно-поворотного устройства. По месту размещения различают два типа механизмов поворота:

1. механизм поворота смонтирован на поворотной части машины;

2. механизм поворота смонтирован на неповоротной части машины.

Наиболее распространенной является установка механизма на поворотной части машины. Наиболее распространенной является установка механизма на поворотной платформе. В настоящее время все более широкое распространение получаю многоопорные поворотные устройства – роликовые и шаровые.

Дата добавления: 2014-01-07