Кинематические схемы механизмов кранов

К силовым механизмам крана относятся механизмы: главного вала; подъема груза, грейфера (если кран приспособлен для работы с грейфером); стрелы; поворота крана; передвижения, а также силовой редуктор. Совокупность механизмов, обеспечивающих подъем грузов, иногда называют лебедкой крана.

Расположение отдельных механизмов относительно друг друга и связи между ними могут быть различные. Условное изображение отдельных механизмов с указанием связи между ними, порядка и способа передачи движений носит название кинематической схемы. Она дает возможность быстро разобраться в устройстве механизмов, дать им оценку с точки зрения скоростей и удобства управления кранами, а также с точки зрения коэффициента полезного действия передаточных механизмов. Данные, характеризующие эти кинематические схемы, приведены в табл. 30.

Анализ кинематических схем кранов, предназначенных для выполнения работ как с крюком, так и с грейфером, свидетельствует о том, что в кранах ПК-6 наименее удачна схема передач движений. Механизмы крана ПК-6 имеют наибольшее количество зубчатых колес (цилиндрических 12, конических 8), кроме того, они имеют четыре звездочки цепной передачи, хотя грузоподъемность этого крана в 7 раз меньше, чем крана Я-45. Наличие большого числа зубчатых колес и цепных передач не только усложняет конструкцию, но и приводит к значительным непроизводительным потерям мощности на преодоление сопротивлений в передачах. Из шести муфт крана ПК-6 четыре кулачковые, требующие остановок в момент включения, причем включение часто сопровождается ударами.

Анализируя последовательно кинематическую схему крана ПК-6 и сравнивая ее со схемами других кранов, нетрудно убедиться, что в кранах ПК-6 число валов и зубчатых колес, находящихся в непрерывном движении, наибольшее, что является причиной повышенного износа рабочих поверхностей колес, валов и втулок. Наконец, механизмы крана ПК-6 включаются не независимо, а друг через друга, т. е. посредством длинных кинематических цепей, в то время как в Других кранах включение каждого механизма независимое.

Детали передач

Количество на кране

ПК-6

Я-45

ПК-ПУМЗ-

15

Цилиндрические колеса

12

14

11

Конические колеса

8

11

11

Звездочки цепных передач

4

-

-

Валы

4

12

8

Муфты сцепления

6

7

7

В том числе кулачковые

4

7

1

Тормоза

3

4

5

Червячные передачи

1

1

1

Имеющееся в механизмах крана ПК-ЦУМЗ-15 большое количество муфт сцепления, из которых абсолютное большинство фрикционные, свидетельствует о том, что этот кран работает более спокойно, управление им легче, цикл операций короче и он имеет большие возможности в совмещении операций.

Следует оговориться, что кинематическая схема сама по себе еще не определяет полностью достоинства или недостатки передаточного механизма. Удачная с точки зрения кинематики движения схема может оказаться сложной в конструктивном отношении, механизмы могут оказаться мало удобными в эксплуатации и вызывать осложнения при монтаже и демонтаже.

Наоборот, кинематическая схема, имеющая те или иные кинематические недостатки, может оказаться более целесообразной благодаря простоте конструкции механизмов, удобству их эксплуатации, монтажа и демонтажа.

Следовательно, полная оценка механизмов может быть произведена лишь при совместном рассмотрении кинематической схемы и устройства механизмов. Но и кинематические схемы многое определяют, поэтому их необходимо тщательно анализировать и качественно улучшать, так как с выбора кинематической схемы начинается работа по созданию новых механизмов.

Рассмотрим кинематические схемы наиболее распространенных кранов.

Кинематическая схема крана ПК-6 (рис. 128) Горизонтальная двухцилиндровая паровая машина 1 приводит во вращение главный вал II через пару цилиндрических зубчатых колес 2 и 3. Зубчатое колесо 2 сидит на валу 1.

На главном валу сидит зубчатое колесо 7, находящееся в зацеплении с колесом 8, которое сцеплено с колесом 16 вала V. Таким образом, с пуском паровой машины непрерывно находятся во вращении валы V и II и зубчатые колеса 2, 3, 7, 8 и 16.

Грузовой барабан 10, свободно сидящий на оси III, включается ленточной муфтой 9, соединяющей его с зубчатым колесом 8. Если вместе с муфтой 9 включить грейферную ленточную муфту И, то вращение через тормозной диск и зубчатые колеса 13 и 14 передается на грейферный барабан 15.

С помощью муфт 9 и 11, а также тормоза 12 достигается как совместное, так и раздельное включение барабанов 10 и 15, необходимых для нормальной работы крана с грейфером.

Механизм вращения крана включается кулачковой муфтой 18, которая может поочередно соединяться с одной из конических зубчатых колес 17 реверсивной передачи. Колеса 17 передают вра щение на горизонтальное зубчатое колесо 20 реверсивной передачи, сидящее на вертикальном валу VI механизма поворота 21. На нижнем конце этого вала сидит малое зубчатое колесо 22 механизма поворота, находящееся в зацеплении с зубчатым венцом 23, укрепленным на раме ходовой платформы крана. При обегании малого зубчатого колеса вокруг зубчатого венца происходит вращение поворотной части крана.

Механизм поворота затормаживается ленточным тормозом 19.

Механизм передвижения крана приводится в действие одновременным включением кулачковых муфт 5 и 25. Кулачковая муфта 5, двигаясь на скользящих шпонках по главному валу II, соединяет одну из конических шестерен 4 реверсивной передачи с главным валом, чем достигается передача движения на зубчатые колеса 6 и 24.

Горизонтальное зубчатое колесо 24 постоянно сцеплено с колесом 26, имеющим кулачки и сидящим на валу VIII центральной колонны 33 с опорами 32. Внизу на центральный вал посажено малое коническое зубчатое колесо 34, сцепленное с колесом 35 горизонтального вала передвижения IX. На этом валу сидят две звездочки 38, передающие цепями 39 движение к звездочкам 40, закрепленным на колесных парах X. При включении муфты 25 центральный вал VIII получает вращение и через пару зубчатых колес и цепные передачи передает движение на колесные пары, в результате чего кран перемещается. Торможение механизма передвижения осуществляется тормозом 37 на диск 36.

Положение стрелы изменяется включением муфты 28, сидящей иа скользящих шпонках хвостовика вертикального червяка 29. Включением этой муфты соединяется червяк с зубчатым колесом 27, приводящим его во вращение. Колесо 27 сидит на оси XI. Червяк находится в постоянном зацеплении с червячным колесом 30, передающим вращение на барабан 31 подъема стрелы, сидящий на оси XII. Червячное колесо жестко закреплено на барабане подъема стрелы и последний, вращаясь, наматывает или сматывает канат, в зависимости от того, происходит подъем или опускание стрелы.

В результате реверсивности паровой машины и наличия двух реверсов (на главном валу и на горизонтальном валу поворота) возможны различные сочетания работы механизмов крана.

Кинематическая схема крана ПК-ЦУМЗ-15 (рис. 129). Главный вал I приводится во вращение паровой машиной, цилиндры 1 которой разобщены и расположены по обе стороны вала. Через зубчатое колесо 3, жестко посаженное на главном валу, и колесо 4 получает вращение вал II барабана 7 подъема груза и барабана 8 грейферной работы. На зубчатом колесе 4 и ведущем диске 9, жестко сидящем на валу, смонтированы ленточные фрикционные муфты 5. Включением той или иной муфты сообщается движение грузовому или грейферному барабану. Одновременное включение этих муфт приводит во вращение оба барабана одновременно, что необходимо при работе крана с грей-

фером. Рядом с муфтами расположены ленточные тормоза 6 открытого типа, действующие на ободья барабанов.

С главным валом I через промежуточное зубчатое колесо 2, сидящее на оси III, и зубчатое колесо 19 соединен горизонтальный вал IV, передающий движение на механизмы подъема стрелы и поворота крана. На этом валу свободно сидят два конических колеса 20, находящихся в зацеплении с зубчатым колесом 22 вала V, образуя тем самым реверсивную передачу. На вертикальном валу V сидит червяк 27, а верхней его опорой служит подпятник 25.

Движение на него передается включением кулачковой муфты 21 ив зависимости от того, в какую сторону она включена, определяется направление вращения его. Червяк постоянно находится в зацеплении с червячным колесом 26, посаженным на среднюю часть барабана 28, вращающегося на оси VI. На барабан наматывается или сматывается канат подвески стрелы, осуществляя тем самым изменение вылета стрелы.

Кроме самотормозящей червячной пары, механизм подъема стрелы имеет колесо 23 и постоянно замкнутый тормоз 24, действующий на тормозной шкив 33, подтормаживая в сторону спуска.

Зубчатыми колесами 29 и 30 движение передается на второй горизонтальный вал VII, на котором расположен также реверс из конических колес 31 и 33. Реверс включается дисковыми фрикционными муфтами 32, на обод корпуса одной из них действует колодочный тормоз 34. Зубчатое колесо 33 сидит на вертикальном валу VIII механизма поворота, на втором конце которого закреп лено малое колесо 35, сцепляющееся с зубчатым венцом 36 с внутренним зацеплением. При вращении вала VIII малое зубчатое колесо обегает зубчатый венец, в силу чего происходит поворот верхней части крана.

Механизм передвижения крана приводится в действие от главного вала I через коническую реверсивную передачу, состоящую из зубчатых колес 11 и 13, при этом колесо 11 соединяется с валом дисковыми фрикционными муфтами 10. Колодочный тормоз 12, действующий на корпус одной из муфт, служит для торможения движения крана при его остановке.

От реверсивной передачи через зубчатое колесо 13 получает движение вертикальный вал IX, проходящий сквозь центральную колонну. На втором конце этого вала сидит малое коническое зубчатое колесо 14, находящееся в зацеплении с колесом 15 нижнего горизонтального вала X, опирающегося на подшипники каче-. ния 18. На этом валу сидит ведущее зубчатое колесо 16, могущее перемещаться вдоль вала и входить или выходить из зацепления с зубчатыми колесами 17, закрепленными на осях колесных пар XI. Вывод колеса 16 из зацепления позволяет перемещать кран несамоходом.

Аналогично рассматривая кинематическую схему дизель-эле ктрического крана КДЭ-161 (рис. 130), можно проследить кинематическую связь отдельных механизмов между собой.

Приборы и устройства безопасной работы кранов | Грузоподъемные краны на железнодорожном ходу | Устройство силовых механизмов