книги / Мостовые однобалочные краны (опорные кран-балки)

Рис. 18. Концевая балка мостов кран-балок больших пролетов

бом моста под действием так называемой «подвижной нагрузки», т. е. груза, находящегося посредине пролета и равного по вели­ чине грузоподъемности кран-балки плюс собственная сила тяже­ сти электротали.

Для мостов кран-балок малых пролетов расчетный прогиб от статически приложенной подвижной нагрузки принят равным 'Лоо пролета, т. е. таким же, как для монорельсовых путей. Испы­ тания опытных образцов показали, что фактические прогибы мо­ стов на 25—40% меньше расчетных и не более Vsoo пролета. Это объясняется тем, что мосты кран-балок представляют .обой по балку, свободно лежащую на двух опорах, как это принимается в расчете, а балку с частичной упругой заделкой концов. Кроме того, при расчетах нс учитывается усиливающее влияние горизон­ тальной вспомогательной фермы, которая воспринимает па себя часть вертикальных нагрузок.

Для мостов крап-балок больших пролетов расчетный прогиб от статически действующей подвижной нагрузки находится в пределах Veoo—V2500 пролета. Фактические прогибы мостов, полу­ ченные при испытаниях опытных образцов, в 1,5—2 раза мень­ ше расчетных. Такое расхождение между расчетными и фактиче­ скими прогибами объясняется тем, что, помимо указанных ранее причин, здесь сказывается влияние жесткости сварных узлов ре­ шетчатых вертикальных ферм мостов (принимаемых в расчетах за шарнирные).

Большая статическая жесткость мостов крап-балок больших пролетов позволяет изготовлять мосты для всех пролетов без строительного подъема.

Динамическая жесткость мостов характеризуется временем за­ тухания колебаний мостов в вертикальной плоскости, которые возникают при снятии нагрузки, при затормаживании груза во время его подъема или спуска. Время затухания колебаний опре­ деляется временем с начала колебаний до того момента, когда размах колебаний моста посредине пролета уменьшается до 1 мм. Как было установлено, время затухания колебаний мостов не должно превышать 15—20 с, так как часто повторяющиеся длительные колебания ухудшают и затрудняют работу кранов­ щика.

Испытания опытных образцов показали, что время затухания колебаний мостов кран-балок малых пролетов всех грузоподъ­ емностей при торможении на весу наибольшего груза посредине пролета не будет превышать 16 с (за исключением кран-балки грузоподъемностью 1 т и пролетом 11 м, для которой оно будет около 20 с). Время затухания колебаний мостов кран-балок боль­ ших пролетов при испытаниях в тех же условиях 10—14 с.

При уменьшении массы груза время затухания колебаний мо­ стов резко надает, например, при массе груза, равной 0,5 грузо­ подъемности, время уменьшается в 3—4 раза. Поэтому, при обыч­ ных условиях работы время затухания колебаний мостов очень редко будет выходить за пределы 10 с. Для сравнения следует указать, что время затухания колебаний мостов нормальных двухбалочных кранов с коробчатыми балками грузоподъем­ ностью 5 т и пролетами свыше 16,5 м равно 20—30 с.

Конструкция мостов характеризуется почти полным отсутст­ вием узловых фасонок, стандартностью и однотипностью элемен­ тов, простотой заготовки, разметки и сборки, малым количеством мелких элементов.

Механизм передвижения кран-балок

Кран-балки малых пролетов имеют оригинальный, впервые примененный в краностроснии, механизм передвижения крап-ба­ лок (рис. 19). Трехступенчатый с цилиндрическими зубчатыми колесами вертикальный редуктор механизма передвижения наса­ жен полым выходным валом 26 на консольный участок вала 19 приводного ходового колеса 20 и закреплен на нем с помощью распорной втулки 22, полумуфты 27 и гайки 28. Корпус 2 редук­ тора удерживается в вертикальном положении двумя упорными болтами 31, укрепленными на кронштейнах 30, приваренных к концевой балке и охватывающих корпус редуктора с двух сто­ рон. Редуктор состоит из корпуса, крышки 4, цилиндрических зубчатых передач и валов, вращающихся на шарикоподшипни­ ках. Гнезда для шарикоподшипников закрыты глухими крышка­ ми 9 или сквозными крышками с лабиринтными уплотнениями 8. Для наблюдения за состоянием зубчатых колес корпус редукто­ ра имеет два люка в средней и верхней части, закрываемые

крышками. На крышке верхнего люка укреплена отдушина со сквозными отверстиями. Через верхний люк в редуктор зали­ вается масло. Для спуска отработанного масла в нижней части корпуса имеется пробка 24.

Шестерня быстроходной косозубчатой передачи 3 редуктора насажена непосредственно на пал электродвигателя 1. Вращение пала электродвигателя через прямозубые передачи редуктора (промежуточную 7 и тихоходную 25) передастся на полый вы­ ходной вал 26, соединенный шпонкой 23 с валом 19 и вращаю­ щийся вместе с ним. Вращение вала через шпонку 21 передается приводному ходовому колесу 20.

Тихоходная зубчатая передача смазывается, непосредственно окунаясь в масляную ванну. Остальные зубчатые передачи и ша­ рикоподшипники смазываются с помощью масляного тумана, возникающего в полости редуктора при разбрызгивании масла нижним зубчатым колесом. Наблюдения в течение ряда лет за работой редуктора этой конструкции, установленного на кранбалке в одном из цехов Харьковского завода ПТО им. Ленина, показали, что смазка всех частей механизма вполне достаточна, что все зубчатые передачи и шарикоподшипники после 4 лет ра­ боты находятся в хорошем состоянии и не имеют заметных при­ знаков изнашивания.

Корпус и крышка редуктора литые из чугуна СЧ 15-32. Мате­ риал шестерен зубчатых передач и промежуточных палов, изго­ товленных за одно целое с шестернями, сталь 45, обработанная термически (улучшенная до твердости НВ 223—262), материал зубчатых колес и выходного вала — сталь 45 нормализованная (твердость НВ 174—217).

Редуктор изготовлен в двух исполнениях с передаточными чис­ лами 25, 37 и 36,71. Наибольшее возможное передаточное число редуктора 62,6, позволяющее при необходимости получить наи­ меньшую скорость передвижения кран-балок 15 м/мнн.

С валом 15 второго приводного ходового колеса 16 редуктор соединен через шлицевые соединения 13, полумуфты 27 и 10 и трансмиссионный вал 29, сделанный из необработанной трубы ди­ аметром 95 мм (с толщиной стенок 4 мм) для пролетов 4—8 м и диаметром 140 мм (с толщиной стенок 5 мм) для пролетов 9— 11 м. Трансмиссионный вал перекрывает весь пролет без проме­ жуточных опор, и поэтому у него малая жесткость (колеблется от толчка рукой).

При передвижении кран-балки трансмиссионный вал вслед­ ствие малой жесткости получает колебания в вертикальной плос­ кости, возникающие при пуске н остановке электродвигателя ме­ ханизма передвижения, а также при ударах приводных ходовых колес о стыки подкрановых рельсов. Колебания трансмиссионно­ го вала гасятся силами внутреннего трения в двух упругих рези­ новых амортизаторах 11, помещаемых в виде прокладок толщи­ ной 25 мм между фланцами трансмиссионного вала и полумуфт

на палах приводных ходовых колес. Резиновые амортизаторы уменьшают также динамические напряжения, возникающие при колебаниях вала в его стенках н в сварных швах фланцев вала н устраняют опасность появления в них усталостных трещин. Кроме того, они компенсируют все неточности изготовления ме­ ханизма: несоосность и перекосы валов приводных ходовых ко­ лес, непараллелыюсть фланцев вала и фланцев полумуфт. Рабо­ та упругих амортизаторов в качестве компенсаторов обеспечи­ вается тем, что фланцы трансмиссионного вала и фланцы полу­ муфт, между которыми помещены амортизаторы, соединены чер­ ными болтами, проходящими через отверстия во фланцах с боль­ шими зазорами. Таким образом, осуществляется как бы «пла­ вающая» установка трансмиссионного вала между валами при­ водных ходовых колес.

Фланцы трансмиссионного вала и полумуфт на валах при­ водных ходовых колес соединены с помощью болтов, проходящих через отверстия с зазором. Амортизаторы поэтому должны быть хорошо затянуты болтами, чтобы крутящие моменты передава­ лись целиком за счет сил трения между фланцами и резиной амортизаторов, что устранит возможность ударов болтов о флан­ цы при переменах направления вращения вала. В то же время при сжатии резины более чем на 30% ее первоначальной тол­ щины она теряет свои упругие свойства и амортизаторы переста­ ют отвечать своему назначению.

Отсюда вытекает простое, но очень важное для правильной и надежной работы механизма правило. Затяжка болтами аморти­ заторов должна быть не менее 15% их первоначальной толщины амортизаторов, чтобы крутящий момент передавался целиком за счет сил трения между фланцами и амортизаторами (т. е. чтобы не было ударов болтов о фланцы при перемене направления вра­ щения вала), и нс более 25%, чтобы амортизаторы не утратили упругости. Таким образом, резиновый амортизатор толщиной 25 мм после затяжки его болтами должен иметь толщину 19— 21 мм. Материал амортизаторов—резина листовая мягкая моро­ зостойкая, поскольку большое количество кран-балок работает на открытом воздухе. Для кран-балок, работающих при темпе­ ратурах не ниже минус 25°С, возможно применение листовой ре­ зины других марок.

Испытания опытных образцов кран-балок и наблюдения за эксплуатацией кран-балок в производственных условиях пока­ зали, что амортизаторы обеспечивают спокойную и надежную ра­ боту механизма передвижения. Колебания трансмиссионного ва­ ла при применении труб надлежащих размеров гасят амортиза­ торы в течение 1—4 с.

Следует указать, что для механизма передвижения мостовых двухбалочных кранов конструкции ВНИИПТМАШа грузо­ подъемностью 5—50 г с пролетами до 19,5 м, внедренных в круп­ носерийное производство в 1962—1965 гг., также ставят транс-

MiiccHoimue валы без промежуточных опор с упругими аморти­ заторами. Центральный привод механизма передвижения разме­ щен па площадке крана посредине пролета, а два безопорных трансмиссионных вала соединяют редуктор привода с приводны­ ми ходовыми колесами.

Вместо дорогостоящих крановых электродвигателей для ме­ ханизма передвижения приняты двухскоростные электродвига­ тели единой серии с короткозамкнутым ротором в закрытом об­

950/1440 об/мин). Оба электродвигателя имеют одинаковые при­ соединительные размеры и крепятся к корпусу редукторов.

Применение двухскоростных электродвигателей вызвано тем, что при управлении с пола в случае перемещения по участкам с затрудненной проходимостью (неудобные, узкие и извилистые, захламленные проходы) скорость передвижения кран-балк.и мо­ жет быть не более 30 м/мин. В то же время при удобном прямом проходе возможность передвижения кран-балки только с одной малой скоростью неоправданно снижает ее производительность. Двухскоростные электродвигатели при управлении ими с пола позволяют иметь основную рабочую скорость передвижения кранбалок 40 м/мин и вспомогательную скорость для передвижения по участкам с затрудненной проходимостью 26 м/мин.

Достаточную точность остановки кран-балок в требуемом ме­ сте при применении короткозамкнутых двигателей с кнопочным управлением можно получить лишь при скорости до 40 м/мин. Двухскоростные электродвигатели при управлении ими из каби­ ны позволяют иметь основную рабочую скорость передвижения кран-балок 58 м/мин и вспомогательную скорость для точной ос­ тановки кран-балки в требуемом месте 38 м/мии.

Для механизма передвижения можно использовать и односко­ ростные электродвигатели А041-6Ф2 и А042-6Ф2 (1,0 и 1,7 кВт при 930 об/мин) с короткозамкнутым ротором. Применение их не требует каких-либо конструктивных переделок и изменения пе­ редаточных чисел редуктора. Эти электродвигатели имеют те же самые присоединительные размеры, что и принятые в проекте двухскоростные. Скорости передвижения кран-балок при приме­ нении односкоростных электродвигателей уменьшаются за счет уменьшения частоты вращения выходного вала электродвигате­ лей (930 вместо 1430 об/мин) с 40 до 26 м/мин при управлении с пола и с 58 до 38 м/мин при управлении из кабины, т. е. как раз до тех величин, которые допустимы при использовании односкоростиых двигателей. Поскольку использование односкоростных электродвигателей будет снижать производительность кран-ба­ лок, устанавливать их следует лишь в крайних случаях (напри­ мер, при выходе из строя электродвигателя механизма и невоз­ можности получения для замены двухскоростного электродви­ гателя).

Двухскоростные электродвигатели Л041-6/4Ф2 применяют для кран-балок малых пролетов грузоподъемностью 1 н 2 т при управлении с пола н из кабины, а также для крап-балок гру­ зоподъемностью 3 тс при управлении с пола; электродвигатели Л042-6/4Ф2 — для кран-балок малых пролетов грузоподъемно­ стью 3 т при управлении из кабины и для кран-балок грузоподъ­ емностью 5 т при управлении как с пола, так и из кабины.

Используемые в механизме передвижения колодочные элек­ тромагнитные тормоза 5 марок ТКТ-100 (при электродвигателе Л041-6/4Ф2) или ТКТ-200/100 (при электродвигателе Л042-6/4Ф2) действуют на тормозной шкив 6, насаженный на верхний промежуточный вал редуктора. Тормоза устанавливают на кронштейн 12, укрепленный на крышке редуктора.

Следует отметить, что и при скоростях передвижения ниже 30 м/мин механизм передвижения кран-балок должен обязатель­ но иметь тормоз.

Практика Харьковского завода ПТО им. Ленина, выпускавше­ го с 1960 г. кран-балки с управлением с пола без тормоза на ме­ ханизме передвижения, показала, что кран-балки при этом ста­ новятся трудноуправляемыми. Для остановки кран-балки в тре­ буемом месте при отсутствии тормоза приходится тормозить про­ тивотоком; при подъеме, спуске и раскачивании груза кран-бал­ ка без тормоза «болтается» вперед и обратно на подкрановых путях.

Для кран-балок всех грузоподъемностей и пролетов приняты двухребордные ходовые колеса диаметром 320 мм вместо 400 мм у кран-балок старой конструкции, что позволяет сэкономить око­ ло 100 кг стальных штамповок на каждой кран-балке. Неболь­ шие давления на ходовые колеса кран-балок малых пролетов по­ зволяют применить для них сталь 65Г нормализованную или сталь 45 улучшенную (с твердостью HB22Z—262), а в случае за­ труднений с получением штамповок — литую сталь 55Л.

Валы 15 и 19 приводных ходовых колес 16 и 20 и оси 34 холо­ стых ходовых колес 33 вращаются на радиальных двухрядных сферических роликоподшипниках 17. Роликоподшипники заклю­ чены в стальные штампованные неразъемные угловые буксы 32. Ьуксы закрываются глухими крышками 18 и сквозными крышка­ ми 14 с лабиринтными уплотнениями. Материал букс — сталь 45.

Установлено, что при эксплуатации кранов нет необходимости и частом пополнении смазки в буксах ходовых колес. Поэтому буксы кран-балок не имеют масленок. Полости букс и роликовые подшипники через каждые 6 месяцев должны очищаться от от­ работанной смазки, промываться и заполняться свежей смазкой.

Ширина ходовых колес принята из условия применения для подкрановых рельсов стали 50 горячекатаной квадратной с за­ кругленными углами (ГОСТ 2591—71) или железнодорожных рельсов Р24 узкой колен (ГОСТ 6368—52).' Довольно часто кран- 6 .1.1 кп устанавливают на уже существующие подкрановые пути,

предназначенные для двухбалочных мостовых кранов грузоподъ­ емностью 5—10 т, поэтому размер между буксами ходовых ко­ лес увеличен и равен 220 мм. Этот размер позволяет, в случае необходимости, разместить между буксами ходовые колеса уве­ личенной ширины, соответствующей ширине подкрановых рель­ сов из квадрата 80, железнодорожных рельсов Р38 или Р43 уз­ кой колеи, крановых рельсов К.Р80.

Применение описанного механизма передвижения кран-балок малых пролетов с безопорным трансмиссионным валом позволи­ ло отказаться от площадки посредине пролета для размещения привода механизма и от вертикальной вспомогательной фермы, а также уменьшить массу механизма на 15—30%.

Механизм передвижения кран-балок больших пролетов пока­ зан на рис. 20. Все узлы механизма передвижения кран-балок больших пролетов (электродвигатели, редукторы, тормоза, ходо­ вые колеса и буксы) такие же, что и у механизма передвижения кран-балок малых пролетов. Различие лишь в том, что механизм передвижения кран-балок с пролетами свыше И м имеет вместо одного привода с безопорным трансмиссионным валом два раз­ дельных привода, смонтированных на валах обоих приводных хо­ довых колес. В то время как кран-балки типа НК имеют один центральный привод механизма передвижения для пролетов до 15 м включительно, кран-балки конструкции 1960 г. в интервале пролетов 11—15 м имеют два раздельных привода с удвоенным количеством электродвигателей, редукторов и тормозов. Это, на первый взгляд, является слабым местом новой конструкции ме­ ханизма передвижения. Однако вследствие того, что в новой кон­ струкции примененные электродвигатели легче в 2,3 раза, а цена на них ниже на 57—65%, тормоза легче и дешевле в 2 раза, ре­ дуктор в 1,4 раза, ходовые колеса в 1,6 раза, отсутствуют соеди­ нительные муфты, трансмиссионные валы и подшипники для них, масса механизма передвижения новых кран-балок и для этих пролетов примерно на 30% легче (например, для пролета 13 м— 640 кг вместо 920 кг) и стоимость несколько дешевле, чем у кранбалок старой конструкции.

Результаты испытаний позволяют с уверенностью утверж­ дать, что применять механизмы передвижения с безопорным трансмпссиопным валом можно па кран-балках с пролетами не более 14 м.

У кран-балок больших пролетов с управлением с пола для всех пролетов и грузоподъемностей, а также кран-балок с управ­ лением из кабины грузоподъемностью 1 и 2 т для всех пролетов и грузоподъемностью 3 и 5 т для пролетов 12—17 м механизмы передвижения имеют по два электродвигателя А041-6/4Ф2, а у кран-балок с управлением из кабины грузоподъемностью 3 я 5 т с пролетами свыше 17 м — по два электродвигателя Л042-6/4Ф2.

Проведенные испытания на нагрев электродвигателей единой серии АО при работе в различных крановых режимах показали,