книги / Расчеты металлургических кранов

/J

6 - Б

Рис. 8. Схема основных механизмов и частей тележки завалочного крана

Закрываются эти захваты под действием собственного веса во время разматывания каната с барабана 1. Длинный барабан 9 позволяет широко расставить блоки полиспаста механизма подъема, что способствует устойчивости мульдового захвата при работе крана и меньшему раскачиванию его во время разгона и торможения тележки и моста.

Завалочный кран

Схема основных механизмов и взаимное расположение частей тележки показаны на рис. 8. В тележке имеется пять основных частей, передвигающихся относительно друг друга: рама / тележки с шахтой 4Уколонна 6 с кабиной, рама 17 хобота, мундштук 25 с хоботом 14 и стопор 15 мульды 12.

При помощи механизма подъема осуществляется подъем или опускание колонны 6 с кабиной, подвешенной через блоки 5 на ветвях каната, концы которых закреплены на барабане 3. Во время движения колонна скользит по вкладышам 10 верхней 8 и ниж­ ней 11 траверс. В нижней части колонны на шарнире 18 закреп­ лена рама 17 хобота 14. Посредством кривошипно-шатунного ме­ ханизма 24 производится качание этой рамы и, следовательно, подъем или опускание мульды 12.

Вращение вокруг горизонтальной оси мундштука 25 с хобо­ том 14 и мульдой 12 осуществляется механизмом 23 вращения хобота, закрепленным на раме 17. Тихоходное зубчатое колесо 20 посажено на конце мундштука 25. На другом конце мундштука при помощи болтового или клинового соединения 16 закрепляется хобот. Мундштук вращается в подшипниках /9, установленных в раме.

Мульда 12 закрепляется при помощи замка 13 на конце хо­ бота 14. Привод замка осуществляется посредством рукоятки 22, движение от которой передается стопору /5, проходящему внутри мундштука и хобота. В задней части стопор помещен в подшипнике, позволяющем ему вращаться вместе с мульдой, в то время как его привод от рукоятки 22, осуществляющий поступательное дви­ жение стопора вдоль хобота, не вращается. Привод стопора бы­ вает ручной или механический и управляется машинистом из кабины (со стула 21).

Вращение колонны 6 осуществляется механизмом вращения 2, передающим движение зубчатому колесу 7 через вертикальный вал 27. Зубчатое колесо разъемное, половины его соединены бол­ тами 25, а само оно прикреплено болтами к вращающейся части 26 верхней траверсы 8. Вращающаяся* часть 26 помещена в кольце­ вой вкладыш 9 подшипника, закрепленного в верхней траверсе 8. В верхней части колонны помещен упорный шарикоподшипник 29, позволяющий колонне с кабиной вращаться вокруг вертикальной оси. Силовой поток от веса колонны с кабиной передается через шарикоподшипник 29 на верхнюю траверсу 30 и ее канатные блоки 31.

42

Напольно-завалочные машины

Эти машины имеют более простую конструкцию, чем завалоч­ ные краны. Их применяют в мартеновских цехах металлургиче­ ских заводов, где железнодорожные составы вагонеток с мульдами устанавливаются между этими машинами и печами. Поэтому у на­ польно-завалочных машин отсутствуют механизмы подъема и вра­ щения вокруг вертикальной оси.

Машина (рис. 9) передвигается по полу загрузочного пролета цеха. Она состоит из моста 5, перемещающегося на колесах 14,

15 10 18

Рис. 9. Схема напольно-завалочной машины

и тележки, на раме 4 которой закреплены механизмы 5 и 6 дви­ жения тележки и качания хобота. Рама 10 хобота качается вокруг шарнира <3, закрепленного на раме тележки 4. Устройство мунд­ штука, хобота 2 и стопора для закрепления мульды 1 аналогично описанному для завалочного крана. Питание электрическим током механизмов машины осуществляется при помощи троллеев и то­ коснимателей, помещенных на мачте 9.

На мосту машины установлены три пары рельсов. Рельсы, предназначенные для ведущих передних ходовых колес тележки, помещаются сверху на двух главных балках 16 моста. На горизонталах этих балок с внутренних сторон помещаются две пары рель­ сов 12 для нижних задних неприводНых колес 17 тележки. Когда тележка не несет мульду /, задние колеса 17 опираются на ниж­ ние рельсы 12. При взятии мульды равнодействующая веса те­ лежки с грузом перемещается влево от приводных колес 5, задние колеса 17 приподнимаются (на несколько миллиметров) и упи­ раются в верхние рельсы 12. В этот момент тележка уравновеши­ вается весом моста через верхние рельсы. Реакция на передние

43

колеса 5 тележки в это время равна сумме силы тяжести тележки с грузом и отрицательной реакции, передающейся от рельсов 12 на задние колеса 17

Напольно-завалочная машина производит несколько опера­ ций и в том числе передвижение состава вагонеток с мульдами, расположенного на путях около печей. Передвижение осуществ­ ляется машиной посредством мульды. Последняя размещается между упорами вагонеток ичерез них сообщает ей движение по рель­ сам. Проведенное кафедрой подъемно-транспортных машин УПИ исследование работы завалочной машины показало, что горизон­ тальная нагрузка на конец хобота при передвижении состава вагонеток достигает 18 800 кгс. При этом тележка упирается од­ ним из скользунов 15 (рис. 9) в вертикальный лист 13 главной балки 16 моста. Рама тележки (в плане) повернется и получит перекос, задняя сторона ее через ролик 18 упрется в направляю­ щую моста. Мост при движении машины, когда передвигается состав вагонеток, тоже получает перекос и ходовые колеса на диагонали моста воспримут через свои реборды от рельсов реак­ ции, нормальные к пути машины.

Рама тележки иногда настолько, перекашивается во время работы машины, что одно из задних колес ее упирается в нижний рельс 12, а другое — в верхний рельс. Чтобы при этом избежать скольжения задних колес по рельсам, их ось делают разрезной и на месте разреза устанавливают втулку 7 с подшипниками. Та­ кая конструкция позволяет задним колесам тележки при ее дви­ жении по мосту вращаться в разные стороны. В других конст­ рукциях ось задних колес делают неподвижной, а в колесах устанавливают подшипники.

Литейные краны

К литейным кранам относятся: миксерные (для заливки жид­ кого чугуна в миксеры), заливочные (для заливки жидкого чугуна в мартеновские печи) и разливочные (для разливки жидкой стали в изложницы). В конструктивном отношении они различаются мало.

Принципиальная схема механизма подъема главной тележки разливочного крана изображена на рис. 10. Привод механизма имеет электродвигатель 1 и редуктор 3. На каждом механизме установлено по два тормоза 2. Тихоходное зубчатое колесо 4 ре­ дуктора имеет с внутренней стороны храповую передачу, через собачки 6 которой осуществляется привод барабанной шестерни. Собачки (5—6 шт.) посажены на внутренний диск 5, насаженный на шпонке третьего вала механизма. Ведущим звеном в этом узле является зубчатое колесо 4, ведомым — диск 5. Механизмы соеди­ нены друг с другом через барабанные зубчатые колеса 7 и тра­ версу 13, несущую большие крюки 14. Траверса подвешена на ветвях 10 подъемных канатов, огибающих верхние неподвйжные 9 и нижние подвижные 11 блоки. Концы подъемных канатов за­ крепляются на барабанах 8 и балансирах 12.

44

Основное назначение храповых передач — обеспечение воз­ можности подъема ковша с расплавленным металлом одним элек­ тродвигателем, если другой вышел из строя. Так, при отказе правого двигателя второй двигатель через зубчатые колеса 7 может вращать на подъеме груза правый барабан механизма. Зуб­ чатое колесо 7 при этом через барабанную шестерню станет вра­ щать диск 5 по часовой стрелке.

Собачки 6 будут в это время про­ скакивать в неподвижные зубцы храпового колеса, которое при выходе из строя правого двига­ теля окажется заторможенным тормозами 2. После разливки стали необходимо разомкнуть тор­ моза 2 правого двигателя, чтобы опустить пустой ковш.

Кран для раздевания мартеновских слитков

на рельсах 12 цеха.

Рис. 11. Основные операции крана для раздевания мартеновских слитков:

а — раздевание слитка, отлитого уширением кверху; б — раздевание слитка, отлитого уширением книзу; в — захват тепловых надставок; г — раздевание слитка максималь­ ной ширины нижними проушинами 5; д — раздевание слитка максимальной высоты средними проушинами; е — отрывание слитка от поддона

4 5

Силовой поток во время раздевания от малых клещей, разви­ вающих усилие до 250 тс, передается на слиток, затем через его боковые поверхности — на стенки изложницы и далее — на упоры 4 больших клещей. Усилие раздевания не передается на поддон. В самом стрипперном механизме усилие от больших и малых клещей замыкается на винте штемпеля и патроне, описание работы которых дано ниже. Усилие раздевания не передается на подъемный механизм крана, а следовательно, и на его мост.

Схема расположения основных частей рабочих органов крана, производящих раздевание слитка, отлитого уширением книзу, изображена на рис. 11, б. При этой операции большие клещи 1 своими средними проушинами 6 упираются в уши 13 изложницы 9 и перемещают последнюю вверх. В это время наконечник 3 упи­ рается в прибыльную часть слитка 8 и не позволяет последнему подниматься вверх вместе с изложницей 9. В результате двойного воздействия на слиток- и изложницу сила выталкивания преодо­ левает сопротивление стрипперованию, возникающее на границе поверхности слитка и внутренней поверхности изложницы. Сли­ ток остается на поддоне, а изложница большими клещами снима­ ется со слитка и переносится на рядом расположенный состав порожних вагонеток. Силовой поток во время этой операции снизу также замыкается между стенками изложницы и слитка, а вверху— в винтовой системе стрипперного механизма. На мост крана и вагонетку усилие раздевания не передается.

Отрывание слитка 8 (рис. 11, ё) от поддона 10, приварившегося во время отливки к последнему, производится малыми клещами 2. При этом клещи 1 упираются своими концами в поддон. Силовой поток снизу идет от малых клещей через слиток 8 к поддону 10 и далее — к большим клещам 1. Усилие раздевания не передается на вагонетку и мост крана.

На рис. 12 представлено расположение основных частей ме­ ханизмов подъема, управления большими клещами и стрипперного. На барабане 1 механизма подъема имеется три нарезки для сдвоен­ ных полиспастов: подъема 26, управления большими клещами 25 и противовеса 24 стрипперного механизма. Все основные части последнего закрепляются на патроне 7 Ввиду его большого веса и веса поднимаемого груза (50 тс) стрипперный механизм подвешен на восьми ветвях канатов 34. Нарезка 26 для этих канатов двухзаходная, а передаточное число полиспаста равно 1 : 2. Вторые концы канатов прикреплены к балансирной системе 27

Для возможности совмещения работы механизма подъема и управления большими клещами канаты последнего закреплены с одной стороны на барабане (нарезка 25) и с другой — на дву­ плечем рычаге 28. Передаточное число полиспаста равно 1 2. Во время подъема стрипперного механизма канаты механизма управления большими клещами наматываются на барабан подъ­ ема, так же как подъемные канаты. Блоки 11 механизма управ­ ления поднимаются одновременно с блоками 10 механизма подъ-

4G

ема. При подъеме патрона 7 опускается противовес 32 стрипперного механизма (полиспаст канатов 33 противовеса имеет пере­ даточное число 1 : 2), канаты 33 при этом сматываются с наре­ зок 24 барабана 1.

В редукторе механизма подъема встраивается храповая пере­ дача, чтобы обеспечить безопасность работы этого механизма. При

работы крана (например, выталкивания слитка, отлитого уширением кверху) большие клещи 15 должны опереться своими упо­ рами 23 в края изложницы. В это время механизм подъема должен быть выключен, поскольку патрон вместе со стрипперным механиз­ мом не сможет опускаться. Однако точно угадать данный момент машинист крана не в состоянии, и при дальнейшем разматывании подъемных канатов 34 и канатов механизма управления большими клещами они могут ослабиться при неподвижном патроне 7. Ослаблению их препятствует храповая передача и противовес 32. Собачки храповой передачи станут при остановке патрона про­ скальзывать, а противовес — удерживать канаты натянутыми.

Собачки храповой передачи работают при подъеме груза. Через них движение от вала подъемного двигателя передается барабану

47

в то время, когда осуществляется подъем патрона 7. Опускание последнего производится за счет веса стрипперного механизма, который при этом производит еще и подъем противовеса 32. При вращении вала двигателя на опускание патрона 7 происходит опускание стрипперного механизма как груза обычного мостового крана.

Во время работы механизма 29 управления большими кле­ щами 15 движение от редуктора передается через кривошипно­ шатунный механизм к двуплечему рычагу 28, который через канаты производит подъем блоков 11. При этом движение от блока 11 передается на шарнир 37, закрепленный на коромысле 38, и на тягу 41, которая присоединена к оси 42, укрепленной на боль­ шой клещевине клещей 15. При подъеме блоков 11 эти клещевины поворачиваются вокруг осей 43, в результате чего происходит' раскрывание клещей.

Нетрудно заметить, что при подъеме оси 37 коромысло 38 поворачивается против часовой стрелки относительно шарнира 35, к которому прикреплена обойма блоков 10 для канатов механизма подъема. При этом тяга 39 поднимается вверх, поскольку ее верх­ няя ось закреплена на коромысле 38. Следовательно, поднимается и кронштейн 40, который отлит заодно с патроном 7 стрипперного механизма. Через этот кронштейн и нижнюю ось тяги 39 пере­ дается половина веса стрипперного механизма и веса груза на ось 36, коромысло 38 и далее через подвеску 12 — ца подъемные блоки 10, а также блоки 11 механизма управления большими кле­ щами. При подъеме блоков 11 и раскрывании больших клещей приподнимается весь стрипперный механизм на величину, равную примерно половине пути подъема шарнира 37 Поэтому канаты механизма управления большими клещами нагружены частью веса стрипперного механизма и, кроме того, во время раскрыва­ ния клещей воспринимают дополнительную нагрузку через тягу 41 от момента собственного веса клещевин относительно их осей 43.

После того, как клещи механизмом подъема будут наведены на изложницу, они закрываются. Блок 11 при этом опускается вниз, коромысло 38 поворачивается по часовой стрелке, патрон 7 опу­ скается. Вес стрипперного механизма передается через тягу 39 и ось 36 на коромысло 38. Ось 37 коромысла давит на тягу 41 и последняя производит силовое замыкание клещевины клещей 15.

При упоре клещевины в изложницу движение ее прекращается.

Силовой поток при подъеме изложницы, захваченной средней проушиной 22, передается по клещевине клещей 15 до оси 43 кронштейна 13, отлитого заодно с патроном 7, и далее по телу патрона 7 до кронштейна 40, тягу 39, ось 36, коромысло 38, ось 35 к блокам 10. Коромысло 38 при этом через ось 37, тягу 41 и ось 42 прижимает клещевину клещей 15 к изложнице. Силовой поток

48

от веса изложницы не передается на блок 11, поскольку на тяге обоймы его имеется прорезь 44.

Рассмотрим теперь работу стрипперного механизма. Движе­ ние от его редуктора 2, установленного на раме 3 тележки, пере­

дуктор от вала 4.

Нижняя часть 9 вала 6 полая, внутренняя и наружная поверх­ ности ее имеют резьбы, причем одна из них правая, а другая — левая. По внутренней резьбе перемещается винт 14 штемпеля 16. Нижняя часть 9 вала 6 наружной резьбой ввинчена в винтовую гайку патрона 7 При вращении вала 6 в одну сторону винт 14 вывинчивается и опускает штемпель 16 вниз, при вращении в дру­ гую сторону винт 14 ввинчивается и поднимает штемпель 16 вверх.

При опускании штемпеля вниз осуществляется выталкивание -слитка, отлитого уширением вниз из изложницы. К штемпелю 16 прикрепляется наконечник 18. После выбирания воздушного за­ зора между концом наконечника и прибыльной частью слитка на­ конечник упирается в слиток. Тогда опускание штемпеля прекра­ щается, и винт 14 станет невозможно вывинчивать из нижней вин­ товой части 9 вала 6. Поэтому последний начнет поступательно дви­

нижней части 9 вала 6 имеет другое направление, патрон при вы­ винчивании винта 14 станет подниматься по наружной резьбе ниж­ ней части 9 вала 6. Поскольку эта часть вала сама поднимается при упоре наконечника 18 в слиток, скорость поступательного движения патрона 7 будет в 2 раза больше скорости подъема вала 6 по винту 14.

В результате движения патрона 7 вверх большие клещи 15 своими проушинами 22 будут стягивать изложницу со слитка. Силовой поток от средних проушин 22 передается через клещи 15 на их оси 43 и на кронштейны 13 патрона 7 Далее через наруж­ ную и внутреннюю нарезки нижней части 9 вала 6 силовой поток передается винту 14 на штемпель 16 и наконечник 18. Усилие от наконечника 18 передается слитку. Изложница стягивается вверх •большими клещами, а слиток удерживается на поддоне благодаря •силовому воздействию на него наконечника.

Во время подъема патрона вверх канаты подъема и механизма управления большими клещами остаются натянутыми благодаря

49