книги / Строительные краны

л — поршневой гидравлический толкатель: / — цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; б — поршне­ вой ротационный двигатель: 1 — распределитель; 2 — плунжер; 3, 6 — крышки; 4 — направ­ ляющая; 5 — каток; 7 — ротор; 8 — ось катка; 9 — ведущий вал; в — аксиально-поршневой двигатель: 1 — ведущий вал; 2 — универсальный шарнир; 3 — блок цилиндра; 4 — распредели­ тель; 5 — поршень; 6 — UITOJC

ротационные двигатели радиальные многорядные высокомоментные ма­ лооборотные (3—150 об/мин) (рис. 126,6).

Наибольший крутящий момент, развиваемый радиальными двига­ телями,

М = \fipq кГм,

где р — рабочее давление в кГ/см2, a q — постоянная двигателя (удель­ ный расход жидкости в л/об).

Необходимая производительность насоса

n H = q n ^ = _0m q n ма/сек>

Лоб Лоб

где п — скорость вращения вала двигателя в об/сек; Лоб ~ 0,75 -f- 0,9 — объемный к. п. д. насоса. Мощность, развиваемая двигателем при п об/мин,

Nde = О.ООЮЗМл = 0,001 6 р<7 /г кет.

К валу высокомоментного двигателя можно присоединить непосред­ ственно рабочий орган механизма — барабан или колесо; однако при этом на нем же необходимо устанавливать и тормоз, который получается весьма громоздким.

Поэтому в гидравлических силовых приводах кранов более широкое применение имеют низкомоментные высокооборотные аксиально-порш­ невые гидродвигатели (рис. 126, в) обратимого типа, то есть используе­ мые и как двигатели, и как насосы.

Если р — давление жидкости в кГ/см2, подаваемой в аксиально-плун­ жерный гидромотор, a Q в см3/сек расход ее, то мощность, развиваемая гидродвигателем,

N = 0р>бг]«°х- кв1П'

10200

Если qn — объем, описываемый поршнями всех цилиндров в см3 за один оборот вала, то угловая скорость вала двигателя

п = . ^Л об 0 Q j MUHt

Я

Момент, развиваемый гидродвигателем,

м = 975 — = 975 QP^Mex0 = о 00l6pq4Mex кГм.

п10200 • 60Qr|o6

38.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОРМОЗОВ

Тормозные устройства механизмов используются для регулирования скорости движения, остановки и стопорения как крана в целом (тормоза механизмов передвижения крана), так и его отдельных частей (тормоза механизмов вращения поворотной части крана), в том числе и отдель­ ных механизмов (например, подъема груза или изменения вылета стрелы).

Для чистого стопорения в периоды пауз между редкими рабочими циклами и в нерабочие периоды отдельных элементов, обладающих по­ тенциальной энергией, используются храповые механизмы односторон­ него вращения внешнего или внутреннего зацепления с одной или не­ сколькими, смещенными друг относительно друга, собачками, причем, так как при остановках кинетическая энергия движущихся элементов

механизмов и груза преобразуется в энергию деформации, включать их допустимо только при скорости, равной нулю или близкой к ней.

Тормоза базируются на использовании силы трения, возникающей между вращающимися и прижимаемыми к нему невращающимися эле­ ментами, причем, так как кинетическая энергия движущихся элементов крана цли груза в тормозах преобразуется в тепловую энергию, их ис­ пользование возможно при любой скорости движущихся элементов.

Встроительных кранах колодочные тормоза применяются в лебедках

имеханизмах с индивидуальным электроприводом, ленточные тормоза

применяются в лебедках и механизмах стреловых самоходных кранов с групповым приводом; дисковые тормоза в основных механизмах строи­ тельных стреловых кранов, как правило, не применяются, хотя в отдель­ ных конструкциях и используются..

Стопорные тормоза, применяемые только для остановки механизма и удерживания груза в поднятом состоянии, отличаются от спускных тормозов, используемых для регулирования скорости опускания груза и постепенного замедления скорости механизма с последующей оконча­ тельной его остановкой преимущественно только системой управления, в зависимости от которой они разделяются на тормоза нормально-замк­ нутые (закрытые) и нормально-разомкнутые (открытые).

При необходимости удерживать длительное время нормально-замк­

управления в определенном положении.

Так как тормоза являются наиболее ответственным элементом меха­ низмов кранов, от нормальной работы которых зависит безопасность проведения подъемных операций, осуществляемых краном, требования к их конструкции и к установке в кранах регламентированы нормами Госгортехнадзора [37]. Этими нормами предусмотрено, что в механизмах подъема груза и изменения вылета стрелы кранов должны применяться тормоза замкнутого типа, автоматически размыкающиеся при включении привода и лишь в механизмах с фрикционными или кулачковыми муф­ тами включения могут применяться управляемые тормоза замкнутого типа. Специально подчеркнуто, что применение в этих механизмах управ­ ляемых иормальнотразомкнутых (открытых) тормозов не допус­

кается.

Не допускается также и применение постоянно-замкнутых неуправ­ ляемых тормозов, то есть тормозов, не размыкаемых в период работы механизмаЭто не относится к устройствам, у которых тормоз встроен

вхраповой механизм, допускающий работу механизма на подъем груза при замкнутом тормозе. Червячная передача, даже самотормозящаяся,

вмеханизмах с моторным приводом не может служить заменой тормоза, так как по мере приработки червячной пары ее к. п. д. повышается, что

может принести к потере самоторможения.

Впрактике эксплуатации кранов известны случаи падения стрел кра­ нов, удерживаемых самотормозящимися червячными передачами.

Вмеханизмах подъема груза и изменения вылета стрелы с неразмы-

каемой кинематической связью барабана с двигателем при использова­ нии в качестве тормозного шкива одного из элементов соединительной муфты между двигателем и редуктором в качестве тормозного шкива должна быть исподьзована полумуфта, укрепленная на валу редуктора.

У механизмов с фрикционными или кулачковыми муфтами включе­ ния тормозной шкив должен быть скреплен непосредственно с барабаном или установлен на валу, имеющем неразмыкаемую кинематическую связь с барабан°м.

Тормозной момент, создаваемый тормозами механизмов подъема Груза, должен превышать грузовой момент на тормозном валу пропор­ ционально коэффициенту запаса торможения Кт = 1,5; 1,75; 2 соответст­ венно при легком, среднем и тяжелом режиме работы механизма.

Это же относится и к механизмам изменения вылета стрелы, для ко­ торых коэффициент запаса торможения должен быть не менее 2.

При многодвигательном приводе механизма подъема груза должны? иметься между элементами механизма жесткие связи и применены тор­ моза в таких звеньях механизма, чтобы была исключена возможность самопроизвольного спуска (падения) груза при выходе из строя какоголибо двигателя или потери управления им.

В подъемных механизмах с приводом от гидроили пневмотолкате­ лей в последних должны иметься обратные клапаны, исключающие воз­ можность опускания груза или стрелы при падении давления в гидроили пневмосистеме.

Тормоза механизмов передвижения башенных и самоходных стрело­ вых кранов должны быть нормально-замкнутого типа. Тормоза механиз­ мов вращения самоходных стреловых кранов также должны быть замк­ нутого типа, тормоза механизмов вращения башенных кранов допу­ скается выполнять управляемыми нормально-открытыми.

В кранах с индивидуальным электроприводом механизмов допу­ скается возможность кратковременного отключения тормозов механиз­ мов передвижения и вращения при наличии электрического торможения этих механизмов с последующим наложением механических тормозов,- управляемых отдельной кнопкой.

39.ФРИКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Втормозах строительных кранов в качестве фрикционной пары ис­

пользуется обычно металл — асбесто-органическая композиция. Как и: в других типах кранов, металлическими (стальными или чугунными) вЫ' полняются тормозные шкивы, тормозные накладки из асбесто-органичс- ской композиции укрепляются на второй тормозной элемент — колодку» ленту или диск при помощи потайных медных, латунных или алюминие­ вых заклепок.

В настоящее время тормозные накладки выполняются или в виде тки~ ной асбестовой ленты (ГОСТ 1198—55), или в виде вальцованной асбе­ стовой ленты (ТУ 3027—51), или в виде двухконусных колодок.

Работоспособность тормозов определяется материалом фрикционной пары, характеризующимся коэффициентом трения ц, допустимыми ко**' тактным удельным давлением q и средней секундной работой (мощно стью) трения А ^ ед Эти три-параметра взаимосвязаны между собой

и зависят также от температуры в зоне контакта (табл. 54).

Нагрев тормозов при правильном выборе их параметров обычно не превышает допустимых величин. В начале работы механизма он быстр0' нарастает, пока не стабилизируется баланс тепла, развиваемого пр*1 торможении и рассеиваемого поверхностью тормоза. По достижений этого баланса температура тормоза устанавливается примерно постояв ной. Для улучшения отвода тепла внутреннюю поверхность обода шкив^ целесообразно выполнять ребристой, так как это, помимо увеличений теплоотдающей поверхности, повышает ток воздуха и, следовательно увеличивает теплоотдачу.

Методы расчета тормозов на нагрев подробно рассмотрены в боте [3].

Параметры фрикционных материалов

Для установления величины минимального отхода тормозной наклад­ ки от тормозимого элемента необходимо знать величину упругой дефор­ мации накладки, зависящей от упругих свойств материала накладки и удельного давления. Для тканой асбестовой ленты упругая деформа­ ция при удельных давлениях до 2 кГ/см2 не превышает 2% толщины ленты, при удельных давлениях до 6 кГ/см2 доходит до 5% толщины ленты и при 16 кГ/см2 до 8% ее толщины. У вальцованной ленты упру­ гая деформация при удельных давлениях до 2 кГ/см2 не превышает 1 % толщины ленты, при удельных давлениях до 6 кГ^см2 ’доходит до 3% ее толщины и на этом значении стабилизируется, почти не изменяясь при повышении удельных давлений.

Поэтому при применении в ’качестве фрикционного материала валь­ цованной ленты механизм тормоза может быть использован более целе­ сообразно.

Износ фрикционных накладок зависит от многих факторов и, в част­ ности, от теплового режима, скорости окружности шкива, удельного дав­ ления и интенсивности торможения. В наиболее тяжелых условиях экс­ плуатации износ может доходить в среднем до 1 мк при каждом тор^ можении.

ГЛАВА 11

ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ СТРЕЛОВЫХ КРАНОВ

40. СТАТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ

Каждый из применяемых в строительных кранах механизмов, незави­ симо от его назначения, состоит из четырех элементов — рабочего

органа, трансмиссии, привода и тормоза и работает в повторно-кратко- временном режиме. Поэтому, несмотря на различное конструктивное оформление и различные функции в кране, все механизмы имеют много общего между собой как по принципиальным кинематическим схемам, так и по методике их расчета.

Принципиальные схемы механизмов подъема груза, изменения выле­ та крюка, передвижения крана, вращения поворотной части приведены на рис. 127. Во всех этих механизмах конечным звеном является или не­ посредственно рабочий орган, или устройство для навивания каната, с которым связан рабочий орган.

Базовой параметрической характеристикой механизма подъема груза является грузоподъемность его Q, связанная с натяжением 5б ветви ка­ ната, навиваемого на барабан, зависимостью

где q — вес подвесных устройств, a in и г\п — кратность и к. п. д. грузо­ вого полиспаста.

Для общности расчета всех крановых механизмов примем, что в ме­ ханизмах подъема конечным звеном является барабан диаметром DQ, к которому приложено натяжение каната Se\ в механизмах передвиже­ ния конечным звеном служит ходовое колесо диаметром DK, к которому приложено сопротивление передвижению Wn; в механизмах вращения конечное звено — это соосное оси вращения венцовое колесо, относи­ тельно которого действует момент сопротивления вращению Мвр; в ме­ ханизмах изменения вылета конечное звено — барабан диаметром D0\г>

лебедки изменения вылета, к которому приложено натяжение стрело­ подъемного каната S£, или барабан диаметром D T6 тяговой лебедки,

к которому приложено натяжение тягового каната

Момент внешнего сопротивления Мс имеет для этих механизмов сле­ дующие значения:

механизм подъема Мс =

механизм передвижения Мс = Wn ^ ;

механизм вращения Мс = Мвр;