Проверка работы механизма подъема груза крана в режиме неустановившегося движения. Смазка крановых редукторов в зависимости от грузоподъемности и режимов работы крана Во вращение барабан приводят

Схемы механизмов подъема


Принципиальная схема механизма подъема представлена на рис. 115. Обычно эти механизмы состоят из зубчатого цилиндрического или червячного редуктора, соединенного муфтой с электродвигателем. Выходной вал редуктора соединяется с барабаном.

В качестве моторной муфты часто применяют упругую пальцевую муфту МУВП (нормаль машиностроения МН 2096-61) или зубчатую муфту (ГОСТ 5006-55).

У механизмов подъема груза, имеющих неразмыкаемую кинематическую связь барабана с двигателем, в качестве тормозного шкива можно использовать одну из полумуфт соединения двигателя с редуктором. Если эта муфта является упругой (МУВП , пружинная и т. п.), то в качестве тормозного шкива, согласно правилам Госгортехнадзора, допустимо использование только полумуфты, находящейся на валу редуктора. При этом упругие элементы муфты при торможении освобождаются от действия грузового момента, вследствие чего срок службы их увеличивается.

Рис. 1. Схема механизма подъема с механическим приводом

Рис. 2. Муфты с тормозным шкивом:
а - муфта МУВП ; б - муфта зубчатая

У механизмов с фрикционными или кулачковыми муфтами включения (обычно это случай приведения в движение нескольких механизмов от одного двигателя, например автомобильные краны и т. п.) тормозной шкив должен быть скреплен непосредственно с барабаном или установлен на валу, имеющем жесткую кинематическую связь с барабаном.

Согласно правилам Госгортехнадзора, механизмы подъема груза и изменения вылета стрелы выполняют так, что опускание груза или стрелы возможно только двигателем. Механизмы грузоподъемных машин, оборудованные кулачковыми, фрикционными или другими видами приспособлений, для переключения диапазонов скоростей рабочих движений устраивают так, что самопроизвольное включение или расцепление механизма невозможно. У лебедки подъема груза и стрелы, кроме того, исключается возможность переключения скорости под нагрузкой, а также отключение механизма лебедки без предварительного наложения тормоза. Применение фрикционных и кулачковых муфт включения на механизмах, предназначенных для подъема людей, расплавленного или раскаленного металла, ядовитых и взрывчатых веществ не допускается.

Особенности соединения барабана с редуктором оказывают существенное влияние на конструктивные и эксплуатационные качества механизма подъема. Существует несколько вариантов выполнения этого узла. Первым вариантом является схема с установкой вала барабана на двух самостоятельных опорах и соединением вала барабана с валом редуктора посредством муфты. Так как опоры барабана независимы от редуктора, то при сборке возможно возникновение некоторых погрешностей. Поэтому соединительная муфта является компенсирующей. Весьма удобно применение для этой цели удлиненной зубчатой муфты, допускающей значительное относительное смещение соединяемых валов, что упрощает процесс монтажа механизма. Соединения, выполненные по данной схеме, отличаются надежностью в работе, удобством монтажа и обслуживания механизма, но имеют относительно большие габариты.

Уменьшение габаритов может привести к применению двух- и трехопорных валов механизма подъема, в которых вал барабана является одновременно выходным валом редуктора. Двухопорный вал получается весьма тяжелым. Кроме того, неточность установки отдельной опоры барабана приводит к нарушению точности зацепления в редукторе. Трехопорный вал очень чувствителен к неточностям монтажа. В обоих случаях становится невозможной отдельная сборка и обкатка редуктора, что нарушает принцип создания блочной конструкции. Поэтому эти две схемы не получили широкого применения.

В некоторых конструкциях крутящий момент на барабан передается при помощи открытой зубчатой пары. В этом случае зубчатое колесо можно закрепить на валу барабана или установить непосредственно на барабане, тогда ось барабана будет работать только на изгиб. Так как обычно зубчатые передачи для повышения их надежности и износоустойчивости помещают в закрытые корпуса, то эти схемы не находят широкого применения и используются только в ручных и специальных механизмах (например, в двух-барабанных приводах литейных кранов).

Для получения статической определимости валов и создания блочной и компактной конструкции наиболее рациональна установка одной из опор оси барабана внутри консоли выходного вала редуктора. Конструктивное выполнение этого узла показано на рис. 4. Конец выходного вала редуктора выполняют в виде поло вины зубчатой муфты; вторая половина муфты укреплена на барабане. в этом случае и вал редуктора, и ось барабана установлены на двух опорах. Ось барабана работает только на изгиб.

Рис. 3. Схемы соединения барабана с редуктором

В современных кранах все большее применение находят редукторы, увешиваемые непосредственно на ведомый вал. При этом исключает-трудоемкая работа по выверке установки и центровке редуктора, ижаются требования к точности изготовления и к жесткости рамы механизма. Особенно целесообразны навесные редукторы при использовании фланцевых электродвигателей, так как тогда полностью устраняются все подгоночные работы.

Рис. 4. Типовая конструкция соединения барабана с валом редуктора при помощи зубчатой муфты

На конструкцию механизма подъема оказывает существенное влияние кратность полиспаста. Выбор кратности полиспаста производится на основе конструктивного анализа выбранной схемы механизма. В кранах, где канат наматывается на барабан, не проходя через направляющие блоки (например, в мостовых кранах), для обеспечения строго вертикального подъема груза применяют сдвоенные полиспасты. В кранах, где канат перед навивкой на барабан проходит через направляющие блоки, сдвоенные полиспасты обычно не применяют (за исключением некоторых конструкций стреловых кранов) и используют одинарные полиспасты с кратностью, более высокой, чем у сдвоенных.

В механизмах подъема подвес груза на одной ветви каната применяют только в кранах малой грузоподъемности (до 1-3 т). В стреловых (портальных) кранах, имеющих большую высоту подъема груза, подвес на одной ветви применяется при грузоподъемности 5 и даже 10 т. При грузоподъемности до 25 т обычно применяют двух-, трех- и четырехкратные полиспасты. А при еще больших грузоподъемностях кратность полиспаста достигает 12.

Полиспасты с нечетной кратностью могут вызвать перекос крюковой подвески, поэтому полиспасты с четной кратностью являются более предпочтительными к употреблению. Унификация механизмов подъема кранов различной грузоподъемности достигается путем изменения кратности полиспаста для получения примерно одинаковых крутящих моментов от груза и потребной мощности электродвигателя. Это позволяет применять в кранах различной грузоподъемности одинаковые электродвигатели, редукторы, барабаны, блоки, канаты, тормоза и т. п.

Большое применение находят механизмы подъема с пневмоприводом. Для работы во взрывоопасной среде такие подъемники выпускают с цепями из специальной стали, не вызывающей образования искр, и с бронзовыми грузовыми крюками. Пневматические оршневые подъемники могут быть с вертикальным или горизонталь-ьш Расположением рабочего цилиндра. Давление воздуха в таких подъемниках применяется в пределах от 2 до 12 am, грузоподъемность их от 10 кГ до 5 т\ диаметр рабочих цилиндров от 30 до 300 мм; высота подъема от 50 до 2000 мм. Подъемник имеет цилиндр двойного действия. Управление осуществляется при помощи двухкнопочного распределителя, соединенного с цилиндром двумя воздухопроводами. Скорость подъема регулируется бесступенчато; в любом положении крюка подъемник можно остановить. В зависимости от грузоподъемности и диаметра воздухопровода скорость подъема составляет 0,1-0,5 м/сек.

Рис. 5. Пневматические подъемники

Подъемник с консольным грузозахватным механизмом рассчитан на восприятие изгибающего и опрокидывающего моментов. Грузоподъемная консоль жестко закреплена на дополнительной полноповоротной направляющей трубе, перемещающейся по наружной поверхности пневматического цилиндра; направляющая труба присоединена к штоку поршня. Тележка для подвески подъемника выполнена двухрельсовой. Расположение пневматических подъемников с использованием отклоняющих роликов и полиспастов показано на рис. 5, в.

Высота подъема крюка подъемника, показанного на рис. 5, в, в два раза превышает ход поршня. Значительная высота подъема при минимальных габаритных размерах подъемника достигается по схеме с горизонтальным расположением рабочего цилиндра. Горизонтальное движение штока преобразуется при помощи отклоняющих роликов в вертикальное движение крюка. При повышенной чистоте рабочих поверхностей цилиндра и поршня и при хорошем качестве и конструкции уплотнений к. п. д. пневматических поршневых подъемников достигает 0,9 - 0,93. При наличии встроенного полиспаста высота подъема груза таких подъемников может достигать до 9 м.

В кранах, оборудованных грузовым электромагнитом, механизм подъема должен иметь еще специальный кабельный барабан для гибкого кабеля, подающего электроэнергию к магниту. Кабельный барабан располагается на отдельном валу и приводится в движение от вала грузового барабана при помощи цепной или зубчатой передачи. От электросети ток подается к вращающемуся барабану при помощи кольцевого токосъемника со скользящими контактами.

Механизмы подъема кранов-штабелеров выполняются с применением канатных или цепных грузовых органов. Наибольшее применение получают канатные механизмы подъема, в которых широко используются нормальные узлы и элементы других типов грузоподъемных машин. Очень часто в качестве механизма подъема используются электрические тали, имеющие микропривод, что обеспечивает точную установку груза в ячейках стеллажей.

Преимуществом цепных механизмов подъема является их компактность. Недостатком цепных механизмов подъема является относительно высокая стоимость цепи и трудность размещения ее холостой ветви.

В кранах-штабелерах, имеющих управление из кабины, поднимающейся вместе с грузовым захватом, обычно применяют канаты как более надежный гибкий грузовой орган или привод подъема груза выполняют цепным, а привод подъема кабины-канатным. При малых высотах подъема груза краном-штабелером применяют цепные механизмы подъема, оборудованные гидроцилиндрами, аналогичные механизмам подъема погрузчиков. В этом случае гидроцилиндр располагается вертикально на колонне крана и плунжер цилиндра, поднимающийся вверх, оборудован двумя подвижными блоками, через которые перекинуты две грузовые пластинчатые цепи, прикрепленные к грузовой каретке.

Рис. 6. Механизм подъема магнитной крюковой тележки

Грейферные лебедки двухканатных грейферов имеют два барабана - один для подъемного, другой для замыкающего каната. Производство работ двухканатным грейфером требует осуществления раздельной работы каждым барабаном. Так, при зачерпывании груза наматывается на барабан замыкающий канат, а подъемный канат имеет некоторую слабину даже при заглублении грейфера. При подъеме и спуске грейфера оба барабана вращаются совместно. При раскрытии висящего грейфера барабан подъемного каната неподвижен, а барабан замыкающего каната вращается на спуск. При раскрытии поднимающегося или опускающегося грейфера необходимо вращение сбоих барабанов, но с различной скоростью.

Грейферные лебедки подразделяют на две группы - одномоторные и двухмоторные. Одномоторные лебедки имеют двигатель, кинематически жестко связанный с валом замыкающего барабана. Барабан подъемного каната связан с двигателем посредством жесткой связи, выключаемой по мере необходимости посредством фрикционной связи. Выключение жесткой связи подъемного барабана производится при помощи сцепной управляемой муфты. Барабан может удерживаться в неподвижном состоянии при замыкании тормоза. При зачерпывании тормоз замкнут, барабан 6 неподвижен, муфта разомкнута и фрикцион проскальзывает.

По окончании зачерпывания начинается вращение подъемного барабана на подъем под действием фрикциона, при этом тормоз разомкнут. Для раскрытия грейфера тормоз замыкается и останавливает барабан, а барабан замыкающего каната работает в сторону спуска. Последующий подъем или спуск раскрытого грейфера требует размыкания тормоза и включения муфты, так как иначе челюсти самопроизвольно закроются, провернув слабый фрикцион, который служит исключительно для автоматизации перехода от черпания к подъему. Он создает минимальное натяжение подъемного каната, необходимое для устранения его слабины и преодоления инерции массы барабана. Излишнее натяжение подъемного каната отрицательно влияет на протекание процесса зачерпывания. Существенным недостатком одномоторной лебедки является невозможность совмещения движений (открытия - закрытия челюстей) на ходу.

Рис. 7. Одномоторная грейферная лебедка:
а - схема механизма; б - изменение усилия в канатах в процессе работы

При применении лебедки по приведенной схеме нагрузка на канаты весьма неравномерна. При перемещении наполненного грейфера вес груза Q и самого грейфера G воспринимается полностью замыкающим канатом, в то время как подъемный канат почти не нагружен. При подъеме или спуске порожнего грейфера основную нагрузку воспринимает подъемный канат, а замыкающий канат разгружен.

Рис. 8. Двухмоторная грейферная лебедка с независимыми барабанами:
а - ехема механизма; б -изменение усилия в канатах в процессе работы; 1 - замыкающий канат; 2 - подъемный канат

Общим недостатком одномоторных лебедок является наличие быстроизнашивающихся сцепных муфт и фрикционов; они применяются главным образом при небольшой производительности и грузоподъемности. Основное применение находят двухмоторные лебедки, которые могут осуществлять любое совмещение операции, что значительно повышает производительность крана. Управление двухмоторными лебедками более простое и безопасное, однако суммарная мощность обоих двигателей двухмоторной лебедки на 20-50% больше мощности Двигателя одномоторной лебедки. Наибольшее применение в качестве Двухмоторных лебедок имеют грейферные лебедки, состоящие из двух однотипных, нормальных крановых однобарабанных лебедок с независимыми электродвигателями. Одна лебедка предназначена для подъемного и другая для замыкающего каната. При зачерпывании груза работает двигатель замыкающей лебедки, который в конце зачерпывания нагружен полным весом груженого грейфера. Двигатель подъемной лебедки выключен, а тормоз этой лебедки разомкнут для поддержания слабины подъемного каната. Затем включается двигатель подъемной лебедки, скорости и нагрузки выравниваются и подъем груженого грейфера производится при практически одинаковом усилии подъемных и замыкающих канатов. Так как перегрузка замыкающего двигателя в конце процесса черпания кратковременна, то оба двигателя с некоторым запасом принимают одинаковой мощности, равной 0,6 суммарной мощности, необходимой для подъема груженого грейфера. Такие лебедки весьма просты по устройству и достаточно просты в эксплуатации.

Рис. 9. Двухмоторная грейферная планетарная лебедка

Широко применяются также грейферные двухмоторные лебедки с планетарной связью между барабанами. Одна из схем таких лебедок представлена на рис. 9. Эта лебедка имеет два двигателя различной мощности. Подъемный двигатель жестко связан с подъемным барабаном и зубчатой обоймой планетарной передачи. Замыкающий двигатель вращает солнечное колесо планетарной передачи. Замыкающий барабан получает вращение через шестерню, соединенную водилом планетарной передачи, на котором сидят оси сателлитов. При зачерпывании груза двигатель заторможен. Работает только двигатель, вращающий замыкающий барабан через колесо и водило. Сателлиты катятся по неподвижной обойме. При подъеме или спуске грейфера двигатель заторможен и работает двигатель, вращая с одинаковой скоростью оба барабана. При этом вращается зубчатая обойма и сателлиты катятся по неподвижному колесу, приводя в движение водило и замыкающий барабан. Для открытия или раскрытия челюстей на ходу во время работы двигателя включается двигатель, ускоряющий или замедляющий вращение водила, а следовательно, и замыкающего барабана.

Мощность подъемного двигателя выбирается равной необходимой мощности подъема груженого грейфера; мощность замыкающего двигателя - равной 0,5 мощности подъема при скорости каната во время зачерпывания, равной скорости подъема грейфера. Суммарная мощность равна 1,5 мощностям подъема. Тормоз двигателя рассчитывается как для механизма подъема на полный вес груженого грейфера. Тормоз двигателя рассчитывается только на 50% веса груженого грейфера, вследствие чего при переходе от процесса зачерпывания к подъему груженого грейфера после выключения двигателя 5 происходит выравнивание натяжений канатов из-за проскальзывания тормоза. Так как величина тормозного момента может быть непостоянна, то в расчетах обычно не учитывают возможности выравнивания натяжения канатов и с некоторым запасом принимают распределение нагрузки между канатами таким же, как в одномоторной лебедке.

Рис. 10. Схема многоскоростного механизма подъема с планетарной муфтой

Во многих случаях в механизмах подъема грузоподъемных машин необходимо производить изменение скорости подъема и спуска груза в зависимости от характера выполняемой операции и от величины груза. Эта необходимость вызвала появление многоскоростных грузовых подъемных механизмов.

Так, в механизме подъема мостового крана грузоподъемностью 15 т получение двух скоростей достигается путем применения двух приводных двигателей и планетарной муфты. Барабан механизма подъема вращается от основного электродвигателя через двухступенчатый цилиндрический редуктор, а при работе на малой скорости от вспомогательного двигателя, который соединяется с барабаном через ротор основного двигателя, планетарную зубчатую муфту и одноступенчатый цилиндрический редуктор. В механизме имеется три тормоза: у основного двигателя - тормоз, У вспомогательного двигателя - тормоз 9 и на ободе планетарной муфты - тормоз.

При работе на нормальной скорости тормоз вспомогательного двигателя замкнут, а остальные тормоза размыкаются. При работе на малой установочной скорости включается вспомогательный двигатель, наружный обод планетарной муфты затормаживается тормозом, а тормоза размыкаются. Если тормоз планетарной мУфты при работе основного электродвигателя из-за какой-либо неисправности не размыкается и наружный обод муфты остается заторможенным, то ротор вспомогательного двигателя вращается с повышенным числом оборотов, что может вызвать поломку двигателя. Для предотвращения такой опасности механизм снабжен двумя центробежными выключателями. Выключатель размыкает цепь управления при двойном числе оборотов ротора основного электродвигателя и останавливает механизм при выходе из строя планетарной муфты или при неисправности ее тормоза во время работы на малой скорости от вспомогательного электродвигателя. Выключатель размыкает цепь управления при двойном числе оборотов ротора вспомогательного двигателя и останавливает механизм подъема при неисправности тормоза при работе на большой скорости от основного электродвигателя.

Водило планетарной муфты соединяется с задним концом вала ротора основного двигателя. На осях водила закреплены два сателлита, находящиеся в зацеплении с солнечным колесом и зубчатым венцом, закрепленным в корпусе. Корпус соединен болтами с тормозным шкивом. Вал солнечного колеса соединяется с выходным валом цилиндрического редуктора, быстроходный вал которого соединен с валом вспомогательного двигателя.

При включении вспомогательного двигателя вращение передается через солнечное колесо и сателлиты на водило, которое приводит во вращение вал основного двигателя, редуктор и барабан. При этом тормоз замкнут и зубчатый венец планетарной муфты неподвижен. При работе от основного двигателя вращение передается водилу, а от него сателлитам. Солнечное колесо 6 остается неподвижным, так как тормоз вспомогательного двигателя замкнут, а двигатель не включен. Сателлиты обкатываются по солнечному колесу и приводят во вращение зубчатый венец. Тормоз планетарной муфты разомкнут и обод ее вращается свободно.

Описанная система обеспечивает при основной скорости подъема, равной 8 м/мин, получение посадочных скоростей, равных 0,65 м/мин. Использование планетарных передач позволяет создать механизмы, отличающиеся особой компактностью.

На рис. 12 представлена кинематическая схема многоскоростного механизма подъема крана, обеспечивающая получение двух скоростей подъема и трех скоростей спуска, что позволяет точно устанавливать монтируемые краном элементы.

Рис. 11. Планетарная муфта

На рис. 13 показан разрез по барабану этого механизма с встроенным в него планетарным редуктором. Механизм состоит из двух одинаковой мощности двигателей с короткозамкнутым ротором, двух двухступенчатых редукторов и барабана со встроенной в него планетарной передачей. Вал барабана разрезной, что дает возможность варьировать скорости вращения барабана в широких пределах.

При включении одного из двигателеи, например двигателя и разомкнутом тормозе (при этом двигатель неподвижен и тормоз замкнут) шестерня, вращаясь вместе с валом, приводит во вращение находящуюся с ней в зацеплении шестерню, которая, в свою очередь, находится в зацеплении с шестерней. Шестерня обегает вокруг шестерни, которая остается неподвижной, так как электродвигатель и вал не вращаются. В этом случае барабан вращается со скоростью, обеспечиваемой передаточным числом редуктора и планетарной передачей 3-11.

Рис. 12. Схема многоскоростного механизма подъема башенного крана МСК 5/20

При включении обоих электродвигателей так, что шестерни вращаются в одну сторону, скорость вращения барабана увеличится пропорционально передаточному отношению редуктора. При вращении электродвигателей, а следовательно, и шестерен в разные стороны скорость вращения барабана уменьшается.

Таким образом, при спуске груза наименьшая посадочная скорость получается при включении обоих двигателей в разных направлениях; наибольшая скорость - при включении обоих двигателей в одном направлении и средняя скорость - при включении одного из двигателей. При подъеме груза используются две скорости - первая при работе одного двигателя и вторая - при работе обоих двигателей, включенных в одном направлении.

В электроталях часто применяется так называемый микропривод, обеспечивающий получение малых посадочных скоростей. На рис. 14 представлен микропривод механизма подъема тали ТЭ -ВНИИПТмАШ. Таль имеет основной двигатель, встроенный в барабан, обеспечивающий подъем груза со скоростью 8 м/мин. Для получения микроскоростей (равных для талей грузоподъемностью 1 и 2, 3, 5 т соответственно 1, 0,6, 0,5 м/мин) таль снабжается микроприводом, состоящим из двигателя типа АОЛ малой мощности, соединяемым через зубчатую пару и электромагнитную дисковую муфту сцепления с быстроходным валом механизма подъема. При включении основного двигателя вал микропривода вращается вхолостую, а зубчатая пара 2 остается неподвижной. При включении двигателя микропривода одновременно включается электромагнитная муфта и вращение передается от микродвигателя через зубчатую пару на вал редуктора механизма подъема.

Рис. 13. Барабан со встроенным планетарным редуктором

Рис. 14. Микропровод тали ТЭ-ВНИИПТМАШ

В механизмах подъема лифтов в настоящее время применяют лебедки с канатоведущими шкивами, в которых отсутствует жесткое соединение кабины и противовеса с ведущим элементом подъемного механизма - канатоведущим шкивом. Тяговое усилие в канатах создается трением между канатом и стенками ручьев шкивов. Конструкция лифтов этого типа отличается малыми габаритами, простотой, повышенной безопасностью работы и значительно большими возможностями унификации, так как одна и та же лебедка может употребляться для зданий различной этажности.

В безредукторных лебедках канатоведущий шкив и шкив тормозного устройства размещаются на валу ротора тихоходного электродвигателя постоянного тока, работающего по так называемой системе генератор - двигатель. Благодаря отсутствию механических передач конструкция безредукторной лебедки получается более компактной, несмотря на то, что тихоходный электродвигатель имеет значительно большие размеры, чем обычный электродвигатель той же мощности. Однако в безредукторный привод входят другие электрические машины и устройства, которых нет в редукторном приводе. Безредукторные лебедки благодаря электрорегулированию позволяют обеспечить плавное, бесступенчатое изменение скорости в широком диапазоне, что повышает плавность пуска и остановки, точность остановки и уменьшает шум и вибрации. Они получили широкое применение при скоростях движения кабин от 2 м/сек и выше. Для меньших скоростей более легкими и экономичными оказываются редукторные лебедки.

По способам регулирования скорости движения кабин, необходимым для осуществления плавного пуска и плавной, точной остановки, различают лебедки с электрическим и механическим регулированием. Электрическое регулирование скорости по системе генератор- двигатель, осуществляемое изменением напряжения, подводимого к электродвигателю, обеспечивает плавное регулирование в широком диапазоне изменения скорости, но является весьма сложным и дорогим.

Механическое регулирование скорости применяется в лебедках редукторного типа при скоростях движения кабины до 2-2,5 м/сек я осуществляется применением специального дополнительного микро-привода.

К атегория: - Подъемно-транспортные машины

СМАЗКА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Наиболее распространенные электромостовые, поворотные, консольные, металлургические и другие краны имеют много общего в системе смазки, но в зависимости от различных эксплуатационных условий имеют и свои особенности.
Смазка крановых редукторов механизма подъема грузов и механизмов движения моста и тележки производится обычно посредством масляной ванны. Так как зубчатые зацепления в крановых редукторах работают в тяжелых условиях, с ударными нагрузками, частыми включениями и выключениями, то в них применяют более вязкие и маслянистые масла по сравнению с обычными редукторами станков. При заливке маслом крановых редукторов рекомендуется пользоваться указаниями, приведенными в табл.21.

Таблица 21
Смазка крановых редукторов в зависимости от грузоподъемности и режимов работы крана

Смена масла и промывка редукторов производится один раз в 4-6 месяцев и приурочивается обычно к плановому ремонту или осмотру крана. Для металлургических кранов срок службы масла сокращают до 2-3 месяцев. Перед вскрытием редукторов следует удалять пыль с их крышек во избежание попадания ее в масло. Уровень масла в редукторе должен быть не ниже контрольной отметки маслоуказателя; при его отсутствии масло рекомендуется заливать не выше уровня, достигающего 3-5 см до нижней части нижнего вала, но не ниже уровня, обеспечивающего погружение в масло полной высоты зубьев нижнего зубчатого колеса. Редукторы не должны иметь утечек масла. Особенно недопустимо его попадание на троллеи, настил моста крана и рельсы, а также на тормозные шкивы, колодки и ленты. При обнаружении утечек они немедленно устраняются.
Смазка подшипников крановых редукторов старых конструкций, где подшипники быстроходного первого вала редуктора имеют кольцевую смазку, при работе в нормальных температурных условиях производится путем заливки их один раз в 3 месяца маслом индустриальным 20, доливку производят один раз в 3-5 дней. В условиях повышенных температур и запыленности эти подшипники заливают ежемесячно маслом индустриальным 50, доливку производят 2-3 раза в неделю.
Подшипники скольжения в редукторах, имеющих колпачковые масленки, смазываются при нормальной температуре солидолом УС-2 или УСс-2 путем поворота крышки масленки на 1-2 оборота 1-2 раза в смену. При повышенных температурах смазка их производится консталином УТ-1 или УТс-1 поворотом крышки масленки на 1-2 оборота до 2-3 раз в смену.
В редукторах кранов современных конструкций обычно устанавливаются подшипники качения, которые при нормальных температурах следует заполнять солидолом УС-2 один раз в 4-6 месяцев, а для металлургических кранов смазкой 1 -13 или консталином УТ-1 при каждом ремонте. Смазку добавляют ежемесячно через подведенные к этим подшипникам колпачковые или пресс-масленки. При наличии в редукторах подшипников качения с густой смазкой следует обращать особое внимание на исправность уплотнений и не допускать вытекания смазки из корпуса подшипника или вымывания ее просочившимся маслом из ванны редуктора.
На некоторых кранах в редукторах устанавливается насос, подающий масло к подшипникам. В этом случае уход за ними сводится к контролю за наличием и качеством масла и исправной работой насоса.

Механизмы передвижения моста электрокранов большой грузоподъемности, особенно металлургических, в настоящее время выпускаются с централизованными системами смазки от автоматических или ручных смазочных станций. В этом случае смазку производят согласно инструкции по эксплуатации этих систем. Автоматическая централизованная смазочная система обеспечивает надежную подачу смазки ко всем смазочным точкам, в том числе и к удаленным и труднодоступным. При этом экономится время обслуживания, что особенно важно для непрерывно работающих кранов, а также значительно сокращается расход смазочных материалов.
В кранах старых конструкций смазка втулок ходовых колес подшипников скольжения трансмиссионного вала осуществляется обычно через колпачковые масленки, пресс-масленки или от центральных смазочных установок. Смазка кранов, работающих при нормальной температуре, например в механосборочных цехах, производится солидолом УС-2 или УСс-2 путем поворота крышек масленок на 1-2 оборота или наполнением пресс-масленок шприцем 1-2 раза в смену. Смазка ковочных, литейных, мульдо-завалочных и других металлургических кранов осуществляется конталином УТ-1 или УТс-1 поворотом крышек масленок на 2 оборота или заполнением пресс-масленок 2-3 раза в смену. Особо аккуратно должны смазываться удаленные точки, втулки ходовых колес и детали и узлы, подвергающиеся непосредственному воздействию высоких температур. Подшипники качения механизмов передвижения моста смазываются аналогично подшипникам качения крановых редукторов.
В качестве консистентных смазок для кранов, работающих на открытом воздухе зимой, применяют низкотемпературные смазки ЦИАТИМ-201, НК-30, № 21, ГОИ-54 и др. Места смазки наружных кранов необходимо оберегать от попадания в них воды снега.
В механизме передвижения тележки шестерни и подшипники редукторов, подшипники ходовых колес смазываются так же, как Соответствующие узлы механизма передвижения моста. Поскольку тележка постоянно перемещается вдоль моста, здесь особенно важно не допускать утечек масла из редукторов на настил и рельсы.
В механизме подъема груза редукторы и подшипники грузового барабана смазываются аналогично этим же узлам механизма движения моста и тележки. Так как механизм подъема работает напряженнее других механизмов крана, то смазку его узлов рекомендуется производить чаще. Смазка подшипников качения и Скольжения, осей крюковых обойм производится солидолом УС-2, при высоких температурах консталином путем набивки через масленки или пробки, расположенные в торцах осей блоков. Для кранов, работающих при нормальной температуре, смазку подают 2-3 раза в неделю, а для металлургических кранов -- не реже 1 раза в смену. Шариковые подшипники крюка обоймы заполняются при нормальных температурах солидолом УС-2 один раз в 3-6 месяцев, в металлургических кранах - консталином или смазкой 1-13 один раз в месяц.
Открытые зубчатые передачи во избежание быстрого износа смазываются: в кранах малой грузоподъемности с легким режимом работы и при нормальной температуре - полугудроном 1 раз в 5 дней, средней грузоподъемности и средним режимом работы при повышенной температуре - графитной мазью 1 раз в 5 дней и тяжелых металлургических кранов 2 раза в неделю - графитной мазью, приготовленной смешением 90% консталина и 10% графитного порошка, при нагреве не выше 110°. Перед нанесением смазки старую следует удалять.
Смазка электродвигателей приведена ниже. Подшипники барабанных контроллеров смазываются солидолом УС-2 или УС-3, сухарики, сегменты и храповые колеса - тонким слоем солидола УС-2 или техническим вазелином. Шарнирные соединения контак¬торов смазывают маслом индустриальным 30. Смазку деталей конечных выключателей систематически, не реже 1 раза в 10 дней, производят тем же маслом или солидолом УС-2 в зависимости от конструктивных особенностей узла. Смазка пальцев токоприемных роликов производится при обесточенных троллейных проводах один раз в неделю солидолом УС-2, а при высоких температурах консталином УТ-1.
Во избежание несчастных случаев смазка кранов должна производиться только в обесточенном состоянии всех механизмов крана на его посадочной площадке. Суточный запас смазочных материалов в чистой посуде (отдельной для каждого сорта) должен храниться в закрытом- ящике на мосту крана. Ввиду опасности для крановщиков, а также наличия большого количества труднодоступных точек смазки на кранах особенно настойчиво следует проводить перевод всех узлов на централизованную и автоматическую смазку.


ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Совершенствование технического обслуживания механизма подъема груза железнодорожного крана КЖДЭ-161

ЗАДАНИЕ

Тема проекта: Совершенствование технического обслуживания механизма подъема груза железнодорожного крана КЖДЭ-161

Исходные данные к проекту (спецуказания по проекту)

а) Технико-экономические показатели предприятия и анализ существующих конструкций

б) Справочная информация по железнодорожным кранам

в) Справочная литература для конструкторских расчетов

1. Анализ существующей конструкции

2. Проектные расчеты механизмов

3. Прочностные расчеты узлов механизмов

4. Техническое обслуживание и ремонт крана

5. Охрана труда

6. Экономическая часть

5 Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1. Железнодорожный кран (Вид общий).

2. Кинематические схемы механизмов крана

3. Механизм подъема груза

4. Механизм подъема стрелы

5. Барабан грузовой

6. Технико-экономические показатели работы оборудования

ВВЕДЕНИЕ

Универсальный полноповоротный самоходный стреловой кран на железнодорожном ходу КЖДЭ-161 используется в грузовом хозяйстве УГЖДТ и является средством механизации погрузочно-разгрузочных работ с различными грузами. Изготовляется этот кран с дизель-электрическим приводом.

Дизель - электрический кран КЖДЭ-161 оборудуется основной 15- метровой стрелой с крюком и по особому заказу может иметь дополнительное оборудование: 5-метровую вставку для удлинения стрелы до 20 м, захват для леса или грейфер с комплектом канатов, грузовой электромагнит с мотор-генераторной станцией для его питания. Узлы крана максимально унифицированы с узлами крана КЖДЭ - 251, до 80% деталей - одинаковые.

Источник энергии крана - дизель, вращающий генераторную установку, которая питает переменным током напряжением 380 В индивидуальные электродвигатели всех исполнительных механизмов. Предусмотрена возможность работы крана с питанием от внешней сети по гибкому кабелю.

Целью дипломного проекта является модернизация механизма подъёма груза и совершенствование его технического обслуживания. Модернизация заключается в изменении схемы механизма с однобарабанной на двухбарабанную схему. Двухбарабанная схема обеспечивает подъем или опускание груза одним барабаном или двумя одновременно, так как редуктор выполняется спаренным. При работе двумя барабанами скорость подъема увеличивается вдвое, так как полиспаст будет работать как сдвоенный и кратность его будет не шесть, а три. При работе с двухканатным грейфером один барабан используется как подъемный, а другой - как замыкающий.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ

Техническая характеристика рассматриваемого крана приведена ниже:

Грузоподъемность, т

При наименьшем вылете 25

При наибольшем вылете 4,9

Длина стрелы, м 15

Скорость, м/мин

Подъём груза 8,8:17,5

Передвижение 175

Частота вращения поворотной части, об/мин 2

Время полного подъёма стрелы, мин 0,62

Масса крана в рабочем состоянии 52,5

Кран КЖДЭ-161 имеет ходовую платформу, поворотную платформу с установленным на ней кузовом и механизмами, опорно-поворотное устройство, стрелу и крюковую обойму.

Ходовая платформа является основанием крана и состоит из сварной рамы, карманы которой заполнены балластом, и стандартных двухосных тележек на подшипниках качения. Под ходовой рамой расположены два механизма передвижения, включающие электродвигатели и редукторы, ведомыми валами которых являются оси ходовых колёс (колесных пар). К наружным брусьям рамы приварены кронштейны выносных опор - аутригеров. Выносные опоры повышают устойчивость крана за счёт увеличения опорной базы. В транспортное положение выносные опоры приводятся путём их поворота относительно оси на 90 0 вдоль поворотной платформы. Выносные опоры выполнены винтовыми.

Поворотная рама крана КЖДЭ-161 представляет собой сварную конструкцию из продольных и поперечных балок с приваренным к ним настилом. К продольным балкам шарнирно крепится две пары наклонных стоек, образующих опоры портала; спереди рамы закреплены опоры стрелы. В хвостовой части поворотной рамы на специальной чугунной плите, служащей одновременно и противовесом, установлены дизель и генератор. Рядом расположены топливный бак и радиатор. Здесь же размещены механизмы подъёма груза, изменение вылета стрелы, поворота и кабина машиниста с пультом управления.

При работе крана с электромагнитом постоянный ток даёт мотор - генераторная станция, устанавливаемая сверху на кузове. Внутри кузова смонтированы панель управления и магнитный контроллер.

Опорно-поворотное устройство крана имеет шариковый двухрядный поворотный круг, состоящий из трех колец. Наружная обойма состоит из двух колец: верхнего, которое крепится болтами к поворотной раме, и нижнего, соединенного болтами с верхнем. Внутренняя обойма одновременно является зубчатым венцом поворота, крепления обоймы производится болтами к раме ходовой платформы. Наружная и внутренняя обойма имеет беговые дорожки для двух рядов шариков. Поверхности катания закалены токами высокой части. Опорно-поворотное устройство воспринимает нагрузку от массы поворотной части с расположенными на ней механизмами, а также опрокидывающий момент во время подъёма груза.

Механизм подъёма груза расположен в центральной части поворотной платформы.

Кинематическая схема механизма подъёма груза показана на рисунке 1.

На специальной сварной раме планируется расположить два электродвигателя 1, сдвоенный двухступенчатый редуктор 4, два тормоза 3 и два барабана 5. Вал ротора электродвигателя соединяется с ведущим валом редуктора соединительной муфтой 2, одна из полумуфт которой является тормозным шкивом колодочного тормоза.

Два редуктора расположены в одном корпусе, разделённом перегородкой, которая служит опорой для шарикоподшипников валов.

В сквозных крышках подшипников установлены манжетные уплотнения, препятствующие попаданию в редуктор грязи и пыли и утечки масла из редуктора. По плоскости разъема крышка поставлена на корпус на масляный лак. Редуктор имеет смотровые окна для контроля уровня масла и сливное отверстие с пробкой.

а) схема кинематическая: 1 - электродвигатель, 2 - муфта соединительная, 3 - тормоз, 4- редуктор, 5- барабан; б) схема запасовки грузового каната

Рисунок 1 - Механизм подъёма груза крана КЖДЭ -161

Ведомые валы редуктора оканчиваются зубчатыми венцами, представляющими собой полумуфты зубчатых муфт, соединяющих валы с барабанами. Вторые полумуфты выполнены в виде вставных ступиц с внутренним зацеплением, установленных на осях барабанов и входящих в зацепление с зубчатыми венцами ведомых валов.

Ось барабана одним концом опирается на сферический шарикоподшипник, установленный в стойке, а другим - на такой же подшипник, установленный в расточке ведомого вала редуктора.

Барабаны имеют нарезку для укладки канатов. Концы канатов крепятся клиньями. Двухбарабанная схема механизма подъема обеспечивает подъём или опускание груза одним барабаном или двумя одновременно. В этом случаи скорость подъёма увеличивается вдвое, так как полиспаст (рисунок 1б) будет работать как сдвоенный и кратность его будет не шесть, а три. При работе с грейфером один барабан используется как замыкающий.

Механизм подъёма стрелы имеет отличительные особенности, а именно: наличие червячного редуктора, а также открытая зубчатая передача между редуктором и барабаном. Электродвигатель механизма связи с редуктором с помощью соединительной упругой втулочно-пальцевой муфты, являющийся одновременно тормозным шкивом тормоза с электрогидротолкателем. Барабаны вращаются на оси, неподвижно закреплённой в кронштейнах. На выходном валу редуктора установлена шестерня открытой передачи, а зубчатое колесо является одновременно венцом барабана. Барабан выполнен нарезным с боковым ребордами, канат крепится к барабану стальным клином.

Открытая передача барабана ограждается кожухом. Стреловой полиспаст выполнен шестикратным и состоит из подвижной и неподвижной обойм. Неподвижная обойма связана с осью двуногой стойки портала. Подвижная обойма подвешивается к головке стрелы при помощи канатных растяжек. На оси портала установлен отклоняющий блок.

Механизм поворота имеет коническо-цилиндрический редуктор. На нижнем конце вертикального выходного вала редуктора крепится шестерня открытой передачи, входящая в зацепление с зубчатым венцом опорно-поворотного круга. Для остановки механизма предусматривается установка колодочного тормоза на приводном валу.

Механизм передвижения выполнен с раздельным приводом. На кране установлено два механизма передвижения, поэтому одна из осей ходовых тележек является ведущей. Механизм передвижения выполнен по традиционной схеме с горизонтальным расположением редуктора.

2. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ МЕХАНИЗМОВ

2.1 Расчет механизма подъёма груза

2.1.1 Случай работы одним барабаном

Исходные данные.

m - максимальная грузоподъёмность, т 25;

H - высота подъёма груза, м 14,2;

V - скорость подъёма груза, м/мин 8,8 (одним барабаном);

(двумя барабанами) 17,6;

Группа режима работы 4M

Исходные данные соответствуют работе крана со стрелой длиной 15 м с крюком или с электромагнитом с плитами и болванками. Выбор схемы механизма подъёма груза и схемы грузового полиспаста был уже произведен ранее. Установку барабана принимаем с зубчатой муфтой, встроенной в него как наиболее компактную и надёжную конструкцию.

В качестве гибкого подъёма органа берётся стальной проволочный канат. Согласно «Правилам устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов» стальной канат подбирается по разрывному усилию:

где S - максимальное натяжение канатов, H;

Z P - коэффициент запаса прочности каната; Z P =5,6 5,табл.2

Максимальное натяжение каната определяется по формуле 2:

где m - грузоподъёмность в кт; m =25т =25000кт;

К.п.д блока; =0,98 - для блоков на подшипниках качения;

a - число канатов, навиваемых на барабан; a=1;

i n - кратность полиспаста; i n =6(согласно принятой схеме);

n - число направляющих блоков, n =1.

F =43904,45,6=245864,65 H=245,864 кН.

С учётом возможной многослойной навивке канатов на барабан из 1, табл.5.2.3 выбираем стальной проволочный канат двойной свивки ЛК-РО 6Ч36+1 о.с ГОСТ 7668-80. Диаметр каната d = 22,5 мм, разрывное усилие F раз =251 кН при маркировочной группе 1568 МПа.

Производим геометрический расчёт грузового барабана. Барабан выполняем нарезным с двумя ребордами.

Диаметр барабана по средней линии витка каната:

где h 1 - эмпирический коэффициент, принимается в зависимости от группы режима и типа крана; h1=20 5,табл.5

D122,520=450 мм.

Для уменьшения длины барабана принимаем его диаметр большим. Диаметр барабана по дну канавки назначим из нормального ряда значений, т.е D1о=630мм. Расчетный диаметр барабана:

D1= D1о+d к =630+22,5=625,5 мм.

Длина нарезного барабана при работе с одинарным полиспастом

L б =L 1 +L 2 +L 3 , (4)

где L 1 - длина нарезной части барабана, мм;

L 2 L 3 - расстояние от торцов барабана до начала нарезки, мм.

где n в - число витков каната, уложенных на барабане;

t - шаг нарезки, мм;

t=d k +23мм=22,5+3=25,5мм;

Коэффициент неравномерности укладки канатов, =1,05.

где Z - число слоёв навивки каната на барабан; задаётся Z=2.

Принимаем n в =20.

L 1 =2025,51,05=535,5мм

Длина участков:

L 2 =L 3 =(23) t=225,5=51мм

Полная длина барабана:

L б =535,5+51+51=637,5мм

Потребная мощность двигателя механизма подъёма находится по формуле 2:

где - общий к.п.д механизма, определяемый как

где м = - кпд передаточного механизма для двухступенчатого редуктора;

б =0.96 - кпд барабана, для барабана на подшипниках качения;

n - кпд полиспаста.

Общий кпд механизма: =0,960,960,933=0,86

Выбираем из 1,табл.2.1.11 крановый электродвигатель переменного тока с фазным ротором MTF 412-6.

Мощность двигателя N дв = 43 кВт при ПВ 25%,

частота вращения вала n дв = 955 об\мин

максимальный момент Т мах = 638 Нм,

момент инерции ротора J р = 0,5 кгм 2 ,

диаметр конца вала двигателя d дв = 65мм.

Передаточное число механизма

где n б - частота вращения барабана, об\мин

В качестве редуктора выбираем цилиндрический двухступенчатый спаренный редуктор для возможности работы с грейфером. Редуктор имеет два входных и два выходных конца вала и применяется в железнодорожных кранах КДЭ-251. Выходной конец вала выполнен в виде зубчатой полумуфты.

Для соединения конца вала двигателя и быстроходного вала редуктора использует упругую втулочно-пальцевую муфту, одна из полумуфт которой является тормозным шкивом и устанавливается со стороны редуктора.

По размеру концов соединяемых валов (мм) из 1, табл. 5.2.41 выбираем муфту по ОСТ 24.848.03-79 с номинальным крутящим моментом Т к =2000 Нм, обеспечивающую соединение валов 65ч75мм, диаметр тормозного шкива D т =400мм, момент инерции муфты, J м =4,8кгм 2

Подобранная муфта должна удовлетворять условию 2

Т расч Т к

где Т расч -расчётное значение момента, Нм.

Крутящий момент на валу двигателя:

Т расч =К 1 Т с, (11)

где К 1 =1.2 - коэффициент режима работы; для среднего режима работы 2

Т расч =1,2419,1=503 Нм

Т расч =503 НмТ к =2000 Нм

Тормоз подбирается по тормозному моменту:

Т т =Т с т, (12)

где =1.75коэффициента запаса торможения; принимается для среднего режима работы 2;

Т с т -крутящийся момент на валу двигателя в период торможения, Нм

Т т =1,75310=542 Нм

По диаметру тормозного шкива Dт=400мм и величине Тт=542 Нм из 1,табл.5.2.23 выбираем тормоз двухколодочный с приводом от электрогидравлического толкателя. Тип тормоза: ТКГ-400,тормозной момент Тт=1400Нм

Проверяем электродвигатель по условиям пуска:

а) Мощность двигателя должен быть достаточно для обеспечения разгона груза с заданным ускорением, не превышающим допускаемые значения;

б) При работе в повторно-кратковременном режиме двигатель не должен перегреваться.

Первое условие проверки записывается: j j

где j -расчетное ускорение груза в период пуска, м\с 2 ;

j = 0,20,6 м/с 2 - допускаемое значение, для кранов общего назначения.

где t n - время пуска механизма подъёма груза, с.

где Т п.ср -средний пусковой момент электродвигателя, Нм;

J 1 -суммарный момент инерции деталей, установленных на приводном валу механизма, ктм 2 .

J 1 =J р +J м =0,5+4,8=5,3 ктм 2 ;

k=1,11,2 - коэффициент, учитывающий влияние остальных вращающихся деталей механизма.

Для двигателя переменного тока с фазным ротором средний пусковой момент

Т п.ср =Т ном (16)

где Т ком -номинальный момент двигателя, Нм;

Кратность по максимальному моменту.

Т ном =9550,

Время пуска:

Ускорение пуска:

Условие проверки выполняется.

Проверку электродвигателя на нагрев не осуществляем, так как мощность двигателя больше расчётного значения.

2.1.2 Случай работы двумя барабанами

Двухбарабанная схема механизма подъема обеспечивает подъём и опускание груза не только одним барабаном, но и двумя одновременно. Каждый барабан при этом приводится в видение от своего электродвигателя при расторможенном тормозе. Скорость подъема груза при работе двумя барабанами одновременно увеличивается в 2 раза, так как полиспаст теперь будет работать как сдвоенный и кратность его равняется: j n =.

Скорость подъема: V=8,82=17,6м/мин.

Расчет механизма заключается в проверке пригодности ранее выбранных элементов для случая работы двумя барабанами одновременно, максимальное натяжение каната из условия равномерного распределения нагрузки между двумя приводами находится по формуле (2)

Фактически коэффициент запаса прочности каната по формуле (1):

Z P ф =6 Z P =5,6 - значит, ранее выбранный канат пригоден.

Мощность, необходимая для подъема груза двумя приводами по формуле(7):

Потребная мощность каждого из двух двигателей:

N 1 =N 2 =0,5N=0,583,6=41,8 кВт.

Мощность выбранного двигателя: N дв =43 кВт N 1 =N 2 =41,8 кВт.

Так как скорость подъёма увеличилась в 2 раза, а кратность полиспаста соответственно в 2 раза понизилась, то значение необходимого передаточного числа механизма, крутящего момента и тормозного момента, не изменилась.

Следовательно, редуктор, соединительную муфту и тормоз оставляем прежними.

Время пуска механизма по формуле (15) при:

Ускорение груза в период пуска:

Выбранный ранее двигатель удовлетворяет условию пуска.

2.1.3 Случай работы с грейфером

Исходные данные принимаем из технической характеристики крана:

масса грейфера, т - 1,9;

насыпная плотность материала, т/м 3 - 1,1;

скорость подъёма грейфера, м/мин - 53;

емкость грейфера, м 3 - 1,5

Масса материала в грейфере:

m м = V = 1,5 1,1 = 1,65т = 1650кг.

Общая масса грейфера с материалом

m = m гр + m м = 1,9 + 1,65 = 3,55т = 3550кг.

Канаты рассчитываются для случая подъёма груженого грейфера в предположении о равномерном распределении веса грейфера на замыкающие и подъёмные канаты при коэффициенте запаса прочности Z P =6.

Расчетное усилие в одном канате двух канатного грейфера:

S = 0,5 m g (17)

S = 0,535509,81 = 17413 H = 17,413кН.

Фактически коэффициент запаса прочности:

Подъёмный и замыкающий канаты принимаем одинаковыми по конструкции и диаметру.

Общая установленная мощность лебедки с независимыми барабанами при работе с грейфером составляет:

Каждый из двух двигателей выбирают по мощности:

N 1 =N 2 =0,6N=0,642,898=25,74кВт

Мощность ранее выбранного двигателя: N дв =43 кВтN 1 =N 2 =25,74 кВт, следовательно, двигатель подходит.

2.2 Расчет механизма изменения вылета

Существующая схема стреловой лебедки представлена на рисунке 2.

В существующей конструкции лебедки на выходном валу редуктора насажена цилиндрическая шестерня, которая находится в постоянном зацеплении с зубчатым венцом 5, крепящемуся к барабану.

Предложенная модернизация имеет цель избавиться от открытой зубчатой передачи, которая сама по себе является недостатком, так как требует постоянного осмотра и контроля; смазывание такой передачи путем закладки пластичной смазки служит постоянным источником загрязнения и запыления рамы поворотной платформы. Кроме того, для повышения производительности крана уменьшим время изменения вылета с 0.62 мин до 0.5 мин, ориентируясь на аналогичные конструкции. При этом кратность стрелового полиспаста не изменяется и остается равной 6.

1-электродвигатель; 2-муфта соединительная; 3-тормоз; 4 - червячный редуктор; 5-открытая зубчатая передача; 6 - барабан канатный.

Рисунок 2 - Кинематическая схема стреловой лебедки:

Так как грузозахватные характеристики крана не изменяются, то есть грузоподъемность равна 25 тонн на минимальном вылете 4.8 метров, то и стреловой канат остается прежним. Согласно руководства по эксплуатации тип стрелового каната тот же, что и грузовой лебедки, то есть ЛК-РО 6Ч36+1 о.с ГОСТ 7688-80, диаметр каната 22,5 мм, разрывное усилие 251 кН, маркировочная группа 1568 МПа, группа режима работы 4М (средний).

Проверяем пригодность установленного в стреловой лебедке двигателя при новой скорости изменения вылета, определяемой по формуле:

где ДL - изменение вылета крана при подъеме стрелы, м;

t=0.5 с - время изменения вылета.

Потребная мощность двигателя, кВт:

где з=0.96 - КПД механизма;

S MAX - максимальное натяжение каната, Н.

Для среднего режима работы при Z P =5.5 имеем по формуле (1) при F РАЗ =251 кН:

Из 1,табл. II.1.11 выбираем крановый электродвигатель MTF 411- 6 мощностью 15 кВт при ПВ 25%, частота вращения вала 935 об/мин, момент инерции ротора 0.225 кг·м 2 , диаметр конца вала 70 мм, максимальный момент двигателя 314 Нм.

Передаточное число механизма находим по формуле (9).

Число оборотов стрелового барабана:

где D Б - диаметр стрелового барабана, м, принимаем равным 0.5 м.

Из выбираем цилиндрический двухступенчатый редуктор Ц5-500 с передаточным числом 16, крутящим моментом на тихоходном валу 17,5 кН·м, диаметром конца быстроходного вала редуктора 60 мм, с исполнением конца тихоходного вала - зубчатый венец.

Для соединения вала редуктора с валом двигателя предусматриваем установку упругой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом. Крутящий момент на валу двигателя, Н·м:

Расчетный момент муфты, при коэффициенте запаса К 1 =1.2, будет равен:

Т Р =1.2·969,32=1163,18 Нм.

Из выбираем с номинальным крутящим моментом 1000 Нм, обеспечивающую соединение валов диаметром 50ч60 мм, момент инерции муфты 1.5 кг·м 2 , диаметр тормозного шкива 300 мм.

Расчетный тормозной момент находим по формуле (12) при коэффициенте запаса торможения 1.5 .

Крутящий момент на валу тормоза при торможении, Нм:

Из выбираем тормоз ТКГ-300 с тормозным моментом 900 Н·м, диаметр тормозного шкива 300 мм.

3. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЁТЫ

3.1 Расчёт узла барабана механизма подъёма груза

Составляем расчётную схему узла барабана (рисунок 3).

Рисунок 3 - Схема к расчёту оси барабана

При работе барабана с одинарным полиспастом рассматривается положение каната поочередно под каждой ступицей, так как при навивке на барабан канат перемещается по длине барабана.

1 ПОЛОЖЕНИЕ. Канат находится под левой ступицей барабана. Длины участков принимаем конструктивно, ориентируясь на длину барабана.

Изгибающий момент в сечении под левой ступицей:

2 ПОЛОЖЕНИЕ. Канат находится над правой ступицей барабана.

Изгибающий момент под правой ступицей:

Расчет оси барабана сводится к определению диаметров цапф d ц и ступиц d с из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле:

где М И - изгибающий момент в расчетном сечении, Нм;

W И - момент сопротивления расчетного сечения при изгибе, м 3 ;

Допускаемое напряжение изгиба, МПа, при симметричном цикле.

Так как момент сопротивления сечения оси под ступицей W И = 0,1d c 3 , то подставляя это выражение в формулу (19), находим предварительно диаметр оси под ступицей:

Допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле определяют по формуле:

где -1 - предел выносливости материала оси, МПа;

k 0 - коэффициент, учитывающий конструкцию детали, для валов и осей принимается 22,8;

n - допускаемый коэффициент запаса прочности, для группы режима работы механизма 3м принимается n = 1,4.

В качестве материала оси выбирает сталь 45 с,

Принимаем k 0 =2,8.

Диаметр оси под ступицей:

Из условия размещения подшипника оси внутри расточки выходного конца редуктора принимаем d с = 0,115 м. Диаметр цапф оси под подшипник d ц = 90 мм.

Произведем уточненный расчет оси барабана. Опасным сечением средний участок оси (между ступицами), диаметр которого принимаем:

d = d с -15 мм = 115 - 15 = 100 мм.

Запас прочности по сопротивлению усталости в рассматриваемом сечении:

где -1 - предел выносливости материала оси при симметричных циклах изгиба, МПа;

К б - эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе;

Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;

Масштабный фактор нормальных напряжений;

а - амплитуда циклов нормальных напряжений, МПа.

В качестве материала оси барабана ранее была сталь 45, имеющая в = 600 МПа.

Для углеродистой стали предел выносливости:

Значение К = 2,13 для стальных валов с галтелями 6, табл.11.2; масштабный фактор Е = 0,7 6, табл.11.6 для углеродистой стали и диаметре вала d = 100 мм.

Амплитуда циклов нормальных напряжений по формуле (19)

Прочность в рассматриваемом сечении обеспечена, так как наименьший допустимый запас прочности для оси S=1,6.

Для соединения зубчатой полумуфты, выполненной в виде фланца, к самому барабану применяем штифтовое соединение. Материал болтов-сталь 45, с пределом текучести т = 353 МПа.

Штифты устанавливаем на окружности D окр = 300 мм = 0,3 м.

Окружное срезающее усилие, действующее на штифты:

Допустимое напряжение среза штифта:

где т - предел текучести материала штифтов;

k 1 =1.3 - коэффициент безопасности для механизма подъема;

k 2 =1.1 - коэффициент нагрузки для группы режима работы 4М 4.

Диаметр штифта определяем по формуле 4:

где Р окр - усилие, действующее на окружности установки штифтов, Н;

m / =0,75m - расчетное число штифтов, здесь m - число установленных штифтов (m=68);

Допустимое напряжение среза, Па.

Принимаем число штифтов m=6, тогда m 1 = 0,756 = 4,5.

Выбираем 6 штифтов 16ГЧ50 ГОСТ 3128-80.

Выполняем расчет стенки барабана на прочность. Основным проектным расчетом является расчет на сжатие, расчет на изгиб и кручение являются дополнительными.

В качестве материала барабана принимаем серый чугун СЧ18, допускаемое напряжение сжатие которого сж =88,3 МПа.

Толщина стенки чугунного барабана для работы с канатом 4:

0,02D1+(610мм), (28)

где - D1 подставляется в мм

0,02652,5 + (610мм) = 19,05 23,05 мм

Окончательно принимаем = 20мм.

Напряжения сжатия

сж = 86,087 МПа сж = 88,3 МПа.

Условие прочности выполняется.

Проверку стенки барабана на изгиб и кручение не производим, так как отношение длины барабана к его диаметру L / D1 < 34.

Расчет крепления конца каната на барабане не производим, так как в качестве прижимного устройства используется стальной клин, устанавливаемый в гнезде, выполняемом при отливе барабана.

3.2 Выбор подшипников

Выбираем в качестве опорных подшипники шариковые радиальные сферические двухрядные 5 по ГОСТ 5721-75. Количество подшипников равно 2. Номер подшипника 3618, внутренний диаметр d = 90 мм, наружный диаметр D=140мм, ширина кольца В =64 мм. Динамическая грузоподъемность С = 400000 Н = 400 кН, статическая грузоподъемность С 0 =300000 Н = 300 кН. Выбранный подшипник проверяем на долговечность согласно 6. Номинальная долговечность в часах:

где n - частота вращения кольца подшипника, об/мин;

n = n б = 25,95 об/мин;

С - динамическая грузоподъемность, кН;

р - показатель степени (для роликоподшипников р = 10/3).

где F r = 194148Н = 19,415кН - радиальная нагрузка на подшипник, кН;

V=1 - коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца;

К б =1,31,5 - коэффициент условий работы для кранов 6, табл.12.27;

К Т = 1,05 - температурный коэффициент для рабочей температуры подшипника 125 0 С.

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Барабан грузовой лебедки приводятся во вращение двигателями М13 и М15. Управление двигателями - раздельное, при помощи командоконтроллеров S1 и S2, которые своими контактами производят включение статорных и роторных контакторов КМ9-КМ17.

Командоконтроллеры имеют по семь фиксированных положений: три -«Подъем»; три - «Спуск» и одно - нейтральное.

На «Подъем» включаются статорные контакторы КМ13 и КМ14, а на «Спуск» - контакторы КМ110 и КМ15. При спуске груза левым барабаном в режиме динамического торможения включается контактор КМ9.

В роторные цепи двигателей М13 и М15 включены пускорегулирующие сопротивления R18 иR19. На первых позициях командоконтроллеров в роторную обмотку каждого двигателя вводятся все сопротивления. При работе с грузами более 3-4 т и грейфером эти позиции соответствуют минимальной скорости на подъем и максимальной - на спуск. На третьих позициях командоконтроллеров из роторных цепей электродвигателей сопротивления выводятся полностью, что соответствует максимальной скорости на подъем и минимальной - на спуск.

Вывод из роторных цепей электродвигателей ступеней сопротивлений осуществляется контакторами ускорения КМ11, КМ12, КМ16 и КМ17.

Двигатель левого барабана М13 имеет два режима работы на спуск груза:

Силовой спуск;

Спуск в режиме динамического торможения.

Переключение режимов работы производится пакетным переключателем SА21, расположенным на пульте управления. Переключатель SА21 должен постоянно находиться в положении «Нормальный спуск», и только когда требуется спуск груза с малой скоростью, он переводится в положение «Динамическое торможение».

В этом случае статорная обмотка двигателя М13 отключается от сети переменного тока 380В контакторами КМ10 и КМ13. Включается контактор КМ9, и в две фазы статорной обмотки двигателя М13 поступает постоянный ток через трансформатор Т4 и выпрямительный блок диодов VД18.

Реле минимального тока КА8 контролирует наличие тока в цепи статора и в случае резкого уменьшения тока из-за выхода из строя предохранителей FU5 или FU6 отключает питание с катушки пускателя КМ8, отключает двигатель электрогидротолкателя М12, т.е. происходит затормаживание шкива барабана.

Сопротивления R20, R21, R22 и переключатель SА24 предназначены для ступенчатого регулирования величины тока в обмотке статора. В зависимости от величины тока изменяются тормозной момент двигателя и скорость опускания груза.

Электрогидравлический толкатель М1 тормоза получает питание через контакты пускателя КМ8. Катушка КМ8 получает питание через замыкающие блок-контакты контакторов КМ10 или КМ13 в силовом режиме работы или через КМ9 и реле КА8в режиме работы или через КМ9 и реле КА8 в режиме динамического торможения.

В грейферном режиме работы крана для улучшения зачерпывания сыпучих грузов включение пускателя КМ8 при неработающем двигателе М13 обеспечивается педалью SА19.

В крюковом режиме работы пускатель КМ8 от педали SА19 включаться не будет, так как последовательно с педалью SА19 включен контакт конечного выключателя SQ6, размыкающий контакт которого будет разомкнут при крюковой запасовке троса.

Электрогидравлический толкатель М14 правого барабана подключен непосредственно к статору двигателя М15 и отдельного управления не имеет.

Защита двигателей от перегрузки по току осуществляется реле КА6 и КА7, которые отключают линейный контактор.

Конечные выключатели SQ7 и SQ11 введены для отключения двигателей грузовой лебедки в момент, когда на барабане остается два витка каната.

Конечный выключатель SQ8 предназначен для ограничения высоты подъема грузозахватного органа.

При грейферном режиме работы крана при опускании грейфера с целью избежания ослабления тросов установлены конечные выключатели SQ6 и SQ124 в крюковом режиме они шунтируются пакетным выключателем SА22. Выключатель SА22 установлен на пульте и имеет два положения: «Грейфер» и «Крюк».

Защита крана от перегрузок по грузовому моменту осуществляется ограничителями грузового момента, в цепь которых включены катушки контакторов КМ13 и КМ14. При срабатывании ограничителей грузового момента двигатели грузовой лебедки могут работать только на спуск, а цепь подъема будет разомкнута.

Конечные выключатели SQ9 и SQ10 ограничивают наматывание каната на барабан и отключают двигатели при начале намотки третьего слоя троса на барабан.

5. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5.1 Организация технического обслуживания

В процессе эксплуатации крана происходит потеря его работоспособности и разрушение отдельных его деталей. С целью поддержания показателей качества, предусмотренных нормативной документацией на надлежащем уровне, и обеспечения безаварийной работы крана предусматривается комплекс взаимосвязанных положений, норм и мероприятий предупредительного характера, входящих в систему технического обслуживания и ремонта техники.

Сущность системы состоит в том, что после отработки краном определённого количества часов проводят техническое обслуживание и ремонт.

Техническое обслуживание крана включает следующие виды работ: ежесменное техническое обслуживание, техническое обслуживание №1 (ТО-1), техническое обслуживание №2 (ТО-2), и техническое обслуживание №3 (ТО-3). Техническое обслуживание выполняется с периодичностью и в объеме, установленными в настоящем руководстве, независимо от технического состояния крана в момент начала технического обслуживания.

ежесменное техническое обслуживание;

техническое обслуживание №1 - через 100 ч.. работы;

техническое обслуживание №2 - через 600ч. работы;

техническое обслуживание №3 - через 3000ч. работы;

При проведении технических обслуживаний и ремонтов кранов необходимо строго соблюдать основные требования техники безопасности, охраны труда и пожарной безопасности.

На машинистов возлагаются все работы по обслуживанию: уборочные, смазочные, крепёжные, регулировочные, устранение мелких неисправностей.

Допуск машинистов к обслуживанию и ремонту электрооборудования крана может производиться только с разрешения главного энергетика предприятия в порядке, установленном “Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей”;

На машинистов возлагаются некоторые ограниченные работы по обслуживанию: уборочные часть смазочных. Остальные работы - по смене смазки в редукторах, креплению, регулированию и устранению неисправностей механизмов - возлагается на слесарей и электромонтеров;

На машинистов не возлагается обязанность по техническому обслуживанию, а все обслуживание выполняется слесарями и электромонтерами.

Возможность применения каждой из приведённых схем определяется условиями работы крана и, в частности, загрузкой его по времени.

Для правильного обслуживания кранов администрация предприятия обязана обеспечить обслуживающий персонал инструкциями, определяющими их права и обязанности.

Перед началом работы машинист крана должен производить ежесменное техническое обслуживание крана, для чего администрацией предприятия должно быть выделено соответствующее время.

Техническое обслуживание кранов должно строиться на планово-предупредительной системе, т.е. через определенное число часов кран в обязательном порядке независимо от его технического состояния должен подвергаться осмотру, проверке, регулировке с устранением замеченных неисправностей.

При проведении технического обслуживания крана необходимо пользоваться настоящим руководством по эксплуатации, инструкцией по эксплуатации дизель-генераторной установки, инструкцией по монтажу и эксплуатации синхронных генераторов серии ЕСС и другими инструкциями, прилагаемыми к крану.

При проведении ежесменного технического обслуживания необходимо:

Произвести внешний осмотр механизмов и узлов крана с целью проверки отсутствия видимых повреждений. Осмотру подлежат: ходовая платформа, поворотная рама, ходовые тележки, механизмы передвижения, предохранительные устройства механизмов передвижения, автосцепное устройство, механизм поворота, грузовая и стреловая лебёдки, стрела, портал, выносные опоры, силовая установка, пульт управления.

Проверить уровень смазки в редукторах, убедиться в отсутствии подтекания. В случае падения уровня смазки ниже допустимого долить смазку. Принять меры по устранению подтекания.

Провести работы по ежесменному техническому обслуживанию дизель-генератора в соответствии с инструкцией по эксплуатации дизеля.

Проверить состояние канатов и ограждений блоков, убедиться в отсутствии недопустимых повреждений, правильном расположении канатов в ручьях блоков.

Проверить клиновые крепления канатов на головке стрелы и у подвижной траверсы стрелового полиспаста с целью проверки отсутствия видимых повреждений на клиновых втулках и наличия зажимов на концах каната.

Для дальнейшего проведения технического обслуживания запустить дизель-генератор.

Убедиться в исправности контрольно-измерительных приборов, освещения и сигнализации путём поочерёдного их осмотра или включения.

Проверить кран на холостой работе путём поочерёдного включения и торможения всех механизмов.

Убедиться в исправности приборов безопасности:

Ограничителя высоты подъёма крюка - путём подъёма крюковой обоймы до срабатывания ограничителя и отключения грузовой лебёдки на подъём;

Ограничителя минимального числа витков на барабане грузовой лебёдки - путём установки стрелы на минимальный вылет и опускания крюка до срабатывания ограничителя и отключения грузовой лебёдки на спуск (на барабане при этом должно остаться не менее полутора витков канат);

Ограничителя грузоподъемности - путем проверки наличия пломбы на ограничителе;

Указателя грузоподъемности и огнетушителя -визуально.

При проведении технического обслуживания № 1 (ТО-1) необходимо провести работы ежесменного технического обслуживания и, кроме того:

Провести работы по техническому обслуживанию № 1 дизель-генератора в соответствии с инструкцией по эксплуатации дизеля.

Провести работы по уходу за аккумуляторными батареями согласно инструкции.

Осмотреть ходовые тележки, рессорное подвешивание, буксы, колёсные пары, проверить состояние ходовой платформы, правильность подвески рам механизма передвижения на шарнирных тягах.

Проверить крепление дизель-генератора, электроаппаратов, панелей, сопротивлений, топливного бака, съёмного противовеса.

Убедиться в отсутствии видимых повреждений металлоконструкции портала, подвижной и неподвижной траверс-стрелового полиспаста.

Проверить затяжку болтов опорно-поворотного устройства. Болты, присоединяющие опорно-поворотное устройство к ходовой и поворотной рамам, должны быть затянуты усилием, создающим момент 115-125 кгсм.

Проверить крепление редуктора механизмов передвижения, поворота, подъёмной лебёдки, крепление электродвигателей этих механизмов к рамам.

Проверить крепление и правильность регулировки электро-гидравлических тормозов грузовой и стреловой лебёдок, механизмов передвижения и поворота.

Проверить состояние токоприёмника, стабилизирующего устройства генератора, контактные кольца ротора очистить от щёточной пыли, подтянуть ослабевшие контактные соединения.

Произвести смазку в соответствии с таблицей смазки.

Проверить уровень масла в баке гидросистемы выносных опор и, при необходимости, дополнить до требуемого уровня.

Устранить выявленные в процессе обслуживания неисправности.

При проведении технического обслуживания № 2 (ТО-2) необходимо провести работы технического обслуживания № 1 и, кроме того:

Провести работы по техническому обслуживанию № 2 дизель-генератора в соответствии с инструкцией по эксплуатации дизеля.

Осмотреть редукторы через смотровые люки. Зубчатые зацепления должны работать всей поверхностью (минимальное пятно контакта допускается 40% по высоте 50% по длине). Проверить центровку соединительных муфт механизмов.

Проверить регулировку тормозов механизмов, долить масло в гидротолкатели.

Осмотреть все элементы металлоконструкции, обратив особое внимание на состояние сварных швов стрелы, портала, приварки рам механизмов к поворотной раме, на отсутствие трещин и остаточных деформаций.

Осмотреть состояние блоков, направляющих роликов, стреловых и грузовых канатов, растяжек, клиновых креплений канатов.

Осмотреть сменное стреловое оборудование.

Заменить масло во всех редукторах.

Устранить выявленные в процессе обслуживания неисправности.

При проведении технического обслуживания №3 (ТО-3) необходимо провести работы технического обслуживания №2 и, кроме того:

Провести работы по техническому обслуживанию №3 дизель-генератора в соответствии с инструкцией по эксплуатации дизеля.

Провести работы по техническому обслуживанию ходовой платформы: осмотреть выносные опоры, автосцепки, рельсовые захваты, выключатели рессор, автотормозное оборудование; очистить от грязи ходовую платформу и проверить на отсутствие трещин балки рамы, обратив особое внимание на хребтовые, шкворневые, продольные и центральные, места крепления выносных опор и опорно-поворотного устройства.

Провести работы по техническому обслуживанию поворотной рамы; очистить от грязи и масла поворотную раму и проверить на отсутствие трещин балки рамы, обратив особое внимание на хребтовые балки, балку с проушинами для крепления стрелы, места крепления стрелы опоры портала, опорно-поворотного устройства, приварку рам механизмов.

Провести работы по техническому обслуживанию опорноповоротного устройства; осмотреть, заменить оборванные болты и закрепить ослабленные, отрегулировать зазор между кольцами.

Провести работы по техническому обслуживанию выносных опор: осмотреть гидросистему выносных опор, устранить течь, проверить чистоту масла в гидросистеме и, при необходимости, заменить.

Провести работы по техническому обслуживанию грузовой и стреловой лебедок: провести ревизию всех подшипников и уплотнений редуктора при снятой крышке, осмотреть барабаны и их ограждения, прижимной ролик грузового барабана, заменить изношенные сверх нормы тормозные накладки.

Провести работы по техническому обслуживанию механизма поворота: провести ревизию всех подшипников и уплотнений редуктора при снятой крышке, осмотреть открытую зубчатую передачу (соединение механизма с опорно-поворотным устройством), заменить изношенные сверх нормы тормозные накладки.

Провести работы по техническому обслуживанию механизмов передвижения: провести ревизию всех подшипников и уплотнений редукторов при снятых крышках, а также осевого подшипника, заменить изношенные сверх нормы тормозные накладки, проверить целость подвески рам на шарнирных тягах, очистить от грязи колёсные пары и проверить профиль колёс.

Провести работы по техническому обслуживанию портала и ограничителя грузоподъёмности: проверить состояние строек портала, проушин, оси портала, неподвижной траверсы; проверить состояние кулачка ограничителя грузоподъёмности, торсионного вала, регулировочных винтов и рычагов, микропереключателей, тяги; проверить правильность регулировки ограничителя грузоподъёмности.

Провести работы по техническому обслуживанию кузова крана: осмотреть и отремонтировать запоры дверей и отрывающихся дверец кузова, проверить уплотнение люков, раскосов и подкосов портала.

Провести работы по техническому обслуживанию крюковой обоймы: осмотреть упорный подшипник крюка, траверсу и крюк, обратив особое внимание на место перехода резьбовой части хвостовика в гладкую и износ опорной поверхности крюка.

Провести работы по техническому обслуживанию противовесов: осмотреть и подтянуть ослабленные болты крепления противовеса.

Провести работы по техническому обслуживанию стрелы крана: осмотреть головку стрелы, места крепления стрелы к поворотной раме, успокоитель грейфера, ограничитель ослабления каната, места соединений секций стрелы.

Провести работы по техническому обслуживанию кабины машиниста: осмотреть пульт управления, обратив особое внимание на рычаги управления и их надёжную фиксацию в крайних и промежуточных положениях, проверить все ограничители и блокировки.

Провести работы по техническому обслуживанию электрооборудованию в соответствии с указаниями подраздела 6.8. настоящего руководства.

5.2 Ремонт кранов

Ремонт кранов проводится в плановом порядке в зависимости от их технического состояния. Неплановые ремонты вызываются аварией крана, и постановка на этот вид ремонта не предусматривается годовыми планами ремонта.

Ремонт кранов подразделяется на текущий, средний и капитальный.

При текущем ремонте заменой или восстановлением изношенных деталей и регулированием механизмов обеспечивают или восстанавливают работоспособность крана.

Средний ремонт выполняется для восстановления ресурса крана; в это время проводится частичная разборка крана, капитальный ремонт отдельных мелких сборочных единиц, замена и восстановление основных изношенных деталей.

Капитальный ремонт выполняется для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса крана. Ремонт включает полную разработку крана, замену всех изношенных сборочных единиц и деталей, в том числе базовых.

На основе опыта эксплуатации дизель-электрических кранов установлены следующие виды плановых ремонтов и примерные сроки их проведения.

Текущий ремонт проводится по мере выявления неисправностей, обнаруженных в процессе проведения технических обслуживаний, и, как правило, совмещается с техническим обслуживанием №3.

Средний ремонт проводится через 13000 ч работы. При среднем ремонте производят ревизию опорно-поворотного устройства, всех редукторов с заменой, по потребности, элементов зубчатых передач, подшипников, замену блоков, барабанов, канатов, производят подварку металлоконструкций рам и стрелы.

Капитальный ремонт проводится через 26000 ч работы. При этом производится ремонт ходовой и поворотных рам, технической документации. При замене рабочей жидкости масло следует заливать через металлическую сетку во избежание попадания посторонних примесей в камеру толкателя.

Наполнение гидротолкателя маслом производится в вертикальном положении корпуса гидротолкателя. При этом необходимо обеспечить удаление воздуха из-под поршня и из электродвигателя. Для этого через 5 мин после заполнения гидротолкателя маслом до верхнего уровня производится 10-кратное включение гидротолкателя. Эти включения ускорят удаление воздуха из масла. При заливке масла в электрогидротолкатели необходимо строго соблюдать уровень. Масло должно заливаться до момента его проявления в заливной трубке. Излишне наполнение маслом может привести в эксплуатации к возникновению избыточного давления, которое может разрушить клеммную колодку. При наличии масла меньше нормы толкатель может работать в неустойчивом режиме или вообще не будет работать.

Перед первым пуском толкателей, заполненных трансформаторным маслом при температуре -10 о С и ниже жидкостью ПЭС 3Д при температуре -40 о С, необходимо прогреть толкатель путём нескольких кратковременных включений. Продолжительность включения 10 -20 с интервалом 1-2 мин.

Более подробные указания по техническому обслуживанию, возможным неисправностям и методам их устранения, ремонту тормозов с электрогидравлическими толкателями приведены в паспортах тормозов, прикладываемых к документации крана.

В процессе эксплуатации на поверхности трения обода тормозного шкива образуются неровности.

При глубине неровностей более 0,5 мм поверхность должна быть переточена. Допускается величина переточки не более 30 от первоначальной толщины обода. После протачивания поверхность шкива должна быть термически обработана на нужную твёрдость.

Рабочую поверхность шкива разрешается также восстанавливать вибродутой или ручной наплавкой с последующим протачиванием и термообработкой.

У тормозных шкивов не допускаются биение, происходящее в результате неравномерного износа, более 0.002 диаметра шкива, а также трещины и ослабленная посадка на валах или ослабленная посадка шпонок.

У пружин тормоза браковочным признаком являются трещины, обломанные витки, остаточная деформация.

В шарнирных соединениях рычагов не допускается износ более 5% первоначального диаметра и овальность более 0.5 мм, а также наличие трещин в рычагах. Изношенные отверстия проушин рычагов ремонтируют развёртыванием на новый (больший) ремонтный размер, а валики изготавливают с соответствующим увеличенным диаметром. Предельное увеличение диаметра - 7-10% от начального. Целесообразны повышение износоустойчивости валиков химико-термической обработкой до твёрдости HRC 54-62, а также запрессовка в отверстия рычагов термически обработанных втулок с высокой твёрдостью рабочей поверхности.

При ремонте и замене тормозов необходимо выполнять следующие требования по установке тормоза

Диаметр тормозного шкива должен быть не более 300 мм (-0.32) у тормоза ТГ-300 и 200 мм (-0.29мм) - у тормоза ТГ-200. Биение, конусность и овальность рабочей поверхности шкива не допускаются более 0.05 мм. Рабочая поверхность шкива должна иметь твёрдость HB не менее 280 и шероховатость не ниже 1,25 по ГОСТ 2308-79;

при установке центр тормоза должен совпадать с центром шкива (допустимое отклонение не должно превышать 1 мм);

не параллельность колодок относительно поверхности шкива не должна превышать 0,3 мм на 100 мм ширины колодки;

в электродвигателе толкателя следует проверить сопротивление изоляции обмотки относительно корпуса, убедиться в отсутствии возможного обрыва фаз. Наименьшее допустимое сопротивление изоляции в холодном состоянии должно быть не менее 20 МОм. При меньшей величине сопротивления изоляции обмотку статора следует подвергнуть сушке. Во время сушки температура обмотки не должна превышать 70 о С.

5.3 Техническое обслуживание канатов

Техническое обслуживание канатов включает очистку, внешний осмотр, смазку и проверку крепления канатов.

Очистка канатов производится вручную с помощью металлических щёток или пропусканием со скоростью 0,25- 0,4 м/с через вороток плашками, внутренняя поверхность которых по диаметру и форме соответствует поверхности каната. Могут применяться также приспособления других конструкций.

Внешний осмотр для проверки состояния каната проводят после его очистки. Канат должен быть осмотрен по всей длине. С особой тщательностью осматривают участки наиболее вероятного износа и разрушения проволок (участки, навиваемые на барабан и изгибающиеся на блоках). Состояние каната оценивается по количеству оборванных проволок, степени их износа и обрыву прядей.

Нормы браковки стальных канатов регламентированы Правилами устройства и безопасной эксплуатации кранов.

Подобные документы

    Назначение и устройство крана. Приборы и устройства безопасности. Патентный анализ. Выбор кинематической схемы. Расчёт механизма подъёма груза. Выбор крюковой подвески и двигателя крана. Максимальное статическое усилие в канате. Расчёт барабана.

    курсовая работа , добавлен 08.12.2013

    Разработка проекта и проведение расчета механизма главного подъема литейного крана. Обоснование выбора барабана и блоков механизма подъемов крана и расчет механизма крепления его канатов. Выбор механизма передвижения главной тележки литейного крана.

    курсовая работа , добавлен 25.03.2015

    Расчёт механизма передвижения крана и противоугонного захвата. Фактическое время пуска механизма передвижения крана без груза и время торможения механизма передвижения крана. Механизм подъёма клина. Расчёт на прочность рычага противоугонного захвата.

    курсовая работа , добавлен 01.02.2011

    Расчет козлового двухконсольного самомонтирующегося электрического крана. Технические характеристики механизма. Расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность механизма подъема груза. Выбор схемы полиспаста. Коэффициент запаса прочности.

    курсовая работа , добавлен 18.03.2012

    Обзор существующих конструкций кранов: однобалочных и двухбалочных. Определение разрывного усилия каната, размеров барабана и мощности двигателя механизма подъема. Выбор механизма передвижения крана и тележки. Расчет металлоконструкции мостового крана.

    курсовая работа , добавлен 31.01.2014

    Расчет механизма подъема груза, его функциональные особенности. Выбор двигателя и редуктора, его обоснование и определение основных параметров. Вычисление механизма передвижения грузовой тележки и крана. Металлоконструкция моста рассчитываемого крана.

    курсовая работа , добавлен 09.03.2014

    Классификация механизмов подъема грузоподъемных машин. Выбор полиспаста, подбор каната и крюковой подвески. Поворотная часть портального крана и стреловые устройства. Расчет барабана и крепления каната на нем. Определение мощности электродвигателя.

    курсовая работа , добавлен 13.12.2013

    Условия работы и общая техническая характеристика электрооборудования механизма подъема мостового крана. Расчет и выбор ступеней сопротивления в цепях электропривода механизма подъема мостового крана, тормозного устройства, освещения помещения.

    дипломная работа , добавлен 07.10.2013

    Изучение методов и этапов проектирования механизмов мостового крана, которые обеспечивают три движения: подъем груза, передвижение тележки и передвижение моста. Выбор полиспаста, каната, диаметра барабана и блоков. Расчет тормоза и мощности двигателя.

    курсовая работа , добавлен 14.12.2010

    Сведения, понятие, назначение и операции козловых кранов, классификация по назначению и способу опирания. Характеристика конструкции крана КК-32М: устройство, техническая характеристика. Оценка работы механизмов подъема груза и передвижения крана.

Цель работы: изучить различные кинематические схемы механизма подъема мостового крана.

2.1 Задание

Таблица 1.1

Исходные данные

№ варианта

Грузоподъемность, т

Высота подъема, м

Скорость подъема, м/мин

режима работы

Кратность полиспаста

Число напр. блоков

2.2 Указания к выполнению задания

Непременным 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 ПТМ имеет собственный двигатель) либо групповым (все механизмы ПТМ приводятся в действие от одного двигателя).

На рисунке 2.1показана кинематическая схема механизма подъема мостового крана. Механизм состоит из двигателя 1, соединительной муфты с тормозным шкивом 2, на которую насажен тормоз 3. муфта служит для соединения концов валов двигателя и редуктора 4. Муфта 5 соединяет между собой конец вала редуктора и барабана 6. На барабан наматывается канат 7, который огибает блок 8. Для соединения груза с мостовым краном используется крюковая подвеска.

При расчете механизма подъема решаются следующие задачи:

Определение разрывного усилия каната и выбор стандартного каната;

Выбор барабана и расчет его параметров;

Определение мощности двигателя и выбор типа двигателя;

Выбор редуктора;

Выбор соединительных муфт;

Определение потребного тормозного момента и выбор типа тормоза.

Рисунок 2.1. Кинематическая схема механизма подъема

В качестве гибкого органа для подвешивания грузов в подавляющем большинстве случаев применяется стальной проволочный канат.

В соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 4301/1, стальные канаты подбираются по разрывному усилию :

где F 0 - разрывное усилие каната в целом Н, принимаемое по сертификату;

S - наибольшее натяжение ветви каната, определяемое при подъеме номинального груза с учетом потерь на блоках полиспаста и на обводных блоках, но без учета динамических нагрузок;

Z p - минимальный коэффициент использования каната (минимальный коэффициент запаса прочности каната), определяемый по таблице 2 и 3 .

Наибольшее натяжение ветви каната определяется по формуле:

где а - число ветвей каната, наматываемых на барабан;

η бл - КПД блока; можно принять: КПД блока, установленного на подшипниках качения 0,98; на подшипниках скольжения 0,96;

i п – кратность полиспаста;

n – число направляющих блоков.

Определив разрывное усилие и задавшись пределом прочности стальной проволоки, по справочным таблицам подбирается канат. Наибольшее распространение нашли канаты типа ЛК-О, ЛК-Р, ТЛК, ТЛК-О. Выбрав канат, устанавливают его диаметр d.

От выбора схемы установки грузового барабана в дальнейшем зависит конструкция всего узла барабана. Существует несколько схем установки барабана:

а) выходной вал редуктора соединяется с валом барабана с помощью муфты общего значения (рекомендуется жесткая компенсирующая муфта) (рисунок 2.2, а). Достоинством этой схемы являются: простота конструкции, удобство монтажа и обслуживания. Недостатки: значительные габариты; необходимость использования вала (для установки барабана), нагруженного крутящими и изгибающими моментами.

б) барабан соединяется с редуктором посредством зубчатой передачи (рисунок 2.2, б). Ведомое колесо передачи жестко крепится к фланцу барабана (разъемное или неразъемное соединение), таким образом, барабан устанавливается на оси, разгруженной от крутящих моментов, что является достоинством данной схемы. Недостаток - наличие открытой зубчатой передачи, подлежащей расчету. Данная схема применяется в том случае, если в результате расчета не удается подобрать редуктор со стандартным передаточным отношением.

в) вал барабана и выходной вал редуктора совмещены в одной конструкции (рисунок 2.2, в). Достоинства данной схемы в малых габаритах и простоте конструкции. Недостатки: наличие трехопорного вала (затруднена точная установка в опорах), необходимость вести совместный монтаж редуктора и барабана.

Рисунок 2.2. Схемы установки барабанов.

г) выходной вал редуктора соединяется с барабаном с помощью специальной зубчатой муфты, встроенной в барабан (рисунок 2.2, г). Эта схема требует применение специальных крановых редукторов, выходной вал которых, имеет зубчатый фланец. Достоинства схемы: компактность; установка барабана на оси, которая разгружена от крутящих моментов. Недостатки: затруднен доступ к зубчатой муфте, при монтаже и ремонте; необходимо обязательное соответствие размеров редуктора и барабана.

В ходе расчета определяются геометрические параметры барабана – диаметр барабана и его длина. Диаметр барабана, замеренный по центрам сечения витка каната (рисунок 3), определяется:

где h 1 – коэффициент выбора диаметра барабана, определяемый по таблице 5 .

Приняв диаметр барабана, следует найти диаметр барабана по дну канавки:

Рисунок 2.3. Параметры барабана

Полученное значение следует округлить в большую сторону до значения из нормального ряда размеров: 160, 200, 250, 320, 400, 450, 560, 630, 710, 800, 900, 1000. Затем следует уточнить значение D 1 .

Если используется схема соединения барабана с редуктором, при помощи встроенной зубчатой муфты, то минимальный диаметр барабана принимается 400 и затем уточняется при компоновке механизма.

Длина нарезного барабана определяется по формулам:

при работе с одинарным полиспастом, мм:

при работе со сдвоенным полиспастом, мм:

где L 1 - длина нарезной части барабана, определяемая по формуле, мм:

, (2.7)

где t – шаг нарезки, t ≈ (1,1….1,23)d, при этом полученная величина должна быть округлена до значения кратного 0,5;

L 2 - расстояние от торцов барабана до начала нарезки, L 2 =L 3 =(2÷3)t;

L 4 - расстояние между участками нарезки, L 4 = 120 ÷ 200 мм.

Длина гладкого барабана определяется, мм:

где n- число витков каната, уложенных по всей длине барабана;

z – число слоев навивки каната на барабан;

γ – коэффициент неравномерности укладки каната, γ = 1,05.

Число витков каната, уложенных по всей длине барабана:

Потребная мощность двигателя механизма подъема определяется по формуле, кВт:

где η – общий КПД механизма, η=η м ×η б ×η п;

η м – КПД передаточного механизма;

η б – КПД, учитывающий потери мощности на барабане;

η п – КПД полиспаста.

Для предварительных проектных расчетов можно принять КПД механизма 0,8÷0,85 или принять: η м =094÷0,96; η б =0,94÷0,96; η п =0,85÷0,9.

По полученной мощности подбирают стандартный электродвигатель типа МТ (MTF) – с фазным ротором или типа MTK(MTKF) – c короткозамкнутым ротором. В виде исключения можно рекомендовать двигатели общего назначения – типа АО.

Выбрав двигатель, выписывают из литературы , следующие параметры, необходимые для дальнейшего расчета механизма:

N дв – номинальная мощность двигателя, кВт;

n дв – частота вращения ротора двигателя, об/мин;

d дв – диаметр выходного конца ротора двигателя.

Кинематический расчет механизма заключается в определении передаточного числа механизма, по которому подбирается стандартный редуктор:

где n б – частота вращения барабана

По данному передаточному числу выбирается по литературе , стандартный редуктор. Наибольшее применение в механизмах подъема нашли двухступенчатые горизонтальные зубчатые редукторы кранового типа Ц2. При выборе редуктора должны быть проверены условия, касающиеся прочности, долговечности и кинематики редуктора:

а) выбранное передаточное число редуктора не должно отличаться от расчетного более чем на 15%;

б) частота вращения быстроходного вала редуктора должна быть не меньше частоты вращения вала двигателя.

Выбрав по каталогу редуктор, выписывают необходимые для расчета параметры:

U p – действительное передаточное число;

d 1 ,d 2 – диаметры выходных концов быстроходного и тихоходного валов редуктора.

С помощью муфт соединяются вал двигателя с входным валом редуктора, а так же (в некоторых схемах установки барабана) выходной вал редуктора с валом барабана. Одна из полумуфт приводной муфты обычно служит одновременно тормозным шкивом для тормоза, установленного здесь же, на приводном валу. Эта конструкция называется муфтой с тормозным шкивом.

Специальные муфты с тормозным шкивом выполняются в двух вариантах – на базе упругой втулочно-пальцевой муфты (МУВП) и на базе зубчатой муфты (МЗ) , .

Зубчатая муфта в некоторых случаях может быть выполнена с промежуточным валом-вставкой, и тогда она включает в себя: муфту с тормозным шкивом, обычную зубчатую муфту и соединяющий их вал вставку, длина которого устанавливается конструктивно. Такое решение применяют тогда, когда конструктивно невозможно установить редуктор рядом с двигателем или когда стоит вопрос о более равномерном распределении весовых нагрузок от механизмов на ходовые колеса.

В качестве муфты, установленной на валу барабана, используется стандартная (жесткая компенсирующая) муфта.

Выбор муфт производится по диаметрам соединяемых валов, затем подобранная муфта проверяется по крутящему моменту.

Крутящий момент на валу двигателя, Н∙м:

Крутящий момент на валу барабана Н∙м:

где η Б – КПД барабана, η Б = 0,99;

η р – КПД редуктора, η р = 0,92.

Определяется расчетное значение момента, Н∙м:

где к 1 – коэффициент учитывающий режим работы (легкий режим – 1,1; средний – 1,2; тяжелый – 1,3).

Выбранная муфта должна удовлетворять условию: Т р ≤ Т табл (Т табл - предельно допустимое значение крутящего момента, указанного в справочниках , ).

В большинстве случаев тормоз в механизмах подъема устанавливают на приводном валу, причем тормозной шкив, являющийся одной из полумуфт приводной муфты, должен быть обращен в сторону редуктора. Наибольшее распространение нашли колодочные тормоза: двухколодочные с электромагнитом переменного тока типа ТКТ и с электрогидротолкателями типа ТТ и ТКГ. Тормоза ТКТ конструктивно проще, поэтому их применение предпочтительнее при диаметрах тормозных шкивов до 300 мм и тормозных моментах до 500 Нм. Достоинствами тормозов ТТ и ТКГ являются плавность срабатывания и возможность осуществления больших тормозных моментов. При использовании постоянного тока применяются тормоза типа ТКП.

Определяется тормозной момент, Н∙м:

Выбор тормоза осуществляется по тормозному моменту:

где β – коэффициент запаса торможения (легкий режим – 1,5; средний режим – 1,75; тяжелый режим – 2).

По полученной величине тормозного момента и режима работы подбирается стандартный тормоз , , выбрав тормоз, необходимо проверить, чтобы диаметр тормозного шкива тормоза совпал с диаметром тормозной муфты.

  • Ермоленко В.А. Расчет механизма подъема груза мостового крана (Документ)
  • Расчетно-графическая работа №2 - Исследование явлений отражения и преломления, поляризации и распространения электромагнитных волн (Расчетно-графическая работа)
  • Расчетно-графическая работа по линейной алгебре (Лабораторная работа)
  • УГАТУ Расчетно-графическая работа № 1 тема Физические основы механики и термодинамики по физике (Документ)
  • Расчетно-графическая работа - транспортная задача В-10 (Расчетно-графическая работа)
  • Курсовой проект - Расчет автомобильного крана c гидроприводом (Курсовая)
  • Расчетно-графическая работа №1 - Исследование и построение картины электростатического поля (Расчетно-графическая работа)
  • Курсовой проект - Тележка мостового крана г/п=5 т (Курсовая)
  • Расчетно-графическая работа - Расчеты основных показателей инвестирования (Расчетно-графическая работа)
  • n1.doc

    (ЭПИ МИСиС)
    Факультет: _______________________________

    Кафедра: __________________________________

    Специальность: ____________________________

    Группа: ___________________________________

    Расчетно-графическая работа

    по курсу _________________________________

    Тема: Механизм подъема груза
    Выполнил: ___________________

    Проверил: доцент Мальцев А. А.

    Защита с оценкой ________________________________________________

    « _______» _____________________2008г.

    Электросталь 2008

    Электростальский политехнический институт

    Московского государственного института стали и сплавов

    (технологического университета)

    (ЭПИ МИСиС)

    Кафедра ТПМ
    ЗАДАНИЕ

    На выполнение РГР

    Студенту группы _________________________________________

    1. Тема проекта: Механизм подъема груза

    2
    1 - электродвигатель

    2 - муфта с тормозом

    3 - редуктор

    4 - барабан

    5 - крюковая подвеска
    . Исходные данные: Кинематическая схема механизма подъема (Рис.1)


    Грузоподъемность Q = 10 т

    Высота подъема груза Н = 20 м

    Скорость подъема груза V = 0,1 м/с

    Группа режима работы 6М

    Рис.1. Схема механизма подъема
    3. Перечень вопросов, подлежащих разработке:

    Изучить конструкцию электрической лебедки. Рассчитать механизм подъема: выбрать канат; выбрать крюковую подвеску; рассчитать барабан; выбрать электродвигатель; выбрать редуктор; выбрать муфту с тормозным шкивом; выбрать тормоз.

    Стр.

    Введение 5

    1. Стальной канат 6

    2. Крюковая подвеска 7

    3. Барабан 8

    4. Электродвигатель 9

    5. Редуктор 10

    6. Упругая муфта с тормозным шкивом 11

    7. Колодочный тормоз 12

    Литература 13

    Приложение 14

    Введение

    У подъемной электрореверсивной лебедки (рис.2) двигатель 9 через упругую муфту 4 и шестерни цилиндрического редуктора вращает барабан 2. Для нее характерна жесткая кинематическая связь барабана с двигателем, при которой направление вращения барабана регулируется изменением направления вращения (реверсированием) двигателя.

    Рис.2. Лебедка
    Жесткая связь барабана с двигателем осуществляется зубчатой передачей редуктора 3.

    Пуск и реверсирование двигателя осуществляется электрической пусковой аппаратурой: барабанным контроллером 7, магнитными пускателями 8, контакторами колодок и т. п. Эта аппаратура устанавливается на раме 1 или в месте, удаленном от лебедки.

    1.Стальной канат

    Вес поднимаемого груза

    , (1)

    где g = 9,81 м/с 2 - ускорение свободного падения.

    Для полиспастов кратности не выше четырех КПД допустимо определять по формуле

    , (2)

    где ? бл = 0,98 - КПД блока, ? = 2 - кратность полиспаста.

    Максимальное натяжение ветви каната при подъеме груза определяется по формуле

    , (3)

    где ? = 1 - коэффициент для одинарного полиспаста.

    Разрывное усилие каната

    , (4)

    где К = 6,0 - коэффициент запаса прочности:

    Группа режима работы ………………….. 2М 3М 4М 5М 6М

    Коэффициент запаса прочности К …….... 5,0 5,0 5,5 6,0 6,0

    Выбираем по ГОСТ 2688-80 (Таблица 1) стальной проволочный канат диаметром d к = 22,5 мм (Рис.3) двойной крестовой свивки ЛК-Р 6Ч19 (1+6+ 6/6) +1о.с. Расшифровка: ЛК - линейное касание проволок между слоями в прядях; Р - разные диаметры проволок в наружном слое пряди; 6 - шестипрядный канат; 19 - число проволок в одной пряди; 1о.с. - один органический сердечник.


    Рис.3. Канат

    2.Крюковая подвеска

    Крюковая подвеска (Рис.4) состоит из крюка 1, траверсы 2, опорного подшипника 3, специальной гайки 4 для крепления крюка на траверсе, щек обоймы 5, подвижных блоков полиспаста 6 и оси крепления блоков 7.

    Рис.4. Крюковая подвеска
    Выбираем крюковую подвеску грузоподъемностью 10 тонн (Таблица 2).

    Крюки крановые с цилиндрическим хвостовиком изготавливаются методом горячей штамповки с последующей механической обработкой хвостовика. Крюки по наибольшей грузоподъемности разделены на номера от 1 до 26, а по длине хвостовика – на типы А и Б: А - с коротким хвостовиком, Б - с длинным хвостовиком.

    3. Барабан

    Диаметр барабана определяется по формуле

    , (5)

    где е = 30 - коэффициент:

    Группа режима работы ………………………… 2М 3М 4М 5М 6М

    Коэффициент е …………………………………. 20 20 25 30 30

    Навивка на барабан будет осуществляться в один слой.

    Пусть рабочая длина барабана L 0 = 600 мм, тогда число рабочих витков на гладком барабане

    . (6)

    Канатоемкость барабана

    Длина каната, навиваемого на барабан при заданной высоте подъема

    , (8)

    что меньше канатоемкости барабана.

    Барабан изготавливается из литой заготовки, либо из трубы. К трубе привариваются фланцы, к которым привинчивается днище со ступицами с запрессованным в них валом (Рис.5).

    Рис.5. Барабан

    4.Электродвигатель

    КПД механизма подъема

    , (9)

    где? м = 0,98 - КПД муфты; ? ред = 0,97 - КПД редуктора; ? бар = 0,99 - КПД подшипников барабана; ? пол = 0,96 - КПД полиспаста.

    Требуемая мощность электродвигателя при подъеме груза

    . (10)

    Выбираем крановый электродвигатель МТКФ 312-8 (Рис.6) cо следующими техническими характеристиками (Таблица 3) и размерами (Таблица 4):

    мощность N дв, кВт ……………………………………………………………… 11,0

    частота вращения n дв, об/мин………………………………….……………….. 700

    диаметр выходного вала, мм …………………………………………………… 50

    Рис.6. Крановый электродвигатель
    Несущие элементы - корпус с горизонтальным оребрением и подшипниковые щиты отлиты из высокопрочного чугуна. Соединение кабеля с обмоткой фазных роторов осуществляется через отверстия в подшипниковых щитах, а коробка выводов расположена сверху, что обеспечивает подвод питания с любой из боковых сторон двигателя. Вентилятор выполнен из алюминиевого сплава, кожух стальной.

    5.Редуктор

    Частота вращения барабана

    . (11)
    Необходимое передаточное число редуктора

    . (12)

    Расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора

    . (13)

    Выбираем двухступенчатый редуктор Ц2-500 (Рис.7) cо следующими техническими характеристиками (Таблица 5) и размерами (Таблица 6):

    крутящий момент на тихоходном валу, Н·м ………….……………. 18000

    передаточное число u ред ……………………………..………………. 100

    Рис.7. Редуктор

    6.Упругая муфта с тормозным шкивом

    Расчетный крутящий момент на быстроходном валу редуктора

    . (14)

    Муфта упругая втулочно-пальцевая смягчает толчки и удары в приводе и предотвращает опасные колебания. Она состоит из двух посаженных на валы полумуфт, соединенных между собой пальцами с надетыми на них резиновыми кольцами или втулками (Рис.8).

    Рис.8. Упругая муфта
    Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП-7 (ГОСТ 21424-75) (Таблица? 7). Муфта выполняется с тормозным шкивом.

    7.Колодочный тормоз

    Расчетный тормозной момент определяется по формуле

    , (15)

    где К Т = 2, 5 - коэффициент запаса торможения:

    Группа режима работы …………… 1М 2М 3М 4М 5М 6М

    Коэффициент торможения ……….. 1,5 1,5 1,5 1,75 2,0 2,5

    По величине тормозного момента с учетом диаметра и ширины тормозного шкива выбирается колодочный тормоз ТКГ-160 (Таблица 8).

    Колодочный тормоз (Рис.9) состоит из станины 1, двух шарнирно закрепленных на ней стоек З и 6 с колодками 2 и 7, рабочие поверхности которых футерованы фрикционной лентой, тяги с хомутом 5 и размыкающего устройства с электрогидравлическим толкателем 8.

    Рис.9. Колодочный тормоз

    Литература


    1. Грузоподъемные машины: Учебник для вузов по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование» / М.П. Александров, Л.Н. Колобов, Н.А. Лобов и др. - М.: Машиностроение, 1986. - 400с.

    2. Волков Д.П., Крикун В.Я. Строительные машины и средства малой механизации - М.: Мастерство, 2002. - 480с.

    3. Фиделев А.С. Подъемно-транспортные машины - Издательское объединение «Вища школа», 1975. - 220с.

    4. Подъемно-транспортные машины. Атлас конструкций под ред. М.П. Александрова, Д.Н. Решетова, М.: Машиностроение, 1987 - 122с.3.

    5. Методические рекомендации по курсовому проектированию / Торшин В.Т., Зайцев Е.Д., Гриншпун М.И., Козлов В.А., Кишкин И.В. - МИСиС, 2001. - 29с.

    6. Лекции доцента А.А. Мальцева.

    Приложение

    Таблица  1

    Стальные канаты ЛК-Р 6Ч19 (1+6+6/6)+1 о.с. (ГОСТ 2688-80)


    диаметр

    Каната, мм


    разрывное

    Усилие, Н


    диаметр

    Каната, мм


    разрывное

    Усилие, Н


    диаметр

    Каната, мм


    разрывное

    Усилие, Н


    3,6

    8780

    11,0

    83200

    28,0

    525000

    3,8

    9930

    12,0

    95000

    30,5

    629000

    4,1

    11550

    13,0

    107500

    32,0

    654500

    4,5

    13300

    14,0

    131000

    33,5

    718000

    4,8

    15200

    15,0

    152000

    37,0

    854000

    5,1

    17200

    16,5

    184500

    39,5

    977000

    5,6

    20950

    18,0

    220000

    42,0

    1110000

    6,2

    25500

    19,5

    253000

    44,5

    1225000

    6,9

    31800

    21,0

    294500

    47,5

    1435000

    7,6

    38000

    22,5

    333000

    51,0

    1625000

    8,3

    46100

    24,0

    380000

    56,0

    1980000

    9,1

    55000

    25,5

    430000

    9,6

    64650

    27,0

    483500

    Таблица 2

    Крюковые подвески


    Грузоподъемность, т

    Количество блоков

    Диаметр блоков, мм

    Номер крюка

    3,2

    1

    320

    12А

    5

    2

    400

    14А

    10

    3

    360

    17А

    12,5

    3

    500

    18А

    16

    3

    400

    19Б

    20

    4

    500

    20А

    25

    3

    400

    21Б

    32

    3

    400

    22Б

    32

    4

    610

    22А

    50

    5

    700

    24Б

    Таблица 3

    Технические характеристики крановых электродвигателей


    Тип двигателя

    Мощность, кВт

    Частота вращения, об/мин

    ДМТКФ 011-6

    1,4

    875

    ДМТКФ 012-6

    2,2

    880

    ДМТКФ 111-6

    3,5

    900

    ДМТКФ 112-6

    5,0

    910

    МТКИ 160 L8

    7,0

    680

    МТКФ 311-8

    7,5

    690

    МТКИ 160 L6

    10,0

    915

    МТКФ 312-8

    11,0

    700

    МТКФ 411-8

    15,0

    695

    МТКФ 412-8

    22,0

    700

    МТКН 511-8

    30,0

    700

    МТКН 512-8

    37,0

    700

    МТКН 512-6

    55,0

    925

    Таблица 4

    Размеры крановых электродвигателей


    Тип двигателя

    l1

    l10

    l31

    l33

    b10

    b11

    H

    H31

    d

    b

    h

    ДМТКФ 011-6

    60

    140

    70

    407

    140

    188

    112

    320

    28

    8

    31

    ДМТКФ 012-6

    60

    159

    70

    442

    159

    210

    112

    320

    28

    8

    31

    ДМТКФ 111-6

    80

    190

    140

    713

    220

    290

    132

    342

    35

    10

    38

    ДМТКФ 112-6

    80

    235

    135

    574

    220

    290

    132

    342

    35

    10

    38

    МТКИ 160 L

    140

    254

    108

    910

    254

    320

    160

    410

    60

    12

    45

    МТКФ 311

    110

    260

    155

    637

    280

    350

    180

    444

    50

    14

    53,5

    МТКФ 312

    110

    320

    170

    712

    280

    350

    180

    444

    50

    14

    53,5

    МТКФ 411

    140

    335

    175

    749

    330

    440

    225

    527

    65

    18

    66,4

    МТКФ 412

    140

    420

    165

    824

    330

    440

    225

    527

    65

    18

    66,4

    МТКН 511

    140

    310

    251

    945

    380

    500

    250

    570

    70

    18

    71,4

    МТКН 512

    140

    390

    271

    1054

    380

    500

    250

    570

    70

    18

    71,4

    Таблица 5

    Технические характеристики редукторов


    Типоразмер редуктора

    Передаточное число

    Крутящий момент на тихоходном валу, Н·м

    Ц2-250

    8, 10,

    2500

    Ц2-300

    3400

    Ц2-350

    5800

    Ц2-400

    8000

    Ц2-500

    18000

    Ц2-650

    33500

    Ц2-750

    47500

    Ц2-1000

    128000