Схемы механизмов поворота

В качестве исходных данных при выборе и расчете механизма поворота должны быть заданы: частота вращения крана n, об/мин (или угол и время поворота); режим работы механизма по правилам [19]; максимальный вылет L, м; график загрузки механизма.

Остальные исходные данные (грузоподъемность, высота подъема, род тока, срок службы, тип машины, условия работы на открытом воздухе или, в закрытом помещении и др.) те же, что и при проектировании других механизмов крана.

Механизмы предназначены для вращения поворотной части крана вместе с грузом относительно вертикальной оси. Характер­ной особенностью механизмов поворота является большое пере­даточное число - 200... 1000 вследствие ограниченных линейных скоростей груза во избежание его раскачивания. Для реализации большого передаточного числа в механизмах предусмотрены чер­вячные редукторы (и=30...40) и зубчатые передачи (и = 10...25). В последнее время все больше внедряются компактные планетар­ные и волновые редукторы.

Механизмы поворота можно классифицировать по следую­щим признакам:

1. По расположению на кране механизм поворота может устанав­ливаться как на поворотной, так и на неповоротной части крана:

• механизм установлен на неповоротной раме крана и враща­ет зубчатый венец;

• механизм установлен на поворотной части крана и вращает­ся вместе с ним в результате обкатывания приводной шес­терни вокруг неподвижного, зубчатого венца на раме.

2. По конструкции (рис. 1.3) [16]:

• с горизонтальным расположением двигателя и червячным или зубчатым редукторами, в том числе с зацеплением Но­викова и с канатным приводом;

• с вертикальным расположением двигателя и применением планетарного или волнового редукторов;

• с гидравлическим приводом.

3. По количеству двигателей:

• однодвигательные с одной приводной шестерней и двумя

шестернями, передающими вращение на зубчатый венец;

• многодвигательные, которые имеют модификации: два дви­гателя работают на один общий редуктор и 2-4 одинаковых привода работают на общий зубчатый венец.

Рис. 1.3. Кинематические схемы механизмов поворота

В основном, механизмы поворота однодвигательные, но для мощных кранов с большим вылетом применяют многодвигательные.

Все большее распространение находит гидравлический при­вод механизма поворота, обладающий широкой и плавной регули­ровкой скорости поворота, компактностью и большой надежностью.

Механизм поворота с канатным приводом, хотя до сих пор и применяется на кранах большой грузоподъемности, но имеет су­щественные недостатки (большие габариты и масса, малая точ­ность остановки) и в новых кранах не находит применения.

Если зацепление «шестерня - венец» внешнее, то при распо­ложении механизма на поворотной части передаточное число дан­ного зацепления увеличивается на 1, так как шестерня, оббегая ве­нец, совершает планетарное движение. Лучшими являются кинема­тические схемы, не содержащие открытых пар (не считая пары «шестерня - венец»). Предпочтительным является применение тех или иных редукторов с вертикальным расположением тихоходного вала, так как при этом исчезает необходимость в открытой кониче­ской паре и появляется возможность блочного выполнения меха­низма (к редуктору можно прикрепить вертикальный фланцевый двигатель). Развитие блочных конструкций сдерживается отсутст­вием типажа на редукторы с вертикальным расположением валов.

Выбор конструкций опор поворотной части

Используются различные конструктивные решения опор (рис. 1.4). В стационарных кранах с вращающейся колонной и в настенных кранах, а также в верхних опорах велосипедных кранов и стационарных кранов на неподвижной колонне используют под­шипники качения, чаще всего радиальные сферические двухряд­ные. В качестве нижней опоры в велосипедных кранах и стацио­нарных кранах на неподвижной колонне используют обойму с го­ризонтальными роликами.

Рис. 1.4. Опорно-поворотные устройства

Построение расчетной схемы крана и определение парамет­ров, необходимых для расчета, указывается [10].

Настенный кран

Пример расчетной схемы настенного стационарного пово­ротного крана показан на рис. 1.5. Принципиально данный кран не отличается от крана с вращающейся колонной, но имеет другое соотношение параметров и выделен ГОСТ 19811 как самостоя­тельный тип. Расстояние между опорами h для кранов среднего режима работы с электроталью грузоподъемностью 0,5...3,2 т, имеющих вылеты 2,5....6,3 м, можно принять по ГОСТ 19811. Для кранов большей грузоподъемности расстояние h должно быть уве­личено. Его следует принимать не менее 0,5L. Расстояние х от оси вращения до центра массы поворотной части крана равно пример­но (0,25...0,30) L. Диаметры цапф d₁ и d₂ под сферическими под­шипниками верхней и нижней опор предварительно можно принять равными d₁ = d₂ = 0,07 h, диаметр цапфы, d под упорным подшип­ником нижней опоры - (0,6...0,7) d_2.

Рис. 1.5. Настенно-поворотный кран

Вес поворотной части G кранов с электроталью грузоподъем­ностью 0,5...3,2 т также можно определить по ГОСТ 19811. Для кра­нов большей грузоподъемности и больших вылетов вес поворотной части можно определить по удельной металлоемкости

,

где - масса поворотной части крана, т.

Расчеты показали, что т_уд можно принять 0,25 т/(тм). Вес

электротали G_эт можно взять по ГОСТ 22582. Вес электротали гру­зоподъемностью 0,5 т при высоте подъема до 6 м равен 0,83 кН.