Подъемно- транспортные машины

3.1. Механизмы передвижения с приводными  колесами

В общем случае механизм передвижения        с приводными колесами состоит из двигателя, системы передач и ходовой части с ходовыми колесами (катками). Механизмы передвижения тележек и кранов могут иметь ручной и машинный привод.

Механизмы передвижения с  ручным приводом. Ручной привод применяется на кранах, используемых на складах и производственных участках с ограниченным объемом работы. Обычно грузоподъемность таких кранов не выше 15—20 т, пролет не более 14—17 м. Мостовые краны с ручным приводом в зависимости от грузоподъемности и величины пролета могут иметь однобалочную конструкцию моста из двутаврового профиля, по полкам которого передвигается каретка (кошка) с подвешенным к ней подъемным устройством, или мост двухбалочной конструкции с четырехтактовой тележкой (рис. 1). Механизм передвижения тележки смонтирован на раме 4, опирающейся на два ведущих (приводных) 3 и два ведомых (неприводных) 5 колеса. Ведущие колеса приводятся во вращение через зубчатую передачу 2 с тягового колеса 1 с тяговой цепью или с помощью рукоятки.

Механизмы передвижения однобалочного  и двухбалочного мостов содержат те же основные элементы.

Механизмы передвижения с  электрическим приводом тележек  и мостов. Эти механизмы состоят из электродвигателя, промежуточных передач, ходовой части с ведущими и ведомыми ходовыми колесами. Для современных кранов механизмы передвижения отличаются применением редукторного привода; использованием ведущих и ведомых ходовых колес с отъемными буксами; соединением валов, в том числе и быстроходных, в основном зубчатыми муфтами, не требующими высокой точности сборки.

Наиболее типичными для механизма  передвижения  тележки являются приводы с центральным расположением редуктора. Достаточно широкое применение получили также приводы с навесными редукторами.

К навесному редуктору  этого механизма при креплен фланцевый электродвигатель, крутящий момент от которого через зубчатые передачи передается на полый выходной вал и от него на вал приводного ходового колеса. Второе приводное колесо соединено с валом первого посредством трубчатого трансмиссионного вала и муфт. Тормозной шкив  тормоза, закрепленного на кронштейне, укреплен на быстроходном (или на промежуточном) валу редуктора. Реактивный момент, возникающий при движении тележки, воспринимается через корпус редуктора упорными болтами. Механизм с навесным редуктором, не требующий устройства специальных опорных площадок на раме тележки под редуктор и электродвигатель, отличается компактностью и простотой установки. Однако при замене приводных колес на этом механизме приходится демонтировать и редуктор.

Применение механизмов с навесным редуктором нецелесообразно для  тележек большой грузоподъемности, так как в этом случае габаритные размеры и вес навесного редуктора  непропорционально возрастают и  становятся неприемлемыми.

Механизмы передвижения моста. Эти механизмы выполняются с центральным или раздельным приводами. При центральном расположении привода электродвигатель устанавливается примерно в средней части моста. На приводные ходовые колеса вращение передается через трансмиссионный вал. В раздельном приводе для каждого приводного ходового колеса или группы приводных ходовых колес используется индивидуальный электродвигатель. Существует три конструктивные разновидности механизмов передвижения с центральным расположением привода: с тихоходным, среднеходным и быстроходным трансмиссионными валами. Грузоподъемность, пролет и тип металлоконструкции моста, а также тип крана оказывают существенное влияние на выбор схемы механизма передвижения.

Механизм передвижения с тихоходным трансмиссионным валом. Этот механизм передвижения мостовых кранов имеет электродвигатель, двух- или трехступенчатый редуктор  и трансмиссионный вал, составленный из нескольких отдельных секций, соединенных между собой, а также с концами выходного вала редуктора и валами ходовых колес обычно зубчатыми муфтами. Трансмиссионный вал опирается на промежуточные опоры, установка и количество которых в сочетании с применяемыми самоустанавливающимися подшипниками и муфтами обеспечивают нормальную работу и необходимую соосность соединяемых секций.

Механизмы передвижения с тихоходным трансмиссионным валом получили достаточно широкое применение на мостовых кранах общего и специального назначений и особенно для мостов решетчатой конструкции, где их применение создает лучшие условия для размещения элементов привода.

Механизм  передвижения со среднеходным трансмиссионным валом. Движение от электродвигателя  передается через редуктор  с уменьшенным передаточным числом, трансмиссионный вал  и дополнительные зубчатые передачи  на ходовые колеса. В этом случае передаваемый трансмиссионным валом крутящий момент оказывается в несколько раз меньше крутящего момента, действующего на тихоходном валу крана с теми же параметрами, что позволяет сократить его вес, вес зубчатых муфт и подшипниковых узлов, т. е. элементов, непосредственно относящихся к валу. Но, с другой стороны, наличие двух дополнительных концевых редукторов или открытых зубчатых передач не приводит к заметному снижению общего веса механизма.

Эти механизмы используются иногда на козловых кранах и мостовых перегружателях с жесткими мостами, на  консольных и велосипедных кранах. Для козловых кранов и мостовых перегружателей механизмы передвижения с центральным приводом и среднеходным трансмиссионным валом собираются по одинаковой схеме (рис. 4). В этом случае среднеходный секционный трансмиссионный вал состоит из двух горизонтальных и двух вертикальных участков, конических зубчатых колес и концевых открытых зубчатых передач к ходовым приводным колесам. Общая схема трансмиссионного вала предопределена конструкцией моста, установленного на высокие опоры, в нижних балках которых находятся приводные и ведомые ходовые колеса. На полукозловых кранах имеется только один участок вертикального вала.

Механизм передвижения однорельсовых  кранов (консольного, велосипедного) имеет  также центральное расположение привода. Среднеходный трансмиссионный  вал, размещенный в горизонтальной плоскости, соединен с ходовыми колесами  через конические и цилиндрические зубчатые передачи.  Весь механизм привода установлен на продольной, относительно подкранового рельса, балке.

Механизм передвижения с раздельным приводом. На мостовых кранах механизм передвижения с раздельным приводом состоит из двух отдельных приводов для каждой стороны моста, имеющих электродвигатель с тормозом и редуктор, соединенный с приводным ходовым колесом. Электродвигатели, рассчитываются с учетом возможной неравномерности их загрузки каждый на 60% от общей требуемой мощности.

За последние годы механизмы  с раздельным приводом приобретают  всё большее применение на кранах многих типов. У мостовых кранов они  применяются на мостах балочной конструкции  при пролетах более 15 м. Еще большее  применение эти механизмы имеют  на портальных и башенных кранах в  виде независимых приводных ходовых  тележек на обоих путях. Каждая из тележек имеет по два ходовых  колеса и один электродвигатель. Независимые  приводные тележки подобной конструкции  используются также для шарнирных  мостов козловых кранов и мостовых перегружателей.

При передвижении моста или тележки  крана возникают перекосы их в  горизонтальной плоскости относительно подкрановых путей. Причинами перекосов  могут быть — неточность монтажа  ходовой части, различие в диаметрах  приводных колес, неодинаковая пробуксовка  колес по рельсам, непараллельность и уклоны подкрановых путей, а для механизмов с центральным приводом, кроме того, неодинаковое закручивание концов длинного трансмиссионного вала. Невозможность полного устранения этих причин предопределяет неизбежность перекосов при передвижении моста или тележки любого крана независимо от типа привода.

Так как размеры колеи тележек  намного меньше размеров колен моста, а горизонтальная жесткость рамы тележки значительно больше соответствующей  жесткости металлоконструкции моста, то наиболее существенное значение имеют  перекосы мостов кранов. Во время перекоса между ребордами ходовых колес  и головками рельсов возникают  боковые усилия, которые вызывают момент, стремящийся повернуть мост крана в горизонтальной плоскости  в сторону, обратную перекосу. Взаимодействие между ребордами и рельсами приводит к их быстрому совместному износу и увеличению сопротивления передвижению, что особенно резко проявляется  при установке центрального привода  и во многом зависит от горизонтальной жесткости моста.

3.2.Механизмы передвижения с канатной тягой

Механизмы передвижения с канатной тягой применяются главным образом  для тележек башенных и кабельных  кранов. Этот механизм, у которого на тележке находятся только ходовые  колеса и блоки подъемного каната, характеризуется значительно меньшим  весом и размерами тележки, а  также возможностью ее движения по наклонному пути как рельсовому, так  и канатному.

Тележка с канатной тягой наиболее распространенной конструкции представляет собой жесткую раму с двумя  неподвижно закрепленными на ней  осями. На осях свободно вращаются обычно на подшипниках качения ходовые колеса и блоки подъемного каната, один конец которого закреплен на металлоконструкции, а второй на барабане механизма подъёма. При качении тележки по рельсам происходит перекатывание подъемного каната по блокам, вызывающее дополнительные сопротивления движению. Тяговой канат (или цепь), огибающий в конце хода тележки стационарный блок, состоит из двух ветвей: верхней и нижней. Обе ветви прикреплены к раме тележки, а их противоположные концы — к тяговому нарезному барабану с двумя рабочими участками так, чтобы при вращении барабана одна из ветвей каната могла наматываться на барабан, а другая сматываться с него и тем самым осуществлять перемещение тележки. Места крепления ветвей каната на тяговом барабане определяются с учетом направления винтовых канавок на нем, соблюдения правильного без резкого излома схода каната и исключения возможности соприкосновения нижней ветви тягового каната с подъемным канатом крюковой обоймы. Для этих же целей на укосине крана, по которой перемещается тележка, иногда устанавливается несколько стационарных отклоняющих канатных блоков.

3.3. Ходовая часть механизмов передвижения

В ходовой части мостов и тележек  кранов, предназначенной для рельсового передвижения, применяются различные  типы ходовых колес. В соответствии с требованиями правил Госгортехнадзора ходовые колеса выполняются или  устанавливаются так, чтобы исключалась  возможность схода колес с  рельсов. Основным типом ходовых  колес являются колеса с двумя  боковыми выступами - ребордами. На мостовых, консольных и велосипедных кранах допускается использование и безребордных колес, но с обязательной установкой дополнительных горизонтальных роликов, удерживающих колеса крана на рельсах.

По назначению различают приводные (ведущие) и неприводные (ведомые) ходовые колеса. Получая принудительное вращение от механизма передвижения, приводные ходовые колеса благодаря силам сцепления между поверхностями ободьев и рельсов осуществляют перемещение крана или тележки. Неприводные колеса, являясь только опорными, свободно вращаются на своих осях.

По форме поверхности катания  ходовые колеса подразделяются на цилиндрические, конические и бочкообразные. Цилиндрические колеса имеют преимущественное применение для тележек и мостов кранов. Однако при движении моста крана с неизбежными перекосами относительно подкрановых путей приводные цилиндрические колеса не способствуют центрированию его хода, а их реборды, все время набегая на головку рельса, повышают сопротивление передвижению и подвергаются быстрому износу.

В кранах применяется несколько  способов установки ходовых колес. Наиболее распространен монтаж приводных  ходовых колес на отдельных валах, а неприводных — на отдельных вращающихся осях. Корпуса подшипников изготовляются в виде отъемных или разъемных букс, которые на тележке крепятся к раме, а на мостах — к концевым балкам или балансирам. Применение отдельных валов и вращающихся осей, а также отъемных или разъемных букс намного упрощает сборку, разборку и смену элементов ходовой части.

Для уменьшения сопротивления движению, повышения надежности и удобства эксплуатации ходовые колеса тележек  и мостов кранов устанавливаются  на подшипниках качения и значительно  реже — на подшипниках скольжения. По действующему стандарту на ходовые  колеса наибольший диаметр поверхности  катания ходового колеса не должен превышать 1000 мм.

Необходимость обеспечения равномерного распределения нагрузки между колесами заставляет применять уравновешивающие балансиры, использование которых  приводит к увеличению габаритной высоты концевой балки моста и уменьшению ее горизонтальной жесткости. В основу таких конструкций положены унифицированные  двухколесные тележки — балансиры  со съемными буксами.

Для кранов применяются различные  типы рельсов. В качестве подкрановых  и подтележечных рельсов используются: железнодорожные рельсы широкой и узкой колеи, специальные крановые рельсы, горячекатаная квадратная и прокатная полосовая сталь. Железнодорожные и крановые рельсы изготовляются из высокоуглеродистой стали и имеют скругленную головку. Крановые рельсы имеют стенку повышенной толщины и более широкую опорную плоскость, благодаря чему обеспечивается равномерная передача давления колес на верхний пояс подкрановой балки.

Выбор типа рельса зависит от режима работы крана, от типа и величины давления ходовых колес. Использование конических колес предопределяет установку  рельсов со скругленными головками. Для цилиндрических колес основными  типами являются железнодорожные и  крановые рельсы. Рельсы из квадратной и полосовой стали применяют  для кранов сравнительно небольшой  грузоподъемности и при отсутствии специальных рельсов. Железнодорожные, козловые, портальные и велосипедные краны передвигаются главным  образом по железнодорожным рельсам.