книги / Расчеты металлургических кранов

весу противовеса 32, поворачивающего барабан 1 против часовой стрелки (рис. 12).

Рассмотрим теперь работу стрипперного механизма при вы­ талкивании слитка, отлитого уширением кверху, из изложницы. Во время этой операции вал 6 вращается в сторону, противопо­ ложную направлению вращения его во время предыдущей опе­ рации. Винт 14 ввинчивается в нижнюю полую часть вала 6 и под­ нимается. Патрон 7 предварительно механизмом подъема до опе­ рации стрипперования опускается на слиток так, чтобы упоры 23 оперлись на края изложницы. Поскольку патрон неподвижен, то нижняя часть 9 вала 6 своей наружной резьбой станет подни­ маться по нарезанной части патрона, как винт в гайке. Следова­ тельно, скорость подъема винта 14 и штемпеля 16 будет в 2 раза больше скорости ввинчивания этого винта в нижнюю полую часть 9 вала 6.

На выступах штемпеля 16 подвешены направляющие 17, ко­ торые при подъеме штемпеля также станут подниматься. В их прорезях 30 помещены ролики 31 малых клещей 20. Эти ролики при подъеме направляющих будут расходиться (рис. 12). Клеще­ вины малых клещей поворачиваются вокруг осей траверс 19. Керны их станут сближаться друг с другом и выбирать зазоры между ними и прибыльной частью слитка. Движение кернов не прекратиться и при встрече с поверхностью слитка; они начнут внедряться в слиток.

В результате этого клещевины малых клещей 20 будут заклини­ ваться с одной стороны между прибыльной частью слитка, а с дру­ гой — в прорезях 30 направляющих 17. Расклинивание клеще­ вин будет происходить до тех пор, пока нормальные силы, пере­ дающиеся от кернов на слиток, не создадут силу сцепления (тре­ ния), равную силе выталкивания плюс сила тяжести слитка.

В это время силовой поток в вертикальном направлении пере­ дается'от кернов 21 на клещевины, затем на ролики 31. С послед­ них нагрузка воспринимается внутренними поверхностями про­ резей 30 направляющих 17, далее штемпелем 16, винтом 14 и зам­ кнется в винтовой системе нижней части 9 вала 6. С другой сто­

Для устойчивости штемпеля в патроне 7 сделана кольцевая впадина, в которую входит цилиндрическая часть 45 штемпеля. Штемпель перемещается по прорезям 46 патрона 7 Момент от сил трения, возникающих в резьбе винта 14, воспринимается этими прорезями. С другой стороны момент от сил трения наружной резьбы нижней части 9 винта 6 тоже воспринимается патроном 7. Силовой поток от моментов винтовой системы стрипперного меха­ низма воспринимается специальными направляющими, закреплен­ ными на внутренней поверхности шахты 8. Шахта от этого сило­ вого потока работает на кручение.

50

Колодцевый кран

Тележка колодцевого крана состоит из двух основных частей: рамы 2 с шахтой 3 и колонны 11 (рис. 13). Колонна может под­ ниматься и опускаться по шахте 3 с помощью механизма подъема. Барабан этого механизма имеет три нарезки: крайние двухзаходные нарезки используются для канатов 26 подъема колонны 11,

Рис. 13. Принципиальная кинематическая схема меха­ низма подъема, управления и вращения клещами колод­ цевого крана

подвешенной на восьми ветвях. Канаты опускаются к четырём блокам 5, закрепленным в верхней части колонны 11 и поднимаются к системе балансиров 27 Передаточное число канатного полис­ паста 1:2. Со средней нарезки барабана канат 29 опускается к блоку 6 и затем поднимается к барабану 28 механизма управле­ ния клещами. Передаточное число полиспаста 1 : 2.

Оба механизма работают совместно и раздельно. Обойма блока 6 может подниматься вверх или вниз по направляющим 9, закрепленным в колонне 11. Обойма имеет ролики 7, которые обе­ спечивают устойчивость ее движения по направляющим. В ниж­ ней части этой обоймы помещен осевой шарикоподшипник 8, на который передается вес клещевин 20, траверсы 19 и штанги 10. Подшипник 8 позволяет клещам вращаться вокруг вертикальной оси.

51

При подъеме или опускании блока 6 по направляющим 9 при помощи механизма управления клещами поднимаются или опу­ скаются клещи 20. Их ролики 17 при этом скользят в прорезях 18 подвески клещей 16, вследствие чего раствор клещей 20 увеличи­ вается или уменьшается.

Во время захвата слитка кран подводит тележку и опускает колонну 11. При этом клещи 20 предварительно поднимаются

первом валу), который производит дополнительное торможение барабана 28 в то время, когда двигатель механизма вра­ щается на опускание. Торможение механизма происходит только в период закрывания клещей. Механизм управления кле­ щами снабжен фрикционной муфтой, отрегулированной на двой­ ной расчетный момент вала двигателя. Эта муфта предохраняет механизм от перегрузки.

Ограничение крайнего раскрытия клещей осуществляется командоаппаратом, входной валик которого соединен с валом бара­ бана. При достижении минимального или максимального раскры­ тия клещей электродвигатель командоаппаратом отключается.

В кранах Уралмашзавода механизм управления имеет свар­ ную цепь (рис. 14), которая соединяет клещевины со штангой 10 и блоком 6 (см. рис. 13).

* Во время захвата слитка барабан 1 может работать на подъем, а барабан 28 — на опускание.

52

Во время взятия слитка эти клещи поднимаются (рис. 14), колонна опускается таким образом, чтобы клещи центральной частью оперлись на слиток. Затем механизмом управления обойма блока б (см. рис. 13) опускается, вследствие чего сварная цепь также опускается и сворачивается. После этого включается механизм подъема. Подвеска клещей вместе с колонной поднимается, а клещи при ослабленной цепи закрываются и захватывают слиток.

В целях предупреждения ослабления подъемных канатов 26 в то время, когда клещи, опускаясь вниз, упрутся в подину на­ гревательного колодца или в слиток, в механизме подъема (см. рис. 13) на валу барабана / установлен тормоз, производящий его дополнительное торможение при опускании. Как только вес колонны 11 и клещей передастся на подину, барабан 1 под дей­ ствием тормоза перестанет вращаться на опускание. Двигатель механизма при этом может вращаться, однако его движение к ба­ рабану не передается благодаря встроенной в редуктор храповой передаче.

Механизм вращения клещей состоит из электродвигателя 4Г червячного редуктора 24, фрикционной муфты 25, вертикального вала, опирающегося на опорный подшипник 23, и зубчатой пере­ дачи 13. Последняя приводит в движение вертикальный полый вал 14, помещенный в подшипники 15. На этом валу закрепляется подвеска клещей 16. Внутри вала 14 помещается штанга 10 меха­ низма управления клещами. Механизм вращения помещен на ко­ лонне 11.

Реактивный момент зубчатой передачи 13 передается через скользуны 12 колонны 1 на вертикальные направляющие шахты 3.

Кран с лапами

Тележка крана с лапами (рис. 15) состоит из верхней и нижней тележек. На верхней тележке размещены механизм подъема /, механизм управления 5 лапами 16 и механизм вращения. На нижней тележке помещается механизм движения. На раме ниж­ ней тележки закрепляются два круговых рельса — 20 и 2L По рельсу 21 перемещаются ходовые колеса верхней тележки. Обычно верхняя тележка опирается на три ходовые колеса или три двухколесных балансира, расположенных в плане под углом 120° друг к другу. Одно (или два) из них делается приводным.

В случае затруднения вращения верхней тележки приводное колесо может пробуксовывать, поэтому в механизмах вращения подобной конструкции муфт предельного момента не устанавли­ вают. Второй рельс 20 служит для опирания на него горизонталь­ ных неприводных роликов, обычно монтируемых на шахте 8, закрепляемой на раме 2 верхней тележки. Через эти ролики пере­ даются от шахты горизонтальные нагрузки (силы инерции и т. д.) на круговой рельс 20, прикрепленный к раме 7 нижней тележки.

53

Благодаря этим роликам верхняя тележка становится устойчивой во время работы крана.

На барабане 1 механизма подъема имеются четыре нарезки для канатов. Крайние нарезки предназначены для канатов 9 механизма подъема, а две внутренние — для канатов механизма управления. Канаты подъема с барабана опускаются до блоков 13 и закреп-

Передаточные числа полиспастов подъема и управления ла­ пами равны 1 2. Оба механизма могут работать совместно и раз­ дельно.

Канаты механизма управления лапами опускаются с бара­ бана 1 к блокам 14 и поднимаются к барабанам 5, огибая при этом блоки 11 и 12. Во время опрокидывания лап 16 канаты 10, наматы­ ваясь на барабаны 5, поворачивают траверсу 15 с лапами 16 во-

54

круг осей блоков 13. В результате этого движения материал (обычно прокатные изделия) сползает с лап 16 и падает на местоскладирования. При вращении барабанов 5 в противоположном направлении лапы возвращаются в горизонтальное положение.

С целью предотвращения раскачивания траверсы 15 с лапами 16 во время разгона и торможения моста и тележки крана на осях, совпадающих с осями блоков 13, крепятся две штанги 3. Они расположены вертикально в направляющих 4, укрепленных в шах­ те 8. Благодаря этим штангам траверса 15 не может сильно раска­ чиваться во время неустановившегося движения. Совпадение осей штанг 3 с осями блоков 13 позволяет поворачивать траверсу 15 во время сбрасывания металла с лап и производить ее вращение вокруг вертикальной оси.

Кроме, лап 16, траверса 15 снабжена электромагнитами 17 и крюком 18. Во время работы электромагнитов траверса 15- поднимается, поворачиваясь на угол не менее 45°

Посадочный кран

Посадочный кран состоит из пяти основных частей (рис. 16)i верхней тележки 1 с шахтой 8, нижней тележки 7 с шахтой 9, колонны 14 с кабиной, рамы 21, на которой укреплены клещи 23' с механизмом зажатия 19 заготовки.

На верхней тележке размещены два основных механизма: подъема 4 и вращения 5. Механизм подъема производит подъем и опускание колонны 14 с кабиной посредством полиспаста, ка­ наты которого, спускаясь с барабёна, огибают блоки траверсы 10, затем неподвижные блоки 3, закрепленные на раме верхней те­ лежки, снова опускаются к блокам траверсы 10 и поднимаются к уравнительному блоку 2.

Вращение верхней тележки происходит по круговому рельсу 6, закрепленному на нижней тележке 7, при помощи механима вра­ щения 5. Устойчивость верхней тележки обеспечивается верх­ ними 31 и нижними 11 горизонтальными роликами, которые вос­ принимают горизонтальные усилия от шахты 8, возникающие в процессе работы крана. Шахта прочно прикрепляется к раме верхней тележки.

На нижней тележке 7 помещается механизм движения, не показанный на схеме. К раме нижней тележки прикрепляется шахта 9, на которой монтируются ролики: горизонтальные 11 и вертикальные 12. Последние предназначены для восприятия вертикальных реакций со стороны нижних рельс моста 32 крана во время опрокидывания нижней тележки под воздействием внеш­ них нагрузок со стороны клещей 23. На нижнем поясе моста крана установлены рельсы, в которые и упираются ролики 12 в случае опрокидывания тележки.

Устойчивость колонны 14 обеспечивается верхними и ниж­ ними вертикальными роликами 13 и 15, установленными в шахте 8.

55-

Рис. 16. Принципиальная схема расположения основных частей посадочного крана и механизмов его тележки

Эти ролики воспринимают нагрузки от колонны, возникающие от весов груза, кабины, механизма качания 16 и других узлов,

втакже от сил инерции.

Внижней части колонны 14, имеющей форму портала, встав­ лена ось 24, на которой закреплена-рама 21. Рама может повора­ чиваться вокруг оси 24 на некоторый угол при помощи механизма

качания 16, установленного на кронштейне 17, закрепленном на колонне 14. При помощи механизма качания клещи 23 могут брать заготовки с пола цеха.

Узлы 25, соединяющие шатуны механизма качания с рамой 21, снабжаются пружинными амортизаторами 18, которые снижают динамические нагрузки, передающиеся к шатунам от заготовки в моменты захвата ее, а также динамические нагрузки, возника­ ющие в приводе и идущие от шатунов к раме 21.

На раме 21 смонтирован механизм 19 зажатия заготовки. Он состоит из двигателя, тормоза, фрикционной муфты, червячного

серег с рычагами клещей 23. В узлах крепления гаек помещаются пружинные амортизаторы, которые позволяют плавно зажимать заготовки и снижают неизбежные при этом динамические нагрузки. Поскольку механизм осуществляет силовой зажим заготовки, то для предотвращения его поломки предусмотрена фрикционная муфта 30.

Клещи 23 поворачиваются в горизонтальной плоскости вокруг вертикальных осей 22. Зажим заготовки осуществляется кер­ нами 29, помещенными ниже основных тел клещевин на их ото­ гнутых вниз концах. При захвате заготовки 33 центр тяжести ее выходит за пределы клещей и располагается на расстоянии т от кернов 29. Вследствие этого левый конец заготовки при за­ хвате ее поднимается вверх и упирается в один из выступов 28, откованных на клещевинах клещей 23, чем обеспечивается надеж­ ное удержание клещами заготовки на весу.

ностью 150 тс представлена на рис. 17. Канатный барабан 6 меха­ низма приводится в движение с двух сторон зубчатыми переда­ чами 5 от двигателей 1 через редукторы 4. Между двигателями 1 и редукторами 4 помещены зубчатые муфты 2 и тормоза 3. Крюк крана подвешен на 16 ветвях подъемного каната. Канаты с бара­ бана проходят через системы блоков обоймы крюка и блоков 9, помещенных на раме тележки, и закрепляются на балансире 10.

Поскольку ковочный кран может воспринимать усилия от пресса или моста во время ковки изделий, то для защиты его от динамических перегрузок верхние блоки 9 механизма закреп-

57

ляются на шести комплектах цилиндрических пружин, рассчи­ танных на перегрузку крана 15%. При перегрузке крана ком­ плекты пружин осаживаются и тем самым не допускают возник­ новения опасной нагрузки в деталях и узлах крана, восприни­

образуется зазор между концом кронштейна «3 и рычагом трех­ плечего рычага 4. Пружина 5 последнего установит трехплечий рычаг в нормальное положение.

Рис. 18. Схема растормаживающего устройства механизма подъема ковочного крана

58

Особенностью тормоза 10 является то, что нормальное замы­ кание его осуществляется силой тяжести сердечника электро­ магнита 14. При размыкании тормоза во время подъема груза сердечник втягивается вверх. То же самое происходит и при раз­

рамы находятся на оси зубчатой шестерни 12 и слева — на пру­ жине 18. Нагрузки от пресса во время вращения заготовки пере­ даются через зубцы колеса 14 на зубцы шестерни 12 в виде до­ полнительных (динамических) нагрузок. Эти нагрузки вызывают

59