Модуль №2, тема 10, лекция «Механизмы передвижения» (4 часа)

Модуль №2, тема 10, лекция «Механизмы передвижения» (4 часа)
Цель: приобрести навыки проектирования механизмов передвижения
Задачи: изучить конструкции механизмов передвижения
Желаемый результат: студент в ходе изучения лекции должен овладеть
практическими навыками проектирования механизмов передвижения
Учебные вопросы:
1.общая
классификация
механизмов
передвижения тележки.
2. Механизмы передвижения крана.
3. Ходовые колёса
передвижения.
Механизмы
Учебные материалы:
Механизмы
передвижения
предназначены
для
перемещения
груза
в
горизонтальном направлении. Различают механизмы на рельсовом ходу и на
безрельсовом ходу. К безрельсовым относятся краны на пневмоколёсном ходу
(автомобильные, на спец. шасси), а также плавучие, шагающие и на гусеничном
ходу.
Механизмы передвижения на канатном ходу (только у тележек) на кабельных
и мостокабельных кранах.
Механизмы передвижения различают по назначению:
для перемещения крана
для перемещения тележки
По способу передачи тягового усилия:
приводными колёсам (применяется на механизмах передвижения кранов и
грузовых тележек)
тяговым канатом (применяется на механизмах передвижения грузовых
тележек)
Механизмы передвижения грузовых тележек
Как правило, механизм передвижения тележки имеет центральный привод, то
есть все приводные колёса приводятся от одного двигателя, при этом общее число
колёс не превышает 8, а приводных 2. Если необходимо 4 и более приводных
колёс, как правило, применяется раздельный привод.
Раздельный привод целесообразно применять при грузоподъёмности не менее
50т.
Как
правило,
механизм
передвижения
состоит
из
электродвигателя
соединённого муфтой с вертикальным цилиндрическим редуктором, с тихоходным
валом которого соединяются два приводных колеса.
Существует две схемы расположения привода на тележке.
1. Схема с центральным расположением привода
1 – двигатель
2 – редуктор
3 – приводные колёса
4, 5 – муфты тихоходного и быстроходного валов
6 – тормоз
7 – тихоходный трансмиссионный вал
В этой схеме на тележке необходимо предусмотреть несущие конструкции
тележки, на которые бы опиралась центральная часть привода (редуктор,
двигатель, тормоз)
2. Схема с консольным расположением привода
В этой схеме редуктор, двигатель и тормоз опираются на боковую балку
тележки, однако в связи с последовательной передачей момента на колёса и
неабсолютной жёсткостью трансмиссионного вала, момент трогания первого и
второго колеса разведены по времени. Это приводит к некоторому перекосу
тележки.
При выборе схемы необходимо руководствоваться развесовкой тележки, то
есть желательно, чтобы центр масс тележки в нагруженном и ненагруженном
состоянии находился как можно ближе к её геометрическому центру, что приведет
к равномерной загрузке ходовых колес, а во втором случае также к недопущению
буксования колес при пуске механизма.
Для облегчения монтажа часто применяются фланцевые двигатели, моторредукторы. В некоторых случаях двигатель мотор-редуктора также имеет
встроенный тормоз, при этом механизм состоит по сути из трех крупных блоков:
мотор-редуктора со встроенным тормозом, колесной установки и несущей
металлоконструкции.
На козловых кранах применяется схема с тяговым механизмом передвижения
тележки (рис. 3, поз. 2):
Рис3. Механизм передвижения с канатной тягой.
Вместе с данной схемой механизма передвижения тележки применяется
механизм подъёма (рис. 3, поз. 1), расположенный над одной из опор, при этом, за
счёт снижения массы тележки, снижается нагрузка на пролётное строение крана.
Недостаток: из-за вытягивания каната нарушается точность позиционирования
тележки,
а
возможность
следовательно
для
необходимо
натяжения
каната.
дополнительно
Помимо
предусматривать
нарушения
точности
позиционирования, провисание каната приводит к дополнительным динамическим
нагрузкам во время пуска. Для устранения свободного провисания каната
используют подвижные натяжные блоки, подпружиненные блоки.
Механизмы передвижения крана
Существуют с раздельным и центральным приводом.
Считается, что при пролете до 16м целесообразнее использовать центральный
привод, больше 16м – раздельный.
Схема с центральным приводом.
1. С тихоходным трансмиссионным валом.
1, 3 – муфты тихоходного трансмиссионного вала
2 – опоры тихоходного трансмиссионного вала
4 – тихоходный трансмиссионный вал
5 – редуктор
6 – двигатель
Недостатки: трансмиссионный вал нагружен максимальным крутящим
моментом, поэтому сам вал, муфты и опоры вала отличаются большими массой и
габаритами.
2. Со среднеходовым трансмиссионным валом.
4 – тихоходный трансмиссионный вал
5 – редуктор
6 – двигатель
7 – открытая передача
Преимущество:
возможность
получения
большего
передаточного
соотношения.
Недостаток: наличие открытой передачи, которая менее долговечна, чем
закрытая.
Широко применяется в специальных кранах, при большой грузоподъёмности и
малой скорости передвижения крана.
3. С быстроходным трансмиссионным валом.
6 – двигатель
8 – редуктор
9 – опора быстроходного трансмиссионного вала
Недостатки: быстроходный вал имеет максимальные обороты, в связи с чем
резко повышается требования к точности его установки. После сборки необходимо
проводить
статическую
и
динамическую
балансировку
быстроходных
трансмиссионных валов. Кроме того, необходимо обеспечить достаточную
жесткость несущей металлоконструкции, чтобы избежать деформации, что может
привести к потере
преимущества
полученного за
счёт меньшей массы
трансмиссионного вала.
Подобная схема может применяться только для передвижения тележек,
поскольку
увеличение
жесткости
моста
влечет
за
собой
утяжеление
металлоконструкции пролетного строения, которое перекрывает полученное
преимущество в весе трансмиссионных валов, их опор и соединительных муфт.
Раздельный привод на сегодняшний момент получает более широкое
распространение, чем центральный, так как раздельный привод часто оказывается
дешевле, а кроме того, способен самостоятельно устранять возникающие забегания
одной из сторон крана за счет перераспределения тягового усилия между
приводами.
6 – двигатель
8 – редуктор
10 – тормоз
В кранах на рельсовом ходу всегда используются электродвигатели, а на
остальных – дизели.
На быстроходном валу рекомендуется ставить упругую втулочно-пальцевую
муфту для снижения динамики при пуске. На тихоходном валу лучше использовать
зубчатую муфту, которая имеет способная передавать больший крутящий момент.
Тормоз устанавливается в любом наиболее доступном месте быстроходного
вала, как правило, используется колодочный тормоз с электромагнитным
толкателем.
Как и механизмах передвижения тележки в последнее время широкое
распространение получило применение подвесных редукторов, фланцевых
электродвигателей, мотор-редукторов.
Ходовые колёса
Изготавливаются штамповкой или ковкой из стали 65Г или 70. Добавление
марганца обеспечивает повышенную износостойкость. В редких случаях при
большом диаметре применяют литые колёса.
В ряде случаев применяют сборные колёса, состоящие отдельно из ступици и
обода соединенных болтовым соединением.
Классификация:
1. По виду дорожки качения (Рис. 4)
конические (1)
цилиндрические (2)
бочкообразные (3)
1
2
3
Рис. 4. Виды дорожек качения колёс.
Использование конических колёс при центральном приводе позволяет
автоматически выравнивать возникающие перекосы за счёт того, что забежавшее
колесо контактирует с рельсом по меньшему радиусу и начинает за 1 оборот
проходить меньшее расстояние. Также конические колёса могут применяться на
монорельсовых тележках, так же как и бочкообразные.
Конические колёса работают в условиях меньших контактных напряжений,
зато больше подвержены износу за счёт проскальзывания, которое возникает из-за
разности скорости различных точек поверхности.
2. По количеству реборд
двухребордные
одноребордные
безребордные
Если колея не превышает 2м, и рельсы находятся на одной высоте, тогда
возможно применение одноребордных колёс. Если кран опирается на четыре
рельса, то можно применить одноребордные колёса, установленные ребордами в
разных
направлениях.
На
башенных
кранах
одноребордные
колёса
не
применяются.
Безребордные колёса применяются на кранах, работающих в тяжёлых
режимах, в этом случае удерживание крана на рельсе происходит за счёт
специальных роликов (Рис. 5). Подобное решение позволяет увеличить срок
службы ходовых колес, поскольку наиболее часто их бракуют из-за недопустимой
величины износа реборды (более 50%). Таким образом снижаются затраты от
остановки крана на вывод его в ремонт или техническое обслуживание. В ряде
случаев, например, на кранах, обслуживающих реакторы атомных электростанций,
замена колес весьма затруднена или невозможна в принципе.
Рис. 5. Установка берзребордных ходовых колёс с направляющими роликами.
В случае большой нагрузки на опору применяются балансирные ходовые
тележки (Рис. 6), позволяющие распределить нагрузку на опору крана между
большим числом колес и применить колеса меньшего диаметра.
Рис. 6. Схема балансирной конструкции ходовых тележек с 2, 3 и 4-мя
колесами в опоре крана.
Вопросы для самопроверки:
1.Что такое механизм передвижения?
2.Какие бывают механизмы передвижения?
3.Какие варианты компоновки механизма передвижения тележки Вы знаете?
4.Какие преимущества дает использование мотор-редукторов?
5.Каковы недостатки механизма передвижения тележки с канатной тягой?
6.Какие существуют разновидности механизма передвижения крана?
7.Какие виды тормозов применяются в механизмах передвижения?
8.Какие виды соединительных муфт применяются в механизмах
передвижения?
9.Из каких материалов изготавливаются ходовые колеса?
10.В чем преимущество конических ходовых колес?
11.В каких случаях могут быть применены одноребордные колеса?
12.В каких случаях применяются безребордные колеса?
Список литературы:
Основная:
1. Грузоподъемные машины. Под ред. М.П.Александрова.- М.: Высш. школа,
2003. – 270 с.
2. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины.- М.: Высш. школа,
2005. – 520 с.
Дополнительная:
1. Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины.- М.: Машиностроение,
2005. – 431 с.
2. Грузоподъемные машины: учебно-методическое пособие / Ю.В.Наварский.
Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - 100 с.
Список основных терминов:
МЕХАНИЗМ
ПЕРЕДВИЖЕНИЯ
–
перемещения груза в горизонтальной плоскости.
устройство,
предназначенное