В машинах, где возможно опрокидывание поворотной платформы под воздействием внешних нагрузок, для обеспечения связи ее с ходовой тележкой (обеспечивающей большую опорную базу) и разгрузки центральной цапфы от изгибающих усилий устанавливаются дополнительно захватные катки, если эти функции не выполняют одновременно опорные катки.

В настоящее время преимущественно распространены одно-и двухрядные шариковые и роликовые опорно-поворотные круги, совмещающее функции опорных и захватных катков. При этом не только уменьшается сопротивление вращению платформ, но и не требуется установка центральной цапфы.

Опорно-поворотное устройство состоит из наружного и внутреннего колец (для удобства сборки одно из них может быть разъемным), между беговыми дорожками которых размещаются шарики или ролики. Наружное кольцо прикрепляется к поворотной, а внутреннее — к неповоротной части машины. Кольца кругов изготовляются из качественной стали. Беговые дорожки для уменьшения износа закаливаются и полируются. Шары и ролики используются стандартные, .применяемые в шарико- и роликоподшипниках.

В опорно-поворотных кругах оси вращения двух соседних роликов располагаются взаимно перпендикулярно, а шарики разделяются сепарирующими втулками.

При больших нагрузках применяются двухрядные круги, причем роликовые опорно-поворотные устройства выдерживают большие нагрузки, чем шариковые того же диаметра. Привод механизма поворота размещается как на поворотной, так и на неповоротной частях машины. Поворотная шестерня сцепляется с зубчатым венцом, прикрепленным к внутреннему или наружному кольцу.

Поворотные части машин совершают 1 — 6 об/мин, поэтому передаточное число механизма поворота достигает значительных величин (от 150 до 1000). Для упрощения кинематической схемы в поворотных механизмах с индивидуальным приводом часто применяются червячные передачи.

В механизме вращения железнодорожного крана К-501 движение от электродвигателя через муфту передается червячному редуктору. Закрепленная на его выходном валу шестерня, обегая зубчатый венец, жестко соединенный с рамой ходовой тележки, поворачивает платформу. На муфте установлен нормально-замкнутый колодочный тормоз.

В машинах с групповым приводом механизм вращения обычно оснащен коническим реверсом с фрикционными муфтами, промежуточной трансмиссией, тормозом и поворотным валом, на котором закрепляется шестерня, сцепляющаяся с зубчатым венцом ходовой рамы. Поворотный вал включается кулачковой муфтой, что позволяет подключать к реверсу и другие механизмы.

Если в поворотном механизме отсутствует реверс с фрикционными муфтами, то для защиты его от перегрузок, возникающих при большом крене машины или случайном задевании стрелы за внешнее препятствие, в кинематическую схему механизма вводится предохранительное устройство, сконструированное в виде фрикционной муфты предельного момента или муфты с ломающимся при перегрузке элементом.

—

Классификация кранов по типам стреловых устройств

Стреловые краны с изменяющимся вылетом стрелы (укосины) по конструктивным и эксплуатационным признакам делятся на два типа:
первый тип — краны без устройства для горизонтального перемещения -груза при изменении вылета, имеющие простые неуравновешенные стрелы;
второй тип — краны с устройствами для горизонтального перемещения груза при изменении вылета, имеющие частично или полностью уравновешенные стрелы.

Рис. 3. Схема механизма и изменения вылета неуравновешенного типа

Первый тип кранов — без устройств для горизонтального перемещения груза и с неуравновешенной стрелой делится на две группы:

I группа — краны со стрелой на канатной тяге и полиспастом. К ней относятся железнодорожные, гусеничные, автомобильные, пневмоколесные, портальные, башенные, плавучие и другие краны грузоподъемностью до 100 тс. Краны I группы в зависимости от величины вылета стрелы имеют переменную грузоподъемность; изменение вылета стрелы является установочным движением (т. е. производится без груза);

Рис. 4. Схема механизма изменения вылета уравновешенного типа:
1 — профилированная часть хобота; 2 — гибкая оттяжка;. 3 — уздечка; 4 — стреловая тяга; 5 — демпфер; 6 — рейка; 7— натяжное устройство; 8 — коромысла; 9 — подвижной противовес; 10 — буфер

II группа —это краны со стрелой, подвешенной на тяге или шпинделе, преимущественно плавучие краны для тяжеловесов грузоподъемностью до 350 тс, портальные краны старых моделей («Ардельтверке», «Демаг», МАН и др.), доковые краны завода им. С. М. Кирова, судовые и др. Вылет кранов II группы также имеет установочное движение (т. е. производится без груза).

Второй тип кранов — с устройствами для горизонтального перемещения груза и с уравновешенной (частично или полностью) стрелой (рис. 97) подразделяется на следующие шесть групп:

III и IV группы — краны с уравнительным устройством. III группа — краны со стрелой с уравнительными полиспастами (полиспаст при верхнем конце стрелы, полиспаст в средней части стрелы или полиспаст на противовесе стрелы). Стрелы с уравновешенными полиспастами широко используются на кранах для штучных грузов грузоподъемностью в основном до 10 тс.

У кранов III группы изменение вылета является рабочим движением (т. е. может производиться с прузом);

IV группа — краны с прямой стрелой £ уравнительными блоками или барабанами (уравнительные блоки на качающихся рамах, грузовой барабан, сблокированный с механизмом вылета, механизм на принципе эллипсографа и другие уравнительные устройства). У кранов этой группы изменение вылета является рабочим движением (т. е. может производиться с грузом);

V и VI группы — краны с шарнирно-,сочлененной укосиной (кинематическая система четырехзвенного механизма). V группа — краны с профилированным хоботом и гибкой оттяжкой (концевые хоботы движутся по горизонтали; концевые блоки хобота движутся по наклонной или кривой линии). Шарнир-но-сочлененные стрелы с гибкой оттяжкой и профилированным хоботом получили широкое распространение на портальных кранах грузоподъемностью до 15 тс, как полностью уравновешенные, имеющие постоянную грузоподъемность на любом вылете; предназначены для разнообразных перегрузочных работ в портах и оборудуются как крюками, так и грейферами различных емкостей. У кранов V группы изменение вылета является рабочим движением (т. е. может производиться с грузом);

VI группа — краны с жесткой оттяжкой хобота (нормальный наклонный хобот; горизонтально расположенный удлиненный хобот; четырехзвенник, совмещенный с эллипсографом; подвижная нижняя ось оттяжки; складывающийся хобот и другие системы). Стрелы с жесткой оттяжкой хобота имеют большое распространение на портальных кранах грузоподъемностью до 75 т и более. У кранов этой группы изменение вылета является рабочим движением (т. е. может производиться с грузом);

VII группа — краны с грузовой тележкой, перемещающейся по горизонтально расположенной стреле (стрела с передвижением тележки по ее верхнему поясу; стрела с передвижением тележки по ее нижнему поясу; поднимающаяся стрела с передвижной тележкой). К этой группе относятся портальные краны значительной грузоподъемности (до 100 тс и более) и главным образом стапельные и башенные краны. Изменение вылета является рабочим движением (т. е. может производиться с грузом) ;

VIII группа — краны с маятниковым движением стрелы, включая шарнирно-четырехзвенные косо установленные стрелы. Эта группа кранов является обособленной, так как краны с маятниковым движением стрелы появились в последние годы и являются принципиально .новой конструкцией (исключается необходимость в повороте крана в течение всего рабочего цик-ла). Груз выносится из трюма на берег одним качанием стрелы в вертикальной плоскости без вращения крана. Цикл работы состоит из совмещенных движений груза по вертикали и горизонтали. Вращение крана — только установочное движение. Управление двумя механизмами (подъем и изменение вылегга стрелы без поворота) облегчает работу крановщика. Кроме того, отсутствие частых поворотов крана требует меньшего пространства над причалом и исключает опасность столкновения вращающихся стрел соседних кранов при работе на одном трюме судна. У кранов VIII группы изменение вылета является рабочим движением.

Как уже указывалось, современные стреловые краны, работающие в портах, должны иметь высокую производительность и хорошую маневренность. Эти качества обеспечиваются, в первую очередь, уравновешенными стреловыми устройствами, конструкция которых предусматривает горизонтальное перемещение груза при изменении вылета стрелы. В отличие от кранов с неуравновешенными стреловыми устройствами (краны I и II групп) изменение вылета у кранов III—VIII групп является рабочим движением.

В кранах с уравновешенными стрелами (укосинами), обеспечивающими движение груза при изменении вылета по горизонтали, момент собственного веса стрелового устройства относительно оси вращения стрелы уравновешивается подвижным противовесом.

Как известно, момент относительно оси вращения стрелы, создаваемый грузом при вертикальном расположении канатов и строго горизонтальной траектории движения груза (при изменении вылета), будет равняться нулю. На общее равновесие поворотной части стрелы главным образом влияет положение противовеса. В этом отношении желательно, чтобы он был расположен как можно дальше от оси вращения крана и приближался к ней по мере уменьшения вылета (подъема) стрелы. Однако из эксплуатационных соображений во многих случаях необходимо иметь небольшой задний габарит поворотной части крана, что ограничивает расположение противовеса и отражается на выборе схемы уравновешивающего устройства.

Центр тяжести всей стреловой системы расположен все время в опоре А стрелы, что невыгодно для общего равновесия поворотной части крана.

При введении промежуточного рычага противовес может быть отнесен к задней грани поворотной части и выполнен в виде качающегося противовеса на коромысле. Если рычажная система противовеса представляет собой параллелограмм, то при всех положениях стрелы (при изменении вылета) сохраняется та же зависимость Gn=Gc— и имеет место полное уравновешивание стрелы.

Рис. 5. Схема уравновешивания с противовесом на стреле

Такое полное уравновешивание при всех вылетах стрелы возможно только при расположении противовеса в рассмотренных случаях, при другом же размещении противовеса, когда не во всех положениях стрелы сохраняется зависимость Gnr2 = = Gc -ги полное уравновешивание при всех вылетах не достигается.

Степень уравновешенности веса стреловых устройств при изменении вылета для большинства конструкций кранов изменяется, и полное уравновешивание достигается лишь для некоторых определенных положений стрелы.

Траектория движения груза при изменении вылета ша-рнир-но-сочлененных стрел с жесткой оттяжкой, а также стрел с уравнительными устройствами не может быть изменена, а следовательно, и не подлежит регулировке.

Для шарнирно-cочлененных стрел с гибкой оттяжкой траекторию движения груза в известных пределах можно -регулировать, изменяя длину оттяжки хобота.

Регулировка механизма изменения вылета стрелы шарнирно-сочлененного типа с гибкой оттяжкой

Проверка вертикальности оси вращения крана. На окружности с радиусом, равным максимальному вылету срелы, по двум взаимно перпендикулярным направлениям забираются в землю четыре рейки с таким расчетом, чтобы их вершины находились в одной горизонтальной плоскости. Сделав полный поворот крана, замеряют расстояние по вертикали от крюка (или грейфера) до реек.

Рис. 6. Схема проверки вертикальности оси вращения крана

Регулировка траектории движения груза. Основным условием правильной работы механизма изменения вылета является точное перемещение груза по горизонтали и хорошая уравновешенность стрелового устройства. Первое требование— перемещение груза по горизонтали при изменении вылета— необходимо для того, чтобы электродвигатель лебедки не перегружался от бесполезной работы по подъему и опусканию груза, на которую он н-e рассчитан. Кроме того, отклонение траектории груза от горизонтали вызывает в звеньях механизма чрезвычайно большие дополнительные усилия, достигающие иногда нескольких десятков тонн. Эти дополнительные усилия вызывают опасные напряжения в деталях механизма и могут привести к поломке и падению стрелы. Второе требование— уравновешенность стрелового устройства — необходимо также для предохранения механизма и электродвигателя от перегрузок и важно для того, чтобы крановщик мог правильно пускать и останавливать механизм, не ориентируясь на то, что вследствие неуравновешенности у него всегда «тянет» стрелу вперед или назад (вперед, когда недостаточный вес подвижного противовеса, и назад, когда он больше требуемого).

Регулировка механизма изменения вылета начинается с регулировки длины оттяжного каната, равномерности натяжения обеих его ветвей и проверки движения груза по горизонтали1.1 Для выравнивания длин обеих ветвей оттяжного каната необходимо поставить стрелу в положение, близкое к минимальному вылету. При этом натяжение каната достигает наименьших значений и на глаз легко установить, которая из двух ветвей натянута меньше.

Если разность длин обеих ветвей невелика, то устранить ее можно за счет передвижки траверс по натяжным болтам (несколько вперед на натянутом конце и назад — на свободном конце). Чтобы уравнять длины обеих ветвей оттяжного каната, достаточно два-три раза произвести изменение вылета (от минимального до максимального и обратно). При этом канат сам скользнет по хоботу и длины обеих ветвей уравняются достаточно точно. Окончательное их выравнивание следует произвести, как указывалось выше.

После выравнивания длин обеих ветвей каната необходимо перейти к проверке движения груза но горизонтали. Для этого надо забить в грунт, на участке от максимального до минимального вылета, четыре-пять реек (колышек) с таким расчетом, чтобы их вершины находились в одной горизонтальной плоскости.

Рис. 7. Схема регулировки траектории движения груза при изменении вылета портального крана

Затем «адо установить стрелу в положение максимального вылета, поднять груз весом около 1 т над рейкой (колышком) и замерить расстояние между грузом и рейкой по вертикали. Передвигая груз далее в направлении к минимальному вылету, надо производить такие же замеры над остальными рейками.

Если разность больше 0,5 м, надо произвести регулировку длины оттяжного каната.

Когда при перемещении от максимального к минимальному вылету груз поднимается (больше нормы), надо укоротить оттяжной канат (равномерной передвижкой обеих траверс по болтам). Если же, наоборот, груз опускается,— удлинить оттяжной канат.

После регулировки необходимо окончательно затянуть канатные зажимы на хоботе и законтрить гайки траверс оттяжных канатов. Затем груз весом около 1 т подвесить к крюку и установить стрелу точно в положение минимального вылета. В этом положении на хоботе и на стреле масляной краской нанести отчетливые риски друг против друга. По этим рискам при подтяжке вытянувшихся в процессе эксплуатации оттяжных канатов можно определять правильное взаимное положение стрелы и хобота.

Проверка горизонтальности движения груза для стрел с гибкой оттяжкой должна производиться периодически, не реже одного раза в год, а также во всех случаях, когда замечается ухудшение работы механизма изменения вылета.

Проверка уравновешенности стрелового устройства. Регулировка величины подвижного противовеса должна производиться при безветренной погоде с грузом около 1 г. Включив двигатель, надо изменить вылет от максимального до минимального и обратно. Во время движения в пятом-шестом положениях (одних и тех же в обоих направлениях движения) записывают показания амперметра, который специально для этой цели включают в цепь двигателя. Разность замеров в каждом положении при движении в обоих направлениях не должна превышать 10%. Можно использовать другой метод проверки уравновешенности стрелового устройства — открыть вручную (с помощью ломика) на 2—3 сек тормоза механизма изменения вылета. При этом стрела должна двигаться в ту или в другую сторону. Если при различных вылетах стрела все время -начинает двигаться в одну сторону, значит она не уравновешена. Если же при различных вылетах стрела начинает движение то в одну, то в другую сторону, уравновешивание можно считать удовлетворительным. При проверке открыванием тормозов необходимо соблюдать все меры предосторожности. Неуравновешенную разогнавшуюся стрелу нельзя остановить тормозом и может произойти серьезная авария.

В зависимости от результатов проверки уравновешенности стрелового устройства следует производить регулировку величины подвижного противовеса. В случае необходимости увеличения веса противовеса в регулировочные ящики надо добавить в определенном количестве металлический лом. Бывают случаи, когда стрела и хобот имеют утяжеленный вес вследствие замены одного размера проката другим (при изготовлении или ремонте крана). Это вызывает необходимость соответствующего увеличения неподвижного противовеса для сохранения общей устойчивости поворотной части. Если же вес неподвижного противовеса оказывается недостаточным, то при работе крана с грузом, близким к номинальному, на максимальных вылетах происходит отрыв заднего рельса поворотной рамы от опорных катков. При обнаружении такого явления надо прежде всего немедленно прекратить работу; затем обследовать и проверить затяжку нижней гайки центральной оси. Если затяжка гайки недостаточна, надо увеличить вес неподвижного противовеса.

Регулировка концевых выключателей и тормозов. У механизма изменения вылета уравновешенных стрел, которые могут производить движение изменения вылета с грузом (рабочее движение), концевые выключатели регулируются на срабатывание сначала на максимальном, а затем на минимальном вылетах и устанавливаются по указателю вылета. Так же производится регулировка при неуравновешенных стрелах, не опускающихся на землю. У кранов, стрелы которых могут опускаться до земли, концевой выключатель устанавливается только для ограничения минимального вылета.

При установке момента выключения разрыва цепи электродвигателя учитывается тормозной выбег стрелы, двигающейся с полным грузом и с полной скоростью к положениям, соответствующим максимальному и минимальному вылетам, плюс еще запас хода стрелы 250—300 мм.

У кранов, имеющих большой вес противовесов и высокие скорости рабочих движений, происходит раскачивание груза и значительный тормозной выбег, ввиду чего ограничение вылета устанавливается за 1—2 м до прихода стрелы в крайнее положение. При расчете тормозного выбега необходимо учитывать ветер, действующий в направлении движения стрелы, и влияние центробежной силы стрелового устройства и груза, возникающей при вращении крана (центробежная сила учитывается для расчета момента выключения при максимальном вылете).

Особое внимание требует регулировка концевых выключателей того вылета (максимального и минимального), по направлению к которому имеет стремление произвольно перемещаться недостаточно уравновешенная стрела.

После установки концевых выключателей приступают к регулировке тормоза, которая должна быть увязана с выключателями так, чтобы тормоз при всех условиях после срабатывания концевых выключателей смог затормозить движение стрелы до подхода ее к крайним положениям. Такая увязка действия тормоза особенно важна для реечных и секторных механизмов изменения вылета, у которых выход стрелы за предельный вылет часто приводит к повреждениям механизма и авариям..

Регулировка тормоза лебедки производится таким образом, чтобы при работе в безветренную погоду механизм изменения вылета останавливался достаточно быстро, но не вызывал бы при остановке колебания всего крана (среднее время торможения должно быть в пределах 2—4 сек).

Для механизмов изменения вылета портальных кранов лебедочного типа, имеющих два тормоза, реле времени в цепях управления тормозами должны быть отрегулированы таким образом, чтобы при торможении механизма сначала накладывался (срабатывал) один тормоз, а затем, спустя 1,5—2 сек,— второй.

Управление механизмами изменения вылета

Для кранов с уравновешенными стрелами изменение вылета является рабочим движением, а для кранов с полностью уравновешенными стреловыми устройствами (краны V и VI групп), с индивидуальными электроприводами, обладающими постоянной грузоподъемностью на всех вылетах, допускается совмещение всех движений в любых сочетаниях.

Для кранов с неуравновешенной стрелой (краны I и II групп) изменение вылета в большинстве случаев является установочным движением.

Изменение вылета с грузом (без совмещения с другими движениями) допускается для портальных кранов с групповым приводом механизмов, для автомобильных и нневмоколесных кранов (рассчитанных на установку в рабочем состоянии на выдвижные домкраты), если это не запрещается заводской инструкцией.

Для некоторых железнодорожных и гусеничных кранов разрешается изменение вылета с грузом (без совмещения с другими рабочими движениями), если это специально предусмотрено заводскими инструкциями.

В соответствии с «Правилами технической эксплуатации перегрузочных машин морских портов» (§ 76) допускаемое изменение вылета укосины с грузом для кранов с групповым приводом (с фрикционными лебедками) должно производиться указа иным и ниже приемами, обеспечивающими наибольшую безопасность:
— на кранах с приводом от реверсивного электродвигателя — при включенном фрикционе стрелового барабана и управляется контроллером;
— на кранах с приводом от двигателей внутреннего сгорания, имеющих управление муфтой сцепления, вынесенное на пост крановщика, увеличение вылета производится при включенном фрикционе стрелового барабана и выключенной муфте сцепления на ножном тормозе;
— на кранах с приводом от паровой машины увеличение вылета производится при включенном фрикционе стрелового барабана и управляется регулятором машины, работающей в режиме спуска или контрпара;
— на кранах с приводом от нереверсивного электродвигателя или паровой машины без специального устройства для работы в режиме контрпара, а также ют двигателя внутреннего сгорания, когда управление муфтой сцепления не вынесено на -пост крановщика, увеличение вылета производится при отключенном фрикционе стрелового барабана и управляется ножным тормозом.

В спаренной работе кранов при использовании кранов с групповым -приводом (с фрикционными лебедками) изменение вылета стрелы под грузом запрещается.

Управление механизмом изменения вылета кранов с индивидуальным электроприводом осуществляется командоконтрол-л-ером или силовым контроллером, рукоятка которого при спуске плавно переводится из нулевого в крайнее положение. Остановка осуществляется плавным переводом ручки командоконт-роллера в нулевое положение (при этом на промежуточных положениях рукоятка не задерживается).