Рис. 20. Схема механизма подъема с приводом от электродвигателя

Поскольку нагрузка от действия силы тяжести груза распределяется между ветвями подъемного каната, грузоподъемная сила может быть меньше силы тяжести груза Q, Однако при выигрыше в силе при подъеме груза на барабан необходимо намотать большую длину каната, чем путь груза. В механизмах подъема мостовых кранов наибольшее распространение получили сдвоенные крат, ные полиспасты, которые позволяют обеспечить только вертикальное перемещение груза при его подъеме-спуске, равномерно нагружать опоры барабана и пролетную часть моста. При использовании сдвоенных полиспастов на барабан одновременно наматываются две ветви каната.

Рис. 21. Схема сдвоенных полиспастов при следующей кратности

Под кратностью п сдвоенного полиспаста понимают отношение числа ветвей каната, на которых закреплен крюк, к числу ветвей каната, набегающих на барабан. В механизмах подъема кранов грузоподъемностью 5…320 т применяют сдвоенные полиспасты: с четной кратностью 2, 4, 6 и 8 и нечетной кратностью 3 и 5. В сдвоенном полиспасте, показанном на рис. 20, число ветвей, на которых закреплен груз, а число канатов, набегающих на барабан, поэтому кратность полиспаста п—4. На рис. 21 показа- ны схемы сдвоенных полиспастов п=2, 3, 4 и 5. В сдвоенных полиспастах для выравнивания длины канатов вследствие неравномерности их вытягивания используют уравнительные блоки или уравнительные балансиры (рис. 21).

При использовании уравнительных блоков канат полиспастного подвеса состоит из одной части, концы которой закреплены на барабане, а при использовании балансиров — из двух равных частей, длина которых соответствует общей длине каната.

Вследствие симметричного подвеса уравнительный блох (или балансир) поворачивается на небольшой угол при вытягивании нового каната, компенсируя неравномерность натяжения ветвей каната в каждом полиспасте, а после приработки каната практически не поворачивается. В сдвоенных полиспастах четной кратности уравнительные блоки (или балансиры) размещены в подшипниках на неподвижной оси, закрепленной на тележке, а в полиспастах нечетной кратности — на подвижной оси крюковой подвески.

Для увеличения высоты подъема, а также удобства осмотра верхние обводные и уравнительные блоки, а также балансиры следует устанавливать выше уровня настила рамы тележки.

В механизмах подъема мостовых кранов используют нормальные и укороченные крюковые подвески для соединения грузового крюка с подъемным канатом.

В нормальной крюковой подвеске (рис. 22, а) крюк через гайку на хвостовике опирается на упорный подшипник, который через сферическую шайбу передает усилие с крюка на траверсу. Траверса шарнирно закреплена в серьгах и защитных щитках. В верхней части щитков и серег неподвижно установлена ось с блоками. Блоки могут вращаться в подшипниках. Между щитками установлена листовая скоба, предотвращающая выпадение из ручья блока каната, ослабленного при зачаливании груза. В зависимости от диаметра блока зазор между скобой и блоком составляет 0,15—0,3 диаметра каната. При нечетной кратности полиспаста между блоками на оси устанавливают уравнительный блок. Гайка стопорится планкой, входящей в прорезь крюка. Шайбы и кольца препятствуют вытеканию смазочного материала из полости подшипников.

Рис. 22. Крюковые подвески:
а — нормальная; 6 укороченная

В укороченной подвеске (рис. 22,6) крюк и блоки размещены на общей траверсе. Укороченные подвески для кранов малой и средней грузоподъемности выполняют с удлиненными однорогими крюками, а для кранов большой грузоподъемности — с пластинчатыми двурогими крюками (ГОСТ 6619—75), шарнирно присоединяемыми посредством вилки к траверсе.

Барабаны, изготовленные из чугуна и стали, могут быть выполнены литыми (рис. 23,а,б), сварно-литыми (рис. 23, в) и сварно- вальцованными (рис. 23, г).

В механизмах подъема мостовых кранов общего и специального назначений для сдвоенных полиспастов применяют цилиндрические сдвоенные барабаны с однослойной навивкой каната.

Сдвоенный барабан (см. рис. 23, в) состоит из обечайки с нарезанными с двух сторон по винтовой линии в правом и левом направлениях канавками для навивки каната. Правая и левая нарезки разделены между собой гладкой частью. Концы каната на барабане крепят накладками 9. В сварно-вальцованных барабанах канавки на обечайке выполняют специальным роликом (рис. 23, г), либо в их качестве используют профилированную желобчатую ленту, которую закрепляют сваркой на гладкой обечайке.

Выполнение канавок, расположенных с шагом не менее 1,1 диаметра каната, создает большую поверхность соприкосновения барабана с канатом, что способствует уменьшению контактного давления и изнашиванию каната. Профиль винтовой канавки зависит от диаметра навиваемого каната, поэтому замена каната другим иного диметра недопустима. Барабаны механизмов подъема грейферных и специальных кранов, при работе которых возможны рывки и ослабление канатов, выполняют с канавками глубиной не менее 0,5 диаметра каната и снабжают устройством, обеспечивающим правильную укладку каната на барабане (п. 121 Правил).

Ступицы барабанов закрепляют на сплошных осях (рис. 23, а, б) или отдельных цапфах (рис. 23, а, г), опирающихся на сферические подшипники качения, которые позволяют компенсировать неточности изготовления и монтажа барабана. В механизмах подъема кранов малой и средней грузоподъемности (рис. 23, в) один из подшипников размещен в выходном вале редуктора, а другой в опоре, установленной на тележке. В кранах большой грузоподъемности (рис. 23, б) оба подшипника установлены в опорах на раме тележки.

Крутящий момент на барабан передается в механизмах подъема малой и средней грузоподъемности через встроенную зубчатую муфту (рис. 23,в), ведущая полумуфта (зубчатый венец) которой выполнена на выходном вале редуктора, а ведомая представляет собой ступицу барабана с внутренними зубьями, соединенную с обечайкой барабана; в механизмах подъема большой грузоподъемности (рис. 23, б) стенкой зубчатого колеса открытой зубчатой передачи, которая передает крутящий момент на барабан через запрессованные втулки и соединяется с фланцем барабана болтами.

Рис. 23. Барабаны механизма подъема:
а — литой с зубчатой муфтой; б — литой с зубчатым ободом; в — сварно-литой; г сварно-вальцованный

Каждый коней каната на барабане крепят не менее чем двумя накладками, основные размеры коюрых приведены в табл. 25. Длину барабана рассчитывают таким образом, чтобы при полностью опущенном грузозахватном устройстве на барабане оставалось не менее 1,5 витков каната, исключая витки, находящиеся под за- жнмным устройством (п. 120 Правил). Эти запасные витки называют разгружающими, они уменьшают натяжение каната в месте крепления в 2,5—4,5 раза по сравнению с максимальным. Варианты крепления накладок шпильками или болтами приведены на рис. 24.

В механизмах подъема кранов малой и средней грузоподъемности применяют, как правило, горизонтальные редукторы Ц2 (табл. 25—29), которые обладают в 3—4 раза большей нагрузочной способностью, чем ранее применявшиеся редукторы РМ. Выходной вал редукторов Ц2 может быть выполнен с зубчатым венцом для присоединения барабана механизма подъема.

В механизмах главного подъема кранов большой грузоподъемности используют горизонтальные крановые редукторы ГК (табл. 30—31), которые имеют выносной опорный подшипник вала шестерни, связанной с зубчатым венцом барабана.

На рис. 25 показан общий вид расположения механизма главного и вспомогательного подъема на тележке мостового крана общего назначения грузоподъемностью 20/5 т. В механизме главного подъема использован четырехкратный сдвоенный полиспаст, а во вспомогательном — сдвоенный двукратный. На механизме главного подъема установлены четыре обводных блока и уравнительный блок, механизм вспомогательного подъема выполнен без обводных блоков и имеет уравнительный блок. Крюковые подвески главного и вспомогательного подъемов укороченные. Барабаны главного и вспомогательного подъемов одной стороной установлены на опорах, а другой стороной опираются на выходные валы редукторов. Каждый барабан оборудован шпиндельным ограничителем высоты подъема крюка. Привод главного и вспомогательного подъемов осуществляется соответственно электродвигателями через быстроходные валы и редукторы. На выходных вйлах редукторов установлены тормозные шкивы для тормозов. Для передвижения тележки использован механизм передвижения, устройство которого рассмотрено в параграфе.

В магнитных кранах, оборудованных грузовым электромагнитом, механизм подъема (см. рис. 16) снабжен дополнительно специальным кабельным барабаном и токосъемником для гибкого кабеля, подводящего электроэнергию к грузовому электромагниту. Кабельный барабан установлен в опорах вблизи барабана механизма подъема, от которого через зубчатую или цепную передачу приводится в движение. Причем передаточное число передачи выбирается таким, чтобы обеспечивалось синхронное движение электромагнита и кабеля при работе механизма подъема.

Рис. 24. Крепление каната на барабане:
о — на гладкой части; б — на углубленной гладкой части; в — на нарезанной части

Для грейферных кранов используют механизмы подъема, представляющие собой грейферные лебедки. Грейферная лебедка имеет два барабана для подъемного и замыкающего канатов грейфера. Причем для управления раскрытием, зачерпыванием и подъемом грейфера необходимо, чтобы каждый барабан имел независимый привод. Например, при подъеме или опускании грейфера оба барабана должны вращаться синхронно, при раскрытии висящего грейфера барабан подъемного каната неподзнжен, а барабан замыкающего каната вращается в направлении спуска; при зачерпывании подъемный канат ослаблен и подъемный барабан неподвижен, а барабан замыкающего каната вращается в направлении подъема.

Грейферные лебедки подразделяют на одноприводные и двух- приводные. Одноприводная грейферная лебедка (рис. 26, а) состоит из двигателя, связанного через зубчатые передачи на валу с барабаном замыкающего каната. Барабан о подъемного каната через фрикцион и зубчатые передачи и в при помощи сцепной управляемой муфты может жестко соединяться с барабаном. Такая схема устройства грейферной лебедки позволяет осуществлять раскрытие грейфера при замкнутом тормозе, неподвижном барабане и вращении барабана в сторону спуска. Последующий подъем или опускание раскрытого грейфера производится при разомкнутом тормозе и включенной муфте. При зачерпывании тормоз замыкается, барабан неподвижен, муфта разомкнута, а фрикцион при вращении барабана замыкающего каната — проскальзывает. После окончания процесса зачерпывания тормоз размыкается, муфта включается и барабан вращается синхронно с барабаном замыкающего каната. Существенным недостатком одноприводных лебедок является невозможность совмещения противоположного вращения барабанов для обеспечения ускоренного открытия или закрытия грейфера, изнашивание сцепных муфг и фрикционов.

Двухприаоднье грейферные лебедки (рис. 26,6) не имеют недостатков одномоторных лебедок и находят широкое распространение в грейферных кранах. Эти лебедки состоят из двух крановых однобарабанных лебедок, одна из которых служит для подъемного, а другая для замыкающего каната. Крановая однобарабанная лебедка по конструктивному исполнению аналогична механизму подъема на рис. 20 и имеет собственный привод. Это позволяет производить совмещение операций благодаря независимому включению каждой лебедки и повысить производительность крана.

Для мостовых кранов, предназначенных для выполнения монтажных работ, когда требуются особые точность и осторожность при опускании груза, применяют многоскоростные механизмы подъема. На рис. 27 приведена схема двухскоростного механизма подъема, который состоит из обычного механизма подъема (см. рис. 20), включающего барабан, редуктор, тормоз, приводной электродвигатель, а также микропривода установочной [(малой) скорости опускания груза. Микропривод соединен с валом основного электродвигателя и состоит из вспомогательного электродвигателя, тормоза, редуктора и планетарной муфты и тормозом.

При работе механизма подъема на основной скорости тормоз вспомогательного двигателя замкнут, а тормоза разомкнуты. Вращающий момент основного электродвигателя передается через редуктор на барабан механизма подъема. При переходе на малую скорость подъема или опускания размыкается тормоз, включается вспомогательный электродвигатель, а электродвигатель отключается. Вращающий момент с вала вспомогательного электродвигателя через редуктор, планетарную муфту, вал основного электродвигателя и редуктор передается на барабан, обеспечивая малую частоту вращения.

Рис. 25. Размещение механизмов главного и вспомогательного подъема на тележке крана общего назначения грузоподъемностью 20/5 т

Применение планетарной муфты при заторможенном ободе позволяет вращаться основному двигателю и производить подъем или опускание груза на основной скорости, а при свободном ободе передавать вращение от вспомогательного электродвигателя и осуществлять работу механизма подъема на малой скорости. Для уменьшения чрезмерной частоты вращения вспомогательного электродвигателя при несрабатывании тормоза и при работающем основном электродвигателе используют центробежный выключатель, установленный на валу двигателя. Для уменьшения частоты вращения основного электродвигателя от чрезмерного вращения при поломке планетарной муфты или неисправности тормоза применяют центробежный выключатель на валу редуктора. Выключатели срабатывают при удвоенной номинальной частоте вращения основного и вспомогательного двигателей. Описанный механизм подъема, применяемый на кране грузоподъемностью 15 т, позволяет получить скорость основного подъема 8 м/мин и скорость при посадке 0,65 м/мин.

При больших высотах подъема груза и кратности полиспаста длина подъемного каната, навиваемого на барабан, может значительно превышать длину каната, навитого в один слой. В этих случаях применяют механизмы подъема с многослойной навивкой каната на барабан с использованием специальных устройств — канато-укладчиков. Применение канатоукладчиков способствует равномерной намотке каната на барабан и правильному формированию слоен навитого каната. По конструкции канатоукладчики бывают винтовые, кривошипные, кулачковые и др.

Рис. 26. Грейферные лебедки:
а — одноприводная; 6 — двухприводная