ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ МОСТОВЫХ КРАНОВ

Электрооборудование мостовых кранов (К.Н. Дубовский) - 1970 год

В брошюре приведены сведения об устройстве мостовых краyов, необходимые для обслуживания и ремонта электрического оборудования кранов. Даны рекомендации по обслуживанию электроблокировки и приборов безопасности. Приводятся положения по правильному обслуживанию кранов. Брошюра предназначена для электромонтеров, обслуживающих мостовые электрические краны.
3-3-10

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ МОСТОВЫХ КРАНОВ

Мостовые краны называются так потому, что их несущие конструкции выполнены в виде моста, перекинутого через пролет цеха. На концевых балках моста укреплены ходовые колеса, служащие для передвижения вдоль цеха или по специальной эстакаде по подкрановым путям. Мостовые краны могут быть однобалочные и двухбалочные, с ручным или машинным (электрическим) приводом, с кабиной управления, а также управляемые с пола (земли) или специального пульта. В зависимости от типа грузозахватного органа мостовые краны подразделяют на крюковые (с одним или двумя крюками), магнитные и грейферные.

Однобалочные мостовые краны (кран-балки) состоят из прокатной двутавровой балки, прикрепляемой по концам к концевым поперечным балкам, снабженным ходовыми колесами (рис. 1). В качестве грузовой тележки здесь используется ручная или электрическая таль, перемещающаяся по нижней полке двутавровой балки. При больших пролетах главная балка усиливается фермами (вертикальными и горизонтальными).

Тельфер представляет собой грузоподъемный механизм (подвесная лебедка) для подъема и перемещения его вдоль однорельсового пути. Грузоподъемность применяемых электроталей колеблется от 0,1 до 15 Т. Электротельферы разделяют на три группы: с вмонтированным в грузовой барабан двигателем; с параллельно расположенными осями барабана и двигателя; с соосным расположением узлов механизма подъема.

Рис. 1. Общий вид однобалочного мостового крана.
1 — главные (продольные) балки; 2 — концевые (поперечные) балки; 3 — тельфер.

Тельферы с вмонтированным в барабан двигателем и с параллельно расположенными осями барабана и двигателя имеют плохое охлаждение двигателя и тормоза, быстрый износ опорных роликов и трудность производства монтажа. Существенными недостатками тельферов с параллельно расположенными осями двигателя и барабана являются большой размер их по ширине, невозможность отдельного изготовления редуктора, плохое центрирование картера редуктора относительно корпуса и наличие опор на подшипниках качения.

Тельфер состоит из асинхронного двигателя подъема груза, корпуса тельфера с грузовым барабаном, редуктора, колодочного или дискового тормоза, каната, крюковой подвески, тележек (ведущей и ведомой) и двух двигателей передвижения. Каждый из .перечисленных узлов является самостоятельным, что позволяет быстро производить сборку, разборку и замену узлов. Корпус тельфера представляет собой цилиндрическую сварную коробку из листовой стали толщиной 5 мм, на концах которой имеются фланцы с отверстиями под болты для крепления с одной стороны двигателя подъема груза, а с другой — картера редуктора. В верхней части корпуса параллельно друг другу приварены две щеки с ребрами, с помощью которых тельфер подвешивается к траверсе тележки передвижения. В нижней части корпуса, с одной его стороны имеется окно для пропуска грузового каната, а с другой приварена скоба, к которой на пальце крепится подвеска уравнительного блока. Блок и ветви грузового каната, наматываемые на барабан, расположены от вертикальной оси корпуса на одинаковом расстоянии. Благодаря этому зев крюка тельфера находится точно на вертикальной оси корпуса и крюк, будучи нагруженным, не перекосит тельфер. В корпусе размещен грузовой барабан, установленный своими ступицами на подшипниках качения двигателя подъема с одной стороны и на полом валу редуктора — с другой. Полый вал редуктора, на шлицевой поверхности которого крепится барабан, является валом последней ступени редуктора и в то же время служит для пропуска вала-шестерни первой ступени редуктора, передающей усилие с вала двигателя и трансмиссионного вала. Последний расположен в полости грузового барабана и соединен с валом двигателя и валом-шестерней первой ступени редуктора шлицевыми муфтами. Барабан отлит из серого чугуна и на поверхности имеет спиральные канавки, обеспечивающие правильную укладку каната. На барабан наматывают одновременно две ветви каната. Чтобы крюк не перемещался вдоль барабана, канавки нарезаны от концов

к середине барабана, благодаря чему одна ветвь наматывается справа налево, а другая — слева направо.

Двухбалочные мостовые краны (рис. 2) состоят из четырех основных частей: моста с механизмом передвижения 1, тележки 2, кабины 4 и электрооборудования. Мост и грузовая тележка имеют самостоятельные механизмы передвижения. Мост передвигается на ходовых колесах по подкрановым путям, уложенным по подкрановым балкам 3 вдоль цеха, а тележка перемещается на колесах по рельсам, уложенным вдоль моста крана. На тележке располагается и механизм подъема, служащий для вертикального перемещения груза. Обычно на тележках мостовых кранов грузоподъемностью свыше 15 Т устанавливается не один, а два механизма подъема — главный и вспомогательный. Вызвано это тем, что поднимать грузы малого веса крюком невыгодно, так как расходуется лишняя энергия и скорость подъема очень мала Грузоподъемность крана, имеющего два механизма подъема, обозначается дробным числом, где в числителе указывается грузоподъемность главного, а в знаменателе — вспомогательного подъема, например 15/3, 30/5 и т. д. Наличие двух подъемов, например в 100 и 20 Т, не дает права поднимать обоими крюками одновременно 120 Т. Грузоподъемность крана считается только по главному подъему и составляет в данном случае не более 100 Т. У кранов с подъемным электромагнитом на грузовой тележке устанавливается барабан для наматывания кабеля, питающего электромагнит. Барабан имеет кольцевой токоприемник, и для обеспечения равенства скорости кабеля и крюка кинематически связан с валом редуктора грузового барабана. У грейферных кранов на тележке устанавливаются два одинаковых подъемных механизма, один из которых предназначен для подъема, а второй для замыкания грейфера.

Рис. 2. Общий вид двухбалочного мостового крана.

Мост крана и его механизм передвижения. Мост крана состоит из жестко соединенных главных и концевых балок. Главные балки располагаются перпендикулярно, а концевые — параллельно подкрановым путям. Мосты кранов обычно изготовляют из стали марки Ст. 3 при помощи сварки. Главные балки выполняют в виде сплошных (одностенчатых или двухстенчатых) балок или решетчатых ферм. Мостовой кран первого типа выполняется из двух балок коробчатого сечения, 6

скрепленных концевыми балками. Внутри с целью придания нм жесткости устанавливают косынки (диафрагмы). Мостовой кран второго типа состоит из двух главных (вертикальных), непосредственно воспринимающих нагрузку, двух вспомогательных (вертикальных) и четырех горизонтальных ферм, две из которых расположены в плоскости верхних поясов главных ферм и две — в плоскости нижних поясов. Каждая половина моста, состоящая из четырех ферм, крепится к концевым двухступенчатым балкам. Мост крана передвигается на ходовых колесах, .приводимых в движение механизмом передвижения, смонтированным непосредственно на мосту. Передача движения от двигателя, установленного на мосту к ходовым колесам крана, осуществляется с помощью трансмиссионного вала и зубчатых передач. Трансмиссионный вал состоит из отдельных звеньев длиной 4—6 м, соединенных жесткими муфтами. Обычно не все ходовые колеса крана соединены с двигателем. Ходовые колеса, соединенные с двигателем, называются приводными, а не соединенные — холостыми.

В зависимости от скорости вращения трансмиссионного вала различают следующие механизмы передвижения моста (рис. 3): с тихоходным трансмиссионным валом. При этой схеме в средней части моста устанавливается двигатель механизма передвижения 1, вал которого муфтой 2 соединен с цилиндрическим редуктором 3. Тормоз механизма устанавливается на соединительной муфте 2 или на специальном тормозном шкиве
5 на противоположном валу двигателя. Выходной вал редуктора соединен с трансмиссионным валом 4, состоящим из отдельных секций;
со среднеходовым трансмиссионным в ал о м. В этой схеме зубчатые передачи находятся не в одном месте, а разделены на две ступени: одна у двигателя, а вторая — у ходовых колес. Эта схема применяется чаще всего на старых кранах.
Выходные валы редукторов с помощью муфт соединяют непосредственно с валами ходовых колес.

Рис. 3. Схемы механизмов передвижения мостовых кранов
а — с тихоходной трансмиссией; б — со среднеходовой трансмиссией; в — С быстроходным валом; г —с раздельным приводом; д — с двумя механизмами передвижения.

Рис. 4. Схемы механизмов тележек мостовых кранов. а — механизм передвижения с боковым расположением двигателя; б — то же С центральным расположением двигателя; 1 — электродвигатель-. 2 — редуктор; 3 — тормоз; 4 — приводное колесо; 5—вал; 6—муфта зубчатая; 7 подшипник.

В последнее время широко применяется схема механизма передвижения с раздельным приводом. В этой схеме ходовые колеса концевой балки моста приводятся в движение самостоятельным двигателем. При этом между (приводами, расположенными на различных концевых балках, не предусмотрено никакой электрической связи. Выравнивание концевых балок в движении обеспечивается самой металлоконструкцией крана. Число ходовых колес, на которых перемещается мост крана, зависит от грузоподъемности крана и пролета моста. На кранах грузоподъемностью до 50 Т обычно применяют четыре ходовых колеса. На кранах грузоподъемностью 75—125 Т и пролетом любой длины, а также на кранах грузоподъемностью 150 Т пролетом до 16 м, мосты изготовляются с восемью ходовыми колесами. Краны грузоподъемностью 200 и 25 Г с любыми пролетами имеют мост, перемещающийся на 16 ходовых колесах.

Для равномерного распределения нагрузки между ходовыми колесами применяют уравновешивающие балансиры. Ходовые колеса устанавливают в балансирах попарно.

Тележка мостового крана представляет собой сварную раму, которая передвигается на ходовых колесах по рельсам, уложенным на главных балках. Тележки кранов малой и средней грузоподъемности обычно имеют четыре ходовых колеса, кранов большей грузоподъемности (более 200 Т) имеют восемь ходовых колес. Для крепления колес в этом случае используют балансиры. Ходовые колеса тележки приводятся в движение механизмом передвижения тележки, который состоит из двигателя, редуктора и вала, передающего движение от редуктора ходовым колесам. Механизмы передвижения тележек представлены на рис. 4.

По конструкции крановые тележки (рис. 5) разделяют на крюковые, грейферные и магнитные.

У крюковой тележки вал двигателя механизма подъема соединяется с быстроходовым валом редуктора при помощи зубчатой или упругой муфты. Тихоходный вал редуктора также при помощи муфты соединяется с валом, на котором находится барабан. От барабана движение передается крюку при помощи полиспаста. В подъемных механизмах малой грузоподъемности часто применяют простой двукратный полиспаст.

На кранах грузоподъемностью более 125 Т устанавливают шестикратные полиспасты. В сдвоенных двух-, четырех- и шестикратных полиспастах ось уравнительного блока неподвижно закреплена на раме тележки. В трехкратных полиспастах уравнительный блок располагают между подвижными блоками, и при работе полиспаста он перемещается вместе с ними. К оси подвижных блоков крепится крюк крана.

Конструкция грейферной тележки крана показана на рис. 6. В этом случае мост крана, его механизм передвижения и механизм передвижения тележки грейферного мостового крана выполнены так, как и у кранов с крюковой тележкой. На тележке с четырехканатным грейфером устанавливают два самостоятельных

механизма подъема. На грузовой барабан одного из них наматывают канаты подъема грейфера, а на грузовой барабан другого — канаты замыкания челюстей грейфера. Имеется одно-, двух-, трех, и четрехканатные

и моторные грейферы. На мостовых кранах в большинстве случаев применяются четырехканатные грейферы (два каната замыкания челюстей и два каната подъема грейфера) и моторные.

Устройство четырехканатного грейфера и очередность операций при захвате и подъеме груза показаны 12 на рис. 7. К двум барабанам Л и Б прикреплены канаты 2 и 3, концы которых закрепляются на грейфере и на его блоке. Барабаны могут вращаться в любом направлении с различной скоростью. Если скорости вращения барабанов равны и направление вращения совпадает, грейфер поднимается или опускается- При этом канаты 2 и 3 наматываются на свои барабаны или разматываются с них. Когда скорости барабанов разные или барабаны вращаются в разные стороны, происходит перемещение канатов относительно друг друга и грейфер раскрывается или закрывается. Таким образом, для подъема или спуска грейфера следует наматывать или разматывать канаты с одинаковой скоростью, а для закрывания и открывания грейфера необходимо относительное перемещение канатов, т. е., чтобы открытый грейфер, опущенный на материал, закрыть, необходимо остановить барабан Б так, чтобы канаты 3 несколько ослабли и грейфер под действием собственной тяжести врезался бы в материал. Затем необходимо включить барабан А на подъем и закрыть грейфер.

Рис. 6. Конструкция грейферной тележки.

Когда грейфер закроется и начнет подниматься, включают на подъем барабан Б. В связи с этим канаты 3 быстро натягиваются, и нагрузка поровну распределится между четырьмя канатами. После подъема барабан Б необходимо остановить для разгрузки грейфера, а барабан А включить в сторону спуска, и грейфер под действием тяжести материала откроет челюсти. Когда грейфер открыт, он висит на канатах 3, спуск его происходит также на этих канатах, в то время как канаты
2 разматываются с той же скоростью. Спуск закрытого грейфера происходит на всех четырех канатах.

Рис. 7. Схема работы грейфера.
1 — челюсти грейфера; 2 — канаты замыкания; 3 —канаты подъема.

Как видно из схемы управления грейферными лебедками, возникает необходимость включать оба двигателя грейфера одновременно (при подъеме закрытого грейфера) или разновременно, держа контроллеры в разных положениях относительно друг друга (при открывании и закрывании грейфера), что трудно делать крановщику. Для облегчения управления в ряде конструкций грейферных лебедок устраивают механическую или электрическую связь между обеими лебедками, причем более удачными являются электрические аппараты, производящие переключение в схеме двигателей при возникновении разницы в скорости вращения, сделанной обоими барабанами (дифференциальные переключатели или автоматы). Запасовка каната грейфера показана на рис. 8.

Рис. 8. Запасовка канатов грейфера.
1 — барабан замыкания; 2 — уравнительный блок. 3 — барабан подъема;
4 — верхняя головка грейфера

Моторный грейфер имеет обычную схему включения подъемного двигателя; двигатель закрывания располагается не на тележке, а находится на самом грейфере, получая питание через гибкий кабель, и выключается в конечных положениях челюстей грейфера конечными выключателями. При моторном грейфере применяется обычная, а не грейферная тележка, так как грейфер цепляется непосредственно на крюк крана и фактически такой кран не является грейферным. Грейфер в этом случае является сменным грузозахватным приспособлением.

Магнитная тележка отличается от крюковой лишь наличием кабельного барабана (рис. 9) с кольцевыми токоприемниками, установленного на двух подшипниках на раме тележки .параллельно грузовому барабану. Для обеспечения равенства скоростей кабеля и крюка кабельный барабан связан с входным валом редуктора При помощи зубчатой передачи с паразитной шестерней. Грузовой электромагнит подвешивается непосредственно на грузовой крюк. Питание к магниту поступает через троллеи и гибкий кабель. Управление механизмом передвижения моста осуществляется магнитной станцией, тележкой — силовым контроллером, подъемным механизмом — магнитной станцией. Цепи управления всех панелей магнитных контроллеров, кроме панели ПМС, подключаются к цепи питания после линейного кантактора защитной панели. При срабатывании контакта люка или разрыве цепи аварийного выключателя все троллеи обесточиваются и двигатели отключаются. Нельзя допускать, чтобы контакт люка отключал также питание подъемного магнита. Для этого цепь управления пускателем преобразователя присоединяют помимо линейного контактора. Схема должна обеспечить остановку крана под действием контакта люка, двери и конечных выключателей без отключения
магнита. На кранах, работающих от сетей трехфазного тока, необходимый для электромагнита постоянный ток вырабатывается специальным двигатель - генератором, установленным на мосту крана.

Рис. 9. Кинематическая схема магнитной тележки.
1 — двигатель; 2 — редуктор; 3 — тормоз; 4—барабан; 5—подвеска; 6 — уравнительный блок; 7 — кабельный барабан; 8 — передача к кабельному барабану; 9 — вал плавающий; 10 — ступица зубчатая; 11 — зубчатая муфта; 12 — подшипник.

Двигатель-генератор состоит из асинхронного короткозамкнутого двигателя трехфазного тока, пускаемого в ход магнитным пускателем, и из генератора постоянного тока. Постоянный ток поступает в панель управления грузоподъемным электромагнитом типа ПМС и ко-мандоконтроллер типа ВУ-501, предназначенный для включения электромагнита. Далее от панели ПМС через троллеи и токоприемники ток поступает на тележку крана. Схема питания электромагнита приведена на

рис. 10. Захват груза электромагнитом происходит при включении тока в его катушку. Магнитный поток, создаваемый током катушки, замыкается через поднимаемый груз. Отпадание груза происходит при выключении тока из катушки электромагнита. Сталь полюсов плиты грузоподъемного электромагнита и полюсных наконечников способна намагничиваться и сохранять остаточный магнетизм после того, как выключен ток из катушки. Поэтому легкие грузы не всегда отпадают от магнита и остаются притянутыми. Для полного размагничивания плиты грузоподъемного электромагнита после ее выключения дают кратковременное протекание тока небольшой величины обратного направления через катушку магнита.

Подъемная сила электромагнита зависит от свойств груза и его формы, плотности укладки груза и его температуры. Химический состав поднимаемых изделий также влияет на подъемную силу магнита.

Рис. 10. Схема питания грузоподъемного электромагнита.
1 — асинхронный электродвигатель; 2 — генератор постоянного тока; 3 — магнитный пускатель; 4 — кнопка управления; 5 — регулятор возбуждения; 6 — командоконтроллер; 7 — магнитный контроллер; 8 — грузоподъемный электромагнит.

содержание .. 1 2 ..

///////////////////////////////////////