Расчет механизма передвижения крановой тележки

     Рассмотрим  второе изобретение.

     Изобретение относится к грузоподъемным устройствам. Целью изобретения является снижение металлоемкости. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А—А на фиг. 1.

Рисунок 1.2 – Крюковая подвеска

     Крюковая  подвеска содержит несущую балку 1, жестко соединенные с ее корпусом опоры 2, установленную с возможностью поворота на этих опорах своими цапфами 3 траверсу 4 с отверстием 5 для крюка 6, крепежный элемент 7 для крепления  крюка 6 на траверсе, упорный подшипник 8 и торцовые шайбы 9 с буртами 10, взаимодействующие с цапфами 3 траверсы 4. Цапфы 3 траверсы 4 и торцовые шайбы 9 выполнены в виде сегментов и установлены горизонтальной поверхностью под упорным подшипником 8. Опоры 2 представляют собой элементы U-образной формы, торцовые поверхности которых охвачены буртами 10 торцовых шайб 9, а балка 1 в месте взаимодействия с каждой опорой 2 выполнена коробчатой формы. При этом криволинейная поверхность каждой цапфы образована по радиусу, равному толщине траверсы.

     В крюковой подвеске упорный подшипник 8 опирается не только на среднюю часть траверсы 4, но и на цапфы 3. Это позволяет снизить поперечное сечение траверсы 4, а также уменьшает ее размеры по длине. При сближении опор 2 под цапфы 3 траверсы 4 уменьшается ширина несущей балки 1 и она становится компакт- 5 нее.

     Формула изобретения: крюковая подвеска, содержащая несущую балку, жестко соединенные с нею опоры, установленную с возможностью поворота в вертикальной плоскости на последних своими цапфами траверсу с отверстием для крюка, элемент для крепления крюка на траверсе, упорный подшипник и торцовые шайбы с буртами, взаимодействующими с цапфами траверсы, отличающаяся тем, что, с целью снижения металлоемкости, цапфы траверсы и торцовые шайбы выполнены в виде сегментов и установлены горизонтальной поверхностью под упорным подшипником, опоры представляют собой элементы U-образной формы, торцовые поверхности которых охвачены буртами торцовых шайб, а несущая балка в месте взаимодействия с каждой опорой выполнена коробчатой формы.

     Подвеска  по п. 1, отличающаяся тем, что криволинейная поверхность каждой цапфы образована по радиусу, равному толщине траверсы. 

     

     Рисунок 1.3 – Фигура 2

     

     Рисунок 1.4 – Разрез А-А 

     Рассмотрим  третье изобретение.

     Грузовые  крюки с удлиненным хвостовиком  круглого сечения.

     Предлагаемый  грузовой крюк отличается от известных  крюков тем, что центр тяжести  его расположен на линии, образующей с внутренним контуром хвостовика угол больше 4° и проходящей через верхнюю крайнюю точку этого контура. На чертеже показан описываемый грузовой крюк.

     

     Рисунок 1.5 – Грузовой крюк 

     Крюк 1 подвешен к блочной обойме 2. Линия 3, на которой расположен центр тяжести крюка, проходит через верхнюю крайнюю точку 4 внутреннего контура хвостовика крюка и образует с ним угол больше 4°.

     При таком расположении центра тяжести  крюка застроповка и отстроповка  штучных грузов с захватными скобами  производится автоматически.

     Для застроповки груза достаточно, чтобы  его скоба коснулась хвостовика крюка. Это вызывает автоматический поворот крюка и захват им скобы. Для отстроповки груза крюк опускается и отводится в сторону.

     Предмет изобретения

     Грузовой  крюк, имеющий удлиненный хвостовик круглого сечения, отличающийся тем, что, с целью автоматической застроповки и отстроповки штучных грузов с захватными скобами, центр тяжести крюка расположен на линии, образующей с внутренним контуром хвостовика угол больше 4° и проходящей через верхнюю крайнюю точку этого контура.

     1.1  ВЫБОР ПРОТОТИПА

     В качестве прототипа выбираем крюковую подвеску.

     Целью является повышение надёжности.

     Крюковая  подвеска (рисунок 1.6) содержит траверсу 1, установленный в ней с возможностью поворота крюк 2, размещенную на хвостовике 3.крюка 2 гайку 4 с закрепленными в ней стопорящими крюк 2 крепежными элементами 5 и расположенные по наружной поверхности хвостовика 3 упругие элементы 6. Гайка 4 выполнена фигурной с внутренней полостью 7. Наружная стенка 8 этой полости выполнена длиннее внутренней и со скошенной внутрь торцовой поверхностью 9. Траверса 1 со стороны, обращенной к гайке 4, выполнена в виде усеченного конуса, меньшее основание 10 которого направлено в сторону гайки А. Угол наклона образующей 11 конуса выполнен равным углу скоса торцовой поверхности 9 наружной стенки 8 гайки 4. Упругие элементы 6 размещены в полости 7 гайки 4.

     Подвеска  снабжена фрикционными элементами 12, закрепленными на обращенных одна к другой торцовой поверхности 9 наружной стенки 8 гайки 4 и образующей 11 конуса траверсы 1.

     

     Рисунок 1.6 – Крюковая подвеска (разрез). 

     Крюковая подвеска работает следующим образом: при отсутствии груза на крюке 2 его поворот относительно вертикальной оси осуществляется свободно, так как между фрикционными элементами 12 имеется зазор и гайка 4 с траверсой 1 связаны одна с другой только посредством трения в упорном подшипнике 13.

     При наличии груза на крюке 2 упругие элементы 6 деформируются (сжимаются), фрикционные элементы 12 сцепляются и жестко связывают между собой гайку 4 и траверсу 1, не позволяя изменять положение крюка, а следовательно, и груза.

     По  окончании действия нагрузки упругие элементы 6 занимают исходное положение, фрикционные элементы 12 расцепляются и крюк может поворачиваться на любой угол. 
 
 
 
 

2. Назначение и устройство

     Консольный  кран — кран, у которого грузозахватный орган подвешен на консоли или  тележке, перемещающейся по консоли, закреплённой на колонне или ферме. Положение  на консоли определяет максимальный и минимальный вылеты стрелы консольного крана.

     Консольные  краны бывают:

• стационарные
• настенный
• с двумя опорами
• на стоящей колонне
• консольный двухплечевой кран
• передвижные
• с неподвижной консолью
• с поворотной консолью

     Настенный консольный кран.

     Кран  состоит из плоской фермы, верхней  и нижней опор и тали. Опоры с  помощью кронштейнов прикреплены  к стене здания; нижняя опора может  опираться на выступ здания. Угол поворота ограничен подходами к стене. Вращение крана осуществляют вручную на канат или механизмом поворота. Подкос фермы выполнен из двутавра (в соответствии с грузоподъёмностью тали). Кронштейн верхней опоры колонны прикрепляют к стене болтами, которые должны быть затянуты таким образом, чтобы под нагрузкой не произошло раскрытия стыка. Кронштейн нижней опоры удерживается силой трения.

     Кран на колонне с двумя опорами – cостоит из двух опор — верхней и нижней: нижнюю крепят к фундаменту, а верхнюю — либо к потолочному перекрытию, либо к стене с помощью кронштейна (кран становится неполноповоротным).

     Кран  на свободно стоящей колонне – состоит из закреплённой на фундаменте колонны, на которой в подшипниковых опорах вращается выполненная из двутавра консоль. Вертикальная нагрузка воспринимается верхним подшипником опоры колонны. Колонна неподвижно соединена с плитой, прикреплённой болтами к фундаменту.

       Консольный двухплечевой кран  – состоит из закреплённой на фундаменте колонны, на которой установлена поворотная консоль, выполненная в виде двух шарнирно сочленённых плеч. Механизм подъёма смонтирован на внешнем плече.

     Передвижные краны – они передвигаются по рельсовым путям, уложенным на крановые балки колонн одной стороны цеха на некотором расстоянии от земли, поэтому иногда называются настенными передвижными. Управление осуществляется из кабины.

       Кран с поворотной консолью – cтальная конструкция крана выполнена в виде опорной вертикальной рамы с консолью, по которой перемещается тележка по конструктивному исполнению, аналогичная исполнению тележки мостового крана. Вертикальная рама опирается на ходовые колёса, воспринимающие вертикальную нагрузку от веса крана и тележки с грузом. Механизм передвижения выполнен с раздельным приводом колёс.

     Кран  с поворотной консолью – cтальная конструкция крана состоит из опорной вертикальной рамы, на которой вертикально закреплена колонна с поворотной консолью, как у настенного поворотного крана. Механизм подъёма установлен на основании консоли, а направляющий блок каната — на конце консоли. Конструкция опорной рамы и ходовой части такая же, как у крана с неподвижной консолью.

     Передвижные консольные краны применяют для  обслуживания участков, находящихся  около стены цеха. 

     

     Рисунок 2.1 – Консольный кран 
 
 
 
 

3. Расчет  механизма подъёма  груза

     Расчёт  ведём согласно [2].

     Рассчитать  механизм подъема груза консольного крана грузоподъемностью Q =10 т. Скорость подъема груза =0,23 м/с. Высота подъема груза Н=12 м. ПВ=40%. Группа режимов: 4М.

1. Выбор кинематической схемы

 

 

Рисунок 3.1.1  – Кинематическая схема механизма подъёма груза.

1-вал  электродвигателя; 2-муфта; 3-тормоз; 4- редуктор; 5-сферический под-шипник; 6-ось; 7-барабан. 

     Все передачи помещены в редуктор. Соединение вала этого редуктора с барабаном осуществляется при помощи специальной зубчатой муфты. При серийном производстве кранов такая схема позволяет производить блочную сборку узлов тележки, используя типовые редукторы и узлы, что значительно упрощает изготовление и сборку механизмов на заводе. Недостаток этой схемы – малая доступность для осмотра узла соединения редуктора с барабаном.

2. Выбор крюковой подвески

     Принимаем, согласно [1], механизм подъёма со сдвоенным двукратным полиспастом.

     Выбираем  крюковую подвеску:

• Грузоподъёмность: 12,5 т;
• Режим работы: С;
• Тип: I;
• Диаметр каната: 17,5 мм;
• Размеры, мм: D = 450; B = 400; b = 266; H = 888;
• Масса: 198 кг.

3. Выбор каната.

     Максимальное  статическое усилие в канате определяют по формуле 

       

      Где вес груза вместе с весом крюковой подвески, Н;

            число ветвей каната, навиваемых на барабан; ;

            кратность полиспаста; ;

            КПД полиспаста; ;

            КПД направляющих блоков;  
 
 

      Выбираем  канат исходя из условия: