Курсовая работа: Устройство башенных кранов
Башенный кран – поворотный кран со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни (рис. 1). Основные параметры башенного крана: грузоподъемность, вылет, высота подъема груза, глубина опускания груза, скорость подъема (опускания) груза, скорость поворота башни, скорость перемещения крана.
Существует множество типов башенных кранов. Они нашли широкое применение при строительстве зданий и сооружений в производстве погрузочно-разгрузочных работ. Башенный кран состоит из следующих основных узлов: башня, ходовая рама с колесами, опорно-поворотное устройство, поворотная платформа с грузовой и стреловой лебедкой, с противовесом; механизм поворота и электрооборудования, механизм подъема груза, механизм для изменения вылета, механизм передвижения крана и т.д.
Рис. 1. Башенные краны
а – быстромонтируемый кран на винтовых опорах РБК-2-20; б – кран на рельсовом ходу КБ-504А: 1 - ходовая рама; 2 - опорно-поворотное устройство; 3 - поворотная платформа; 4 - механизм поворота; 5 - грузовая лебедка; 6 - стреловая лебедка; 7- противовес; 8 - башня; 9 - кабина; 10 - стреловой расчал; 11 - тележечная лебедка; 12 - стрела; 13 - грузовая тележка; 14 - крюковая подвеска.
Все башенные краны имеют башню, что подразумевается уже самим их названием, и стрелу; эти башни и стрелы бывают самыми разнообразными. Башня крана – как бы его остов, который служит для поддержания стрелы на определенной высоте, а также для передачи нагрузок со стрелы на ходовую раму и крановые пути. Башню изготовляют из металлических уголков или труб, иногда бывают башни, выполненные в виде сплошной трубы. В вертикальном положении башни крепятся на портал или шарнирно с помощью подкосов.
У ряда кранов высота башни при необходимости может меняться с помощью выдвижных секций (телескопические и наращиваемые башни). Существуют краны с башней, которая складывается в боковом направлении с помощью монтажного полиспаста. Такой тип башни особенно удобен при транспортировке крана с одного объекта на другой. Если башня крана – его корпус, то стрела – его рука, с помощью которой кран дотягивается до нужного предмета, находящегося от него на определенном расстоянии. Стрелы крепят к верхней части башни. Они бывают подъемными или балочными.
Преимущество подъемных стрел заключается в сравнительно малом их весе и размерах, меньшей трудоемкости монтажа и перевозки. Краны с подъемными стрелами наиболее распространены в строительстве. Недостатком подъемных стрел является то, что для изменения вылета крюка нельзя горизонтально переместить груз, поэтому необходимо производить поворот и передвижение крана: Стрелы бывают подвесные, подвесные с гуськом, подвесные со стойками, молотовидные. Больше всего из них распространены подвесные подъемные стрелы. Так же, как и башни, стрелы изготовляют из уголков или труб большого диаметра. Решетчатые конструкции из труб легки, прочны, способны выдерживать большие ветровые нагрузки. Балочные стрелы бывают подвесные и молотовидные. Последние менее распространены из-за довольно значительного веса и больших габаритов. Нижний пояс подвесной балочной стрелы представляет собой двутавровую балку, по которой перемещаются катки грузовой тележки, необходимой для подвешивания и перемещения грузов.
Важный элемент башенного крана – ходовая рама для передачи действующих нагрузок на крановые пути. У кранов с неповоротными башнями ходовые рамы выполнены в виде закрытого шатрового или открытого П-образного портала. У большинства кранов, имеющих неповоротную башню, ходовая рама – шатровая, выполненная в форме усеченной пирамиды. В кранах с поворотными башнями действующие на кран нагрузки передаются на ходовую раму через опорно-поворотное устройство, размещенное в верхней части рамы, и с нее – на крановые пути. Через опорно-поворотное устройство у мобильных кранов башня соединена с ходовой рамой. Само по себе опорно-поворотное устройство необходимо для обеспечения вращения поворотной части башенного крана относительно неповоротной части и для передачи нагрузок с поворотной части на неповоротную. Это устройство расположено на поворотной платформе крана.
В верхней части башни находится оголовок, который жестко соединен с башней или связан с нею с помощью опорно-поворотного устройства. На противовесной консоли, расположенной со стороны, противоположной стреле, размещены противовесы, а также грузовая, стреловая и тележечная лебедки. На башенных кранах с поворотной башней вместо противовесной консоли устанавливают более простые по конструкции распорки, предназначенные для отвода от башни ветвей стреловых канатов. На распорках крепят только блоки стрелового расчалю и грузового каната. Железобетонные блоки балласта и блоки противовеса нужны для повышения устойчивости крана как в рабочем, так и в нерабочем состоянии. В кранах с неповоротной башней противовес располагают на конце противовесной консоли, а в кранах с поворотной башней — на поворотной платформе.
Механизм передвижения
Механизмы передвижения различных кранов существенно отличаются друг от друга; их компоновка во многом зависит от типа и характера ходового оборудования. Ходовое оборудование бывает автомобильное, пневмоколесное, гусеничное, шагающее и рельсовое. Передвижные башенные краны выпускаются на рельсовом и автомобильном ходу. Приставные краны не имеют механизма передвижения. Башенный кран на автомобильном ходу (например, АБКС-5) во время работы вывешивается на опорах и передвигаться не может.
Как правило, башенные краны опираются на рельс четырьмя, восемью, двенадцатью, а тяжелые – 32 колесами. При наличии восьми или большего числа колес их объединяют в ходовые балансирные (рычажные) тележки. Это делают для того, чтобы равномерно распределить нагрузку от крана на все колеса.
При жестком креплении ходовых колес (рис.2 а) за счет допустимых продольных и поперечных уклонов путей и неодинаковой жесткости основания кранового пути и самих рельсов может произойти перегрузка отдельных колес. При объединении колес в балансирные тележки (рис.2 б,в) нагрузка воспринимается всеми колесами. Для равномерного распределения этой нагрузки соотношение плеч рычагов-балансиров выбирают: для двухколесной тележки 1:2, для трехколесной 1:3 и т.п..
Рис.2 Схемы ходовой части рельсовых кранов.
а – жесткое крепление; б – балансирное крепление при двухколесных
тележках; в – то же, при трехколесных тележках;
1 – ходовая рама; 2 – ходовые колеса; 3 – балансиры.
G – нагрузка от массы крана на ходовую часть; l – расстояние между осями колес.
Расположение приводных (ведущих) ходовых колес и тележек бывает двустороннее – на разных рельсах и одностороннее – на одном рельсе. При расположении ведущих колес на разных рельсах кран движется более ровно, без перекосов. Однако при движении по путям с закруглением ходовые колеса, движущиеся по внутреннему рельсу, пробуксовывают и изнашиваются, поэтому чаще устраивают привод на колеса, расположенные на одном рельсе (односторонний).
При установке крана с односторонним приводом на пути, где есть участок с закруглением, ведущие колеса или тележки располагают на внешнем, относительно центра закругления, рельсе. Это позволяет снизить скорость и мощность механизма передвижения при проходе по кривым, повысить плавность движения крана и уменьшить износ реборд.
Кран, имеющий четыре ходовых колеса, приводится обычно от одного механизма передвижения с приводом на два колеса. При большем количестве колес, когда они объединены в тележки, каждая ведущая тележка имеет самостоятельный привод. В этом случае кран комплектуется обычно двумя ведущими и двумя ведомыми тележками.
Механизм передвижения кранов типа БКСМ и кранов-погрузчиков КП-8 выполнен в виде двух ведомых (без привода) и двух ведущих (приводных) ходовых тележек (рис.3 а,б).
Электродвигатель 1 передает крутящий момент через муфту на ведущий вал двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора 3. На выходном валу редуктора сидит шестерня 4, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом 9 одного из ходовых колес 5. Вращение на венец второго ходового колеса передается через промежуточную шестерню 8. Все передачи выполнены на подшипниках качения, что снижает износ передач, упрощает эксплуатацию и уменьшает потери на трение.
На торцах рамы тележки размещены рельсовые откидные захваты 11, служащие как противоугонное устройство при действии ветровых нагрузок на кран в нерабочем состоянии. Они представляют собой пару губок, свободно висящих на поперечной горизонтальной оси. При перерывах в работе губки опускают вниз (как показано на рис.3) и с помощью рукояти и стяжного винта притягиваются друг к дугу. При этом нижние концы губок, имеющие пазы, прочно обжимают головку рельса, препятствуя угону крана ветром. Для работы крана губки разводятся в стороны и переводят в верхнее положение, опирая их винт на выемки в щеках торца тележки.
На одной из тележек крана закреплен конечный выключатель 10 ограничителя передвижения. При наезде на путевую линейку рычаг выключателя поворачивается и размыкает цепь питания привода тележки.
Рис. 3 Ведущая ходовая тележка кранов типа БКСМ и крана-погрузчика КП-8