Тормозное устройство мостового крана

Тормозное устройство мостового крана

Тормоза применяют для поглощения инерции движения при необходимости остановки машины или механизма, для постепенного снижения скорости движения перед остановкой и удержания остановленной машины или механизма в неподвижном состоянии.

В грузоподъемных машинах тормоза используют также для удержания поднятого груза на весу и постепенного замедления скорости при его опускании.

Принцип работы тормоза основан на использовании силы трения, возникающей от воздействия тормозного усилия между поверхностями двух деталей, одна из которых жестко связана с затормаживаемым валом (тормозным шкивом, диском), а вторая (колодка, диск, лента) соединена с корпусом машины. Сила трения зависит от величины тормозного усилия, нормального к поверхности трения, и фрикционных свойств контактных поверхностей.

По направлению тормозного усилия относительно оси затормаживаемого вала тормоза могут быть радиальными (ленточные и колодочные), у которых тормозное усилие направлено по радиусу тормозного шкива, я осевыми (дисковые и конусные), у которых тормозное усилие направлено вдоль оси затормаживаемого вала.

По способу действия тормоза бывают нормально замкнутые (закрытые) и нормально открытые. Нормально замкнутые тормоза постоянно затянуты усилием, действующим на систему рычагов груза или пружины, и растормаживаются (при включении двигателя) с помощью вспомогательных устройств электромагнитом, гидротолкателем и др. Нормально открытые тормоза замыкаются для затормаживания после отключения двигателя машинистом с помощью промежуточных устройств (рычажных, пневматических и гидравлических).

По способу управления тормоза разделяют на автоматически действующие и управляемые. К автоматически действующим относятся тормоза: центробежные, винтовые грузоупорные, а также с некоторым допущением все нормально замкнутые, растормаживание которых осуществляется электромагнитами и гидротолкателями.

К управляемым тормозам относятся нормально открытые тормоза, замыкание которых осуществляется машинистом. Положительным качеством управляемых тормозов является то, что создаваемый ими тормозной момент и время торможения можно регулировать и, следовательно, обеспечивать плавное (постепенное) замедление скорости. Однако своевременность затормаживания находится в полной зависимости от внимания машиниста.

Механизмы подъема груза и изменения вылета крюка грузоподъемных машин с машинным приводом должны быть снабжены тормозами нормально замкнутого типа, размыкающимися при выключении привода.

Ленточные тормоза могут быть простыми, дифференциальными и суммирующими. Простой ленточный тормоз (рис. 1) состоит из стальной ленты, охватывающей тормозной шкив и, прикрепленной одним (набегающим) концом к проушине корпуса машины пальцем, а вторым сбегающим концом — к рычагу пальцем. К ленте с внутренней стороны прикреплена фрикционная обкладка 4. При нажиме на педаль тормозная лента натягивается и плотно обжимает (удерживает) тормозной шкив. При снятии усилия с педали рычаг приподнимается пружиной и между тормозной лентой и шкивом образуется зазор 1 1,5 мм. Правильное положение ленты относительно шкива обеспечивает кожух и скобы.

Дифференциальный ленточный тормоз (рис.2) применяют для уменьшения усилия на педали тормозного рычага. Отличается от простого ленточного тормоза тем, что оба конца его тормозной ленты прикрепляются к рычагу с двух сторон относительно оси качания. У

простого и дифференциального ленточного тормозов усилие на тормозном рычаге зависит от направления вращения тормозного шкива, поэтому их нецелесообразно применять в реверсивных механизмах. Они более пригодны для механизмов, у которых тормозной момент всегда направлен в одну сторону, например, для механизма подъема груза. Суммирующий ленточный тормоз двухстороннего действия применяют для торможения механизмов с тормозным моментом, меняющим направления (механизмов поворота, передвижения). У суммирующего тормоза лента двумя концами прикреплена к рычагу по одну сторону оси качания на равном расстоянии (Ь = а), поэтому тормозной момент натяжения ленты будет одинаковым независимо от направления вращения тормозного шкива. Усилие, прикладываемое к педали суммирующего тормоза, требуется большее, чем при применении тормоза простого действия (при одинаковых условиях). Тормозной момент, развиваемый тормозом, всег-
Рис. 1. Ленточные тормоза Рис. 2. Схема ленточного тормоза а — простого; б — дифференциального; в — суммарного

да должен быть больше фактического момента на валу тормозного шкива с учетом коэффициента запаса. По нормам Гостехнадзора для грузоподъемных машин с ручным приводом и с машинным приводом при легком режиме работы & = 1,5; при машинном приводе и режиме работы среднем—1,75; тяжелом — 2 и весьма тяжелом — 2,5. Недостатком ленточных тормозов с одной лентой является значительное радиальное направленное усилие, изгибающее вал. Для устранения этого недостатка устраивают ленточные тормоза с двумя лентами, усилия натяжения которых, направленные навстречу друг другу, уравновешиваются.

Колодочные тормоза с двумя колодками, расположенными с двух сторон шкива, имеют то преимущество, что не создают изгибающей нагрузки на вал тормозного шкива. Двухколодочный тормоз состоит из двух стоек с колодками и обкладками, обжимающими тормозной шкив под воздействием усилия на систему рычагов, создаваемого затянутой пружиной (см. рис. 3, а) или грузом (см. рис. 3,б).

Читайте также:  Соединение пожарных рукавов название

Pис. 3. Колодочные тормоза

а — с короткоходовым электромагнитом: б — с длинноходовым электромагнитом; в — кинематическая схема привода тормоза с короткоходовым электромагнитом; г — то же, с длинноходовым электромагнитом; 1 — стойка; 2 — колодка; 3 — тормозной шкив; 4 — пружина; 5 — электромагнит; 6 — подвижное звено; 7 — груз; 8 — обкладка.

Тормоз размыкается электромагнитом с подвижным звеном или гидротолкателем (рис. 4).

Рис. 4. Колодочный тормоз с гидротолкателем

а — общий вид; б — сечение; 1 — электродвигатель; 2 — крыльчатка; 3 -поршень; 4 — цилиндр; 5 -шток; 6 — пружина

В зависимости от типа применяемого электромагнита различают колодочные тормоза с короткоходовым (см. рис. 2, а, в) или длинноходовым (см. рис. 2, б, г) электромагнитом.

Тормозной системой называется устройство, состоящее из нескольких тормозов, управляемых с общего пульта, а также сборочных единиц и деталей для их управления.

В металлургии и строительстве, в производственном цеху и на складе, на транспорте и в ремонтных мастерских, при работе с сыпучими и опасными грузами, для перемещения крупногабаритных грузов, неразборных узлов и многого другого применяются мостовые краны. Эта техника предназначена для интенсивной работы в самых разнообразных, порой, экстремальных условиях.

Назначение и конструкция мостового крана

Для перемещения грузов по цеху, складу, иному производственному помещению служит мостовой кран. По проложенным по стенам подкрановым путям передвигается крановый мост с закрепленной на нем грузовой тележкой, осуществляющей подъем и опускание груза.

По конструкции моста краны разделяются на:

  • Однобалочные. Мост состоит из одной балки двутаврового сечения, на концах которой установлены концевые балки с ходовыми колесами. В дополнение к основной грузовой тележке может устанавливаться дополнительная консольного типа. Краны этого типа отличаются небольшим весом, но и грузоподъемность у них, как правило, не превышает 10 т.
  • Двухбалочные. Конструктивно мост составлен из двух жестких балок с концевыми балками, снабженными ходовыми колесами. Грузовая тележка помимо основного, может оснащаться и вспомогательными грузоподъемными механизмами. Этот тип кранов имеет большую грузоподъемность, управление осуществляется из кабины или дистанционно.

Схема мостового, подвесного крана

По типу крепления мостовые краны разделяют на 2 вида:

  • Подвесные. Грузовая тележка перемещается по нижней плоскости балки моста.
  • Опорные. Грузовая тележка перемещается по верхней плоскости опорной балки. Такая конструкция обеспечивает максимальную грузоподъемность.

Существует несколько типов мостовых кранов, отличных от традиционных, перемещающихся по параллельным подкрановым путям:

  • Радиальный. Вращение крана осуществляется по кольцевому рельсу вокруг жестко закрепленной в центре рабочей площадки опоры.
  • Хордовый. Передвижение осуществляется по кольцевому рельсу. В силу конструктивных особенностей, площадь обслуживаемого краном кольца меньше, чем у радиального при том же радиусе вращения.
  • Кольцевой. Кран передвигается по двум кольцевым рельсам различного диаметра. Для исключения проскальзывания, ходовые колеса делают разного диаметра.
  • Поворотный. Мост крана равен диаметру кольцевого рельса, по которому происходит перемещение. В отличие от радиального, отсутствует центральна опорная балка, и кран может выполнять погрузо-разгрузочные работы в любой точке внутри окружности, ограниченной подкрановыми путями.

Устройство мостового крана

Общее устройство мостового крана состоит из одно- или двухбалочного моста, перемещающейся по нему грузовой тележке. Как на мосту, так и на тележке установлено необходимое электрооборудование и механические узлы. Управляется механизм из подвесной кабины или с пульта, при нахождении оператора на полу цеха или вне рабочей площадки.

Монтаж подкрановых путей может осуществляться как на свободностоящей крановой эстакаде, так и с использованием пола, колонн, стропильных ферм цеха.

На фото устройство мостового крана

Далее рассмотрим устройство различных механизмов мостового крана.

Тормозная система

Для удержания груза или контроля скорости его перемещения (спускной тормоз), остановки передвижения моста крана или грузовой тележки (спускной тормоз) служит тормозная система. Традиционно в подъемных механизмах используются замкнутые (закрытые) тормоза, блокирующие движение в нормальном состоянии. При нажатии на педаль или рукоять, механизм растормаживается. При аварийной ситуации, в случае поломки или остановки какого-либо узла крана, такой тормозной механизм автоматически срабатывает.

Более плавное и быстрое торможение обеспечивают колодочные тормоза.

Механизмы подъема

На крановой тележке расположен механизм подъема и опускания груза. В дополнение к основному, могут использоваться один или два вспомогательных механизма, грузоподъемность которых меньше грузоподъемности основного в 3-10 раз в зависимости от класса крана.

Составными частями любого из них являются:

  • Приводной электродвигатель.
  • Трансмиссионные валы.
  • Редуктор.
  • Грузовые тросы с барабаном для намотки.

Схема подъемного механизма мостового крана

Для работы с грузами более 80 т используется дополнительный редуктор или понижающая зубчатая передача.
Для повышения тягового усилия применяется полиспаст, наиболее распространенной разновидностью которого является сдвоенный кратный. Благодаря ему трос наматывается равномерно на барабан с обоих концов, тем самым позволяя сбалансировать нагрузку на опоры барабана и всю пролетную часть моста.

Читайте также:  Чем можно заняться в гараже зимой

Подкрановые пути

Назначение подкрановых путей – обеспечить равномерное распределение веса мостового крана на фундамент и перемещение крановой балки по этим путям. Для опорных однобалочных кранов с небольшой грузоподъемностью в качестве направляющих используются обычные железнодорожные рельсы. Для механизмов грузоподъемностью 20 и более тонн используют специальные крановые рельсы. Основанием для них чаще всего является стальная двутавровая балка.

Учитывая вес самого крана и груза, а также скорость перемещения по подкрановым путям, к качеству их установки должны применяться повышенные требования, исключающие возможность схода крана с рельсов. Для того, чтобы предотвратить это, ширина колес должна превышать ширину используемых рельсов. Так, при использовании цилиндрических колес, их ширина должна быть больше ширины рельса на 30 и более мм. Для конических колес это значение должно быть не менее 40 мм.

Укладка рельсов должна производиться с тепловым зазором, а также обеспечиваться перепад высот на них не более 2 мм. При больших значениях возникает сильная ударная нагрузка на колеса.

Электрообрудование

К электрооборудованию мостовых кранов предъявляются особые требования, среди которых режим работы, при котором в течение часа может производиться до нескольких сотен кратковременных включений и выключений, перегрузки, возникающие при разгоне и торможении крановой тележки и самого крана, изменение скоростей передвижения.

Перемещение моста и грузовой тележки, манипуляции с грузом обеспечивает основное электрооборудование мостового крана.

К электрооборудованию относятся:

  • Электродвигатели. Устанавливаются 3 или 4 двигателя, 2 из которых смонтированы на тележке для осуществления подъема/опускания груза, перемещения ее по балке моста, и 1 или 2 двигателя обеспечивают перемещение балки крана по подкрановым путям.
  • Управляющая аппаратура (реле, контроллеры, пускатели и т.д.).
  • Устройства электрозащиты (предохранители, автоматические выключатели и т.д.).
  • Устройства, обеспечивающие работу тормозной системы крана.

Электросхема мостового крана

К вспомогательному электрооборудованию относятся осветительные приборы, системы отопления кабины, звуковая и проч. сигнализация, и т.п.

Электропитание крана обеспечивается двумя способами:

  • Троллейная линия. Чаще всего используется с кранами большой грузоподъемности. Для обеспечения безопасности, троллейная шина должна располагаться на высоте минимум 3.5 м от пола и не менее 2.5 метров до настила моста. Грузовая тележка получает питание от собственной троллейной линии, смонтированной на балке моста.
  • Кабельная система. Это гибкий электрический кабель, для предотвращения повреждения которого при перемещении крана или тележки используются каретки для подвешивания.
  • Чаще всего для перемещения балки моста используется первый способ, а для грузовой тележки применяется второй.

    Устройство тележки

    Функции подъема и опускания груза, а также перемещение его вдоль моста выполняет грузовая тележка. Ее конструкция делается такой, чтобы не допустить неравномерной нагрузки на ходовые колеса, а также и на балки моста.

    Устройство тележки представляет собой жесткую стальную рама, имеющую ведущие и ведомые колеса. На раме смонтированы приводы и электродвигатели механизмов основного и, в случае применения, вспомогательного подъемов, токосъемник, блокираторы высоты подъема и прочие узлы, необходимые для работы крана.

    В однобалочных кранах чаще используется консольная тележка. В двухбалочных используются тележки, способные передвигаться как по нижнему, так и по верхнему поясу балок.

    Крюковая и грейферная тележки мостовых кранов

    В зависимости от установленного на кране оборудования, тележка может быть оснащена несколькими барабанами: для наматывания кабеля, питающего электромагнит, для троса замыкающего механизма грейфера и т.д.

    Мостовой кран отличается высокой грузоподъемностью, надежностью, способностью работать как при низких, так и при очень высоких температурах, там, где его невозможно заменить другим видом подъемных механизмов.

    На видео принцип работы двухбалочного мостового крана:

    В мостовых электрических кранах применяют колодочные и дискоколодочные тормоза. В колодочных тормозах тормозные колодки прижимаются к наружной поверхности тормозного шкива. В дискоколодочных тормозах тормозные колодки выполнены плоскими и прижимаются они к торцовым поверхностям диска. Тормоза мостовых кранов замкнутые, т.е. их колодки прижаты к тормозному шкиву или диску в нормальном состоянии, когда отключены приводной электродвигатель механизма и привод тормоза. Усилие замыкания тормоза (усилие прижатия колодок к шкиву или диску) создается постоянно действующей внешней силой предварительно сжатой замыкающей пружины. Эти тормоза размыкаются, освобождая механизмы крана, только при включении привода тормоза одновременно с включением приводного электродвигателя механизма. Крановые тормоза приводятся в действие автоматически при отключении приводного электродвигателя механизма. Тормоза механизмов мостовых кранов не создают сил сопротивления при работе механизма, а стопорят механизм только в конце движения при отключении от электрической сети приводного электродвигателя и удерживают механизм на месте при стоянке.

    Читайте также:  Стеклоизол применение для фундамента

    Действие крановых тормозов основано на использовании сил трения, возникающих при прижатии неподвижных колодок к вращающемуся тормозному шкиву или диску. Значение создаваемой при этом силы трения зависит в основном от усилия прижатия колодок к тормозному шкиву и коэффициента трения между шкивом и колодками. Колодка прижимается к тормозному шкиву под действием усилия замыкающей пружины. Это усилие зависит от степени поджатая, т.е. осадки пружины, и от длины пружины в сжатом состоянии. Регулируя длину пружины в сжатом состоянии, можно увеличить или уменьшить усилие прижатия колодок к тормозному шкиву.

    Коэффициент трения зависит от свойств материалов, из которых изготовлены тормозные колодки и шкив, а также от состояния поверхности трения тормозного шкива — наличия смазочного материала, влаги, ржавчины, рисок и канавок. Для повышения стабильности коэффициента трения и увеличения срока службы тормоза тормозные шкивы подвергают термической обработке, чаще всего токами высокой частоты до заданной твердости. Тормозные колодки снабжают фрикционными накладками, изготовленными из смеси асбестовой ваты с различными каучуками или смолами. Такие накладки обладают стабильным и высоким значением коэффициента трения. Таким образом, при работе тормоза сила трения создается при прижатии фрикционных накладок к термообработанной поверхности трения тормозного шкива.

    При торможении кинетическая энергия движущегося механизма преобразуется в тепловую энергию нагрева поверхности тормоза. В тяжелом и весьма тяжелом режимах работы кранов температура поверхности трения тормоза может достигать 200°С и более. Одним из недостатков фрикционных накладок крановых колодочных тормозов является то, что при сильном нагреве коэффициент трения накладки по шкиву начинает уменьшаться. При этом пропорционально уменьшается сила трения и увеличивается путь торможения, что может привести к аварии крана. По этой причине нельзя использовать мостовой кран в режиме более тяжелом, чем режим, указанный в его паспорте. Фрикционные накладки быстро изнашиваются, если усилие их прижатия к тормозному шкиву превышает заданное значение.

    При работе тормоза в результате действия сил трения возникает тормозной момент. Тормозной момент зависит от силы трения и диаметра тормозного шкива. С увеличением диаметра шкива при одинаковых условиях прижатия колодок к шкиву и коэффициенте трения тормозной момент увеличивается. Поэтому на разных крановых механизмах установлены тормоза с разными диаметрами тормозных шкивов.

    Для полной остановки и удержания механизма или поднятого груза в неподвижном состоянии необходимо, чтобы тормозной момент тормоза был больше крутящего момента, создаваемого приводным двигателем механизма или массой поднятого груза. Превышение тормозного момента по сравнению с крутящим называют коэффициентом запаса торможения. Для тормозов механизма подъема груза в зависимости от режима работы коэффициента запаса торможения должен быть не менее 1,5.

    В зависимости от скорости начала торможения, тормозного момента и массы крана или поднимаемого груза грузовая тележка, кран или груз при торможении будут проходить до полной остановки определенный путь, который называют тормозным путем.

    Электрогидравлический толкатель, являющийся приводом тормозов, состоит из корпуса, в который установлен цилиндр. Ниже цилиндра установлен насос с приводным электродвигателем. Электродвигатель асинхронный, трехфазный, фланцевого типа с короткозамкнутым ротором, мощностью 0,2 кВт. На валу электродвигателя установлены колесо насоса с крыльчаткой центробежного насоса. В конструкции крыльчатки применены прямые радиальные лопатки, которые обеспечивают нормальную работу толкателя независимо от направления вращения вала электродвигателя. Станина электродвигателя прикреплена болтами к корпусу электродвигателя. Места разъемов уплотняются кольцами из маслостойкой резины, от протекания масла по штоку также предусмотрено уплотнение. Масло в электродвигатель заливают через отверстие, закрываемое пробкой, а сливают через отверстие, расположенное внизу станины. Внутренняя полость толкателя наполняется трансформаторным маслом, после этого для удаления воздуха необходимо закрыть пробку и выполнить пятикратное включение толкателя под нагрузкой на шток 100-250 Н. Затем масло доливают до тех пор, пока оно не начнет пониматься по наливному каналу. При отсутствии питания в статорной обмотке электродвигателя гидротолкателя колодки под действием пружины через стержень, верхний рычаг и шток передают усилие на рычаг. Рычаги, поворачиваясь на пальцах, плотно прижимают колодки к поверхности тормозного шкива, создавая необходимую силу трения. При включении механизма включается и электродвигатель электрогидротолкателя. После выключения электродвигателя гидротолкателя пружина снова прижимает колодки к шкиву.

    К преимуществам электрогидравлических толкателей в сравнении с электромагнитами относят возможность регулирования времени срабатывания тормоза, плавное нарастание тормозного момента, большое число включений, высокую долговечность, простоту эксплуатации, бесшумность и пр.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector