Рабочие органы козлового крана

Стальные канаты изготовляют из тонких стальных проволок, предварительно термически обработанных и оцинкованных для повышения их прочности, а также стойкости к окислению. Диаметр проволок колеблется от 0,25 до 2 мм. Чем больше проволок в канате и меньше их диаметр, тем выше гибкость каната и легче выполнять его заплетку, навивать на барабаны и блоки. Проволоки по 16, 37, 67 штук свивают в пряди, а из прядей вьют канат. Проволоки в прядях имеют линейное или точечное касание. При разных по диаметру проволоках более тонкие располагаются внутри пряди, что обеспечивает большую гибкость и долговечность каната.

Обычно канаты свивают из шести прядей на пеньковом, пропитанном смазкой сердечнике. Канаты бывают односторонней свивки, когда проволоки в пряди и сами пряди свиты в одном направлении, и крестовой свивки, когда пряди и проволоки свиты в противоположных направлениях Канаты односторонней свивки более гибкие, однако, будучи свободно подвешенными, они раскручиваются и сплющиваются при огибании блоков. Поэтому для оснастки кранов предпочитают применять канаты крестовой свивки Обозначаются канаты так: J1K – канат крестовой свивки с линейным касанием проволок в прядях; ТК – канат крестовой свивки с точечным касанием проволок в прядях.

В соответствии с конструкцией стальных канатов приняты их стандартные обозначения. Например, ТК-Р6 х 37 + 1 о.с. ГОСТ 3070–74, что означает: канат крестовой свивки с точечным касанием проволок в пряди, с одним органическим сердечником, имеет 6 прядей по 37 проволок в каждой.

Разрывное усилие должно быть указано в заводском паспорте (сертификате) каната. Канаты, не снабженные сертификатом с результатами испытаний на заводе-изготовителе, к использованию не допускаются.

Чтобы выбрать канат, необходимо знать запас прочности – отношение разрывного усилия каната к величине наибольшего допускаемого усилия. Для кранов с машинным приводом запас прочности каната принимается 5–6, для стропов – 6 и выше.

Особое внимание следует уделять заделке концов каната. Наибольшее распространение получили следующие способы заделки:

– заделка коушем, когда конец каната огибает специальное металлическое кольцо (коуш) и заплетается или закрепляется винтовыми зажимами;

– заделка петлей, когда конец каната согнут и заплетен в ветвях каната или прижат к нему винтовыми зажимами;

– заделка в конусной втулке, когда конец каната вводят в отверстие втулки со стороны малого диаметра и заклинивают со стороны большого диаметра сплавом свинца с сурьмой или опрессовкой.

Для заплетки на конце каната предварительно размечают расплетку и место заделки петли (расстояние от конца каната). Для канатов диаметром 8–11,5 мм эти расстояния соответственно равны 270 и 430 мм; для канатов диаметром 13,5–15 мм – 380 и 640 мм.

На метку конца расплетки накладывают бандаж из тонкой отожженной проволоки, расплетают ветви и обматывают их концы изоляционной лентой, отрезают органический сердечник. Для заплетки канат необходимо поместить в специальное приспособление, позволяющее производить свободный поворот конца каната, загибать и присоединять расплетенный конец к месту заделки по метке. Заплетка выполняется в следующей последовательности: канат в месте заплетки пробивают широким шилом с овальным пазом и вводят под одну прядь 1-ю прядь в направлении от конца стропа, затем вводят 2-ю прядь под две пряди каната, 3-ю – под три пряди, 6-ю подбивают под первые три, но в обратном направлении; 5-ю прядь – под две первые, 4-ю – под одну первую в обратном 1-й пряди направлении. Вторую подбивку ведут через одну смежную под две следующие пряди и т. д. Последнюю пробивку делают всеми прядями половинного сечения, после чего обрубают оставшиеся концы прядей и все место заплетки обматывают мягкой отожженной проволокой. Число пробивок каната прядями при заплетке петли для канатов диаметром до 15 мм должно быть не менее четырех.

Винтовые зажимы выбирают по величине каната, при этом для каната диаметром от 10 до 13 мм применяется зажим №13, имеющий резьбу М-12. На каждое соединение накладывают не менее трех зажимов. Зажимы следует применять так, чтобы дужки прилегали к нерабочей ветви каната (рис. 1). Расстояние между зажимами рекомендуется делать не менее шести диаметров каната.

Приведенные выше способы заделки канатов применяются только для заделки концов, но ни в коем случае ни для соединения двух и более кусков каната. Правилами Госгортехнадзора запрещается пользоваться для подъема груза канатами, сращенными путем вплетения прядей одного каната в пряди другого.

Крюк и блоки. Крюки бывают однорогие и двурогие. На козловых кранах, как правило, используют однорогие.

Крюк козлового крана должен соответствовать ГОСТ 6627–74, иметь клеймо завода-изготовителя и паспорт с указанием грузоподъемности, марки стали и номера крюка. Крюки изготовляют ковкой или штамповкой из сталей марки 20 или 20Г. Размеры крюка (рис. 2, а) подбирают в соответствии с грузоподъемностью крана и величиной крановой обоймы (тип А или Б).

Рис. 1. Заделка каната зажимами:

а – винтовой зажим; б – укрепление коуша; 1 – дужка; 2 – сухарь; 3 – коуш; 4 – канат

 

Рис. 2. Однорогие грузовые крюки:

а – грузовые без прилива; б – чалочные

 

Крюк укрепляют в траверсе крюковой обоймы своим хвостовиком, на который навинчивают гайку. Между гайкой и траверсой хвостовика крюка имеется упорный шарикоподшипник, облегчающий поворот крюка с грузом в горизонтальной плоскости. Чтобы предупредить самоотвинчивание гайки, в резьбовое соединение устанавливают фиксирующий раскрененный винт. Траверсу крюка укрепляют между двумя щеками, изготовленными из полосовой стали. В верхней части обоймы между щеками установлена ось блоков. Чалочные (захватные) крюки (рис. 2, б) имеют кольцевой хвостовик, который заделывают в коуш или звено цепного стропа. Эти крюки бывают прямоугольного или трапецеидального сечения.

Для предотвращения самопроизвольного выпадания каната из зева грузовые крюки снабжают предохранительными устройствами в виде скоб, пружин и т. п. Эти устройства прикрепляют к самому крюку или к кольцу грузозахвата.

Блоки изготовляют из серого чугуна и устанавливают в шарикоподшипниках. Каждый блок имеет клиновидную канавку, в которой укладывается канат.

Захваты и стропы. При выборе длины и диаметра каната или цепи для изготовления стропа необходимо учитывать, что максимальный (расчетный) угол расхождения его ветвей принимается 90°. При большей величине угла расхождения ветвей происходят сверхдопустимые горизонтальные нагрузки на груз (ящичную тару, контейнеры и т д.). В результате возможны повреждения верхней обвязки груза и значительные величины натяжения в стропах.

Каждый кран оснащен несколькими стропами длиной 4–8 м – для переработки крупногабаритных грузов и 3 м – для переработки малогабаритных тяжеловесных. При перегрузке массовых грузов (контейнеров, бочек, металла) применяют специальные стропы.

Для застропки универсальных контейнеров пользуются четырехкрюковым стропом (рис. 3). К общему кольцу крепят четыре отрезка стального каната диаметром 11 мм. На концах отрезков заделывают однорогие крюки с заостренными и несколько отогнутыми концами. Эти крюки легко и быстро могут быть заведены в чалочные кольца или рамы контейнера. Для предохранения рук стропальщика от повреждения о выступающие концы проволок, на стропы в местах заплетки надевают резиновые трубки.

Для повышения производительности кранов при переработке некоторых грузов применяют специальные захватные приспособления. Так, подъем и перемещение лесоматериалов, заранее уложенных в пакеты путевых звеньев, выполняют при помощи грузоподъемных траверс различной конструкции и размеров, соответствующих длине и массе захватываемого груза.

Для работы крана КПБ-10М на звеносборочной базе применяют полуавтоматическую траверсу (рис 4, а), выполненную в виде балки коробчатого сечения. На концах балки расположены клещевые захваты. Для удержания клещей в открытом положении служит стопорное устройство, управляемое с помощью рычажной системы с рукояткой.

Рис. 3. Четырехкрюковой контейнерный строп

 

Перед захватом рельсового звена челюсти клещей опущены, захват осуществляется под действием веса траверсы, когда упор шарнира клещей соприкасается с головкой рельса (рис. 4, б). Ввиду того, что стопор находится в нейтральном положении, челюсти при подъеме траверсы сходятся и надежно зацепляют звено за шейки рельсов (рис. 4, в). Когда звено уложено на место под действием рычага стопор возвращают в рабочее положение (рис. 4, г), а челюсти, раскрываясь, фиксируются стопором в раскрытом виде (рис. 4, д). Для возобновления захвата необходимо вывести стопор в нейтральное положение (см. рис. 4, а).

Рис. 4. Траверса для перегрузки рельсовых звеньев:

а – центральное положение; б – соприкасание с головкой рельса; в – клещевой захват вошел в зацепление; г – стопор фиксирует разомкнутые челюсти; д – подъем траверсы; 1 – балка; 2 – рычаг; 3 – тяга; 4, 6 – серьга; 5 – ось захвата; 7 – рукоятка; 8, 10 – челюсти; 9 – упор; 11, 12 – фиксатор; 13 – пружина фиксатора; 14 – тяга; 15 – скоба

 

В комплект двух кранов КПБ-10М завод включает два канатных стропа для деревянных шпал, два цепных стропа для железобетонных шпал и две рельсовые траверсы (рис. 5), выполненные в виде четырехклещевого цепного стропа. Концы стропа длиной 1720 мм фиксированы распорной балкой, позволяющей для удобства захвата рельсов развести оси клещей на шаг 170 мм.

Универсальный набор захватов. В набор входят приспособления для переработки: леса – челюстной захват; угля, щебня, песка – грейфер; тяжеловесных грузов – крюк; контейнеров – автостроп.

Все приспособления выполнены в двух вариантах соответственно для 5- и 10-тонных кранов. Для быстрой замены одного приспособления другим разработана специальная обойма с поворотным механизмом.

На рис. 6 показана универсальная обойма с поворотным механизмом и демпфером для крана грузоподъемностью 6 т. Она состоит из цапфы с двумя блоками, вертикального вала, электродвигателя, планетарного редуктора с парой зубчатых колес, передающих вращение посредством электромагнитной муфты на вертикальный вал. Вал, подобно крюку в обычной обойме, через упорный подшипник опирается на цапфу. Нижний утолщенный конец его имеет Т-образную прорезь для быстрого присоединения к ней любого захватного приспособления. Хвостовик захватного приспособления крепится в Т-образной прорези при помощи втулки, которая свободно насажена на конце вала.

 

Рис. 5. Траверса для перегрузки рельсов:

1 – челюсть; 2 – хомут запорный; 3 – цепь; 4 – балка; 5–фиксатор; 6 – крюковое кольцо

 

Рис. 6. Универсальная обойма с поворотным механизмом и гидродемпфером:

1 – цапфа: 2 – электромагнитная муфта; 3 – планетарный редуктор; 4 – тихоходная открытая шестерня; 5 – вал поворотный; 6 – навесное устройство

 

Питание электроприводов обоймы и захватного приспособления подается раздельно от сети крана через кабели, подведенные к обойме посредством специальной шторной подвески по рабочему канату или через кабельный барабан на грузоподъемной тележке.

Для съема электроэнергии, подаваемой к захватному приспособлению, на верхней части вала обоймы имеется токосъемная головка с пятью контактными кольцами, от которых ток поступает по проводам в осевой выточке вала к пятигнездовой розетке.

Вал двигателя автостропа соединен с водилом, на котором вращается шестерня с двумя зубчатыми венцами. Первый венец имеет 30 зубьев и находится в зацеплении с зубчатым венцом, жестко укрепленном на корпусе редуктора. Второй венец, имеющий 33 зуба, находится в зацеплении с зубчатым колесом, насаженным на тихоходный вал редуктора.

Благодаря такой конструкции передаточное число редуктора достигает 341.

В целях гашения крутильных колебаний при наводке автостропа на захваты контейнера обойму оснащают гидродемпфером, представляющим собой гидроцилиндр с продольным валом.

На валу имеются две пружины с взаимопротивоположной навивкой. В нижней части вала, размещенной в рабочей полости цилиндра, расположена лопасть, а в самой полости – перемычка с калиброванным отверстием. Корпус рабочей полости имеет зубчатый венец и вал-шестерню одинаковых размеров.

При включении электродвигателя поворота одновременно включается электромагнитная муфта; вал через открытую зубчатую передачу получает вращение, совершая поворот грузозахватного приспособления. Одновременно вращается второе зубчатое колесо грузонесущего вала, находящееся в зацеплении с шестерней вала гидродемпфера. Ввиду одинаковых размеров всех трех пар передач вал гидродемпфера остается неподвижным.

При остановке электропривода отключается электромагнитная муфта, инерционное вращение груза создает поворот лопасти относительно корпуса гидродемпфера. Нагнетается жидкость через калиброванное отверстие в полости гидроцилиндра. Сопротивление перемещению лопасти и сжатию пружин затормаживает вращение грузового вала. Время гашения крутильных колебаний сокращается в 6–10 раз.

Универсальные обоймы для кранов грузоподъемностью 10 т изготовляют без демпфера. Они отличаются также своими размерами и типом двигателя, который используется для механизма поворота.

Грузозахватные крюки имеют специальный кулак Т-образной формы для ввода в паз обоймы.

При переходе на другой вид захвата достаточно поднять втулку на конец вала обоймы, вынуть крюк из паза, завести в соединительный паз кулак любого другого захвата и соединить вилку захвата со штепсельным разъемом обоймы.

В состав универсального набора захватов (рис. 7) включены: автостроп, электрогидравлический грейфер вместимостью 2 м³ и вибратор для зачистки вагонов, разработанные ВНИИЖТом. Их закрепляют на обойме с помощью Т-образных кулаков.

Электрогидравлический грейфер состоит из челюстей, шарнирно соединенных с корпусом, и гидросистемы. Давление в гидросистеме 10 МПа, подача насоса 44 л/мин, мощность привода 10 кВт, вместимость системы 100 л. Все оборудование размещено в корпусе грейфера.

Гидросистему опробуют давлением 20 МПа, предохранительный клапан регулируют на давление 11 МПа, реле давления – на 10 МПа, дроссели – на надежность срабатывания золотника.

Гидрогрейфер имеет съемные челюсти и может быть в короткий промежуток времени переоборудован для переработки леса на лесной захват вместимостью 4,5 м3 длиной 6,5 м. Время закрытия челюстей – 10 с, открытия – 7 с. Габаритные размеры грейфера: высота 1525 мм, ширина 1900 мм, размах челюстей 2620 мм, масса 1,8 т. Грузоподъемность грейфера определяется взвешиванием материала после пробного зачерпывания перед применением для перевалки данного груза. Суммарная масса груза и грейфера не должна превышать грузоподъемности крана.

Рис. 7. Съемное рабочее оборудование

 

Вибратор состоит из сварного квадратного корпуса в плане, в который вмонтированы инерционные возбудители, вращающиеся в подшипниках, размещённых на трапецеидальных боковинах корпуса. Вибратор с помощью траверсы укрепляют в Т-образном вырезе вертикальной оси поворотной головки. Для фиксации вибратора на обвязочной балке кузова полувагона имеются направляющие.

Вибрация вагона достигается за счет двух вибровозбудителей, расположенных у боковин вибратора. Возбудители, имеющие по два дебаланса, приводят во вращение электродвигатель А02-73-4, соединенный с возбудителем с помощью карданного вала автомобиля ГАЗ-52.

Производительность виброочистки 80–100 т/ч. Вибратор имеет: высоту 1020 мм, ширину 3250 мм, длину 3250 мм, массу 5 т. Частота возмущающей силы вибратора 30 Гц, суммарная возмущающая сила 90 кН, суммарный момент дебаланса 37,2 Н·м.

Для переработки универсальных контейнеров УУК-3 ГОСТ 20435–75 и УУК-5 ГОСТ 15102–75 в универсальном наборе захватных приспособлений применяют автостроп системы ЦНИИ-ХИИТа, который так же, как и другие рабочие органы, подвешивают к Т-образной прорези вертикального вала поворотной обоймы крана. Автострои представляет собой многокрюковой манипулятор избирательного типа. В раздвижную раму вмонтированы две подвижные траверсы, по концам которых расположены захватные механизмы, состоящие из пружинных коробок и четырех утопленных в них крюков. Для наводки автостропа на рымы контейнера служит направляющее устройство.

Благодаря поворотной головке машинист крана дистанционно устанавливает автостроп над крышей контейнера с таким расчетом, чтобы крюки располагались напротив захватных рымов. При этом крюки под действием массы автостропа утопают в пружинных коробках.

Начинается раздвижка траверс и продолжается до тех пор, пока крюки не достигнут рыма и один из них под действием пружины не утонет в его полости. Автостроп самоцентрируется до зацепления за каждый из четырех рымов контейнера. В целях надежного замыкания системы «крюк автостропа–рым контейнера» автостроп оборудован фиксирующим механизмом и конечными выключателями ВПК-1111 на 6 А, 380 В. Подъем контейнера можно производить только после зацепления автостропа за все четыре рыма.

Процесс расстропки проходит в обратной последовательности. Время строповки контейнера 10 с, расстропки – 3 с. Автостроп имеет габариты: высоту 910 мм, ширину – 1350 мм, длину – 2400 мм, массу – 1,150 т.

Завод-изготовитель кранов КК-5 в комплекте с краном поставляет несколько упрощенный вариант автостропа. Этот автостроп (рис. 8) разработан Дальневосточным филиалом ВНИИПТМаш. Как и рассмотренный ранее, этот автостроп работает в комплекте с поворотной обоймой, соединяясь с ней посредством Т-образного кулака. На нераздвижной прямоугольной раме с помощью траверс укреплены восемь грузозахватных крюков. Траверсы крюков объединены в единый шарнирно-рычажный механизм с приводом от электродвигателя мощностью 2,2 кВт через винтовой редуктор рабочим ходом 425 мм. Задачей электропривода является перевод захватных позиций автостропа. На 1-й позиции в рабочее положение выдвинуты внешние крюки, соответствующие расположению рымов 5-тонного контейнера, на 2-й позиции в рабочее положение вводятся крюки для захвата 3-тонного контейнера, а внешние крюки прижимаются к раме.

Крюки автостропа имеют электромагнитные фиксаторы (рис. 8) и пружинные расцепители (герконы КЭМ-2А), сигнализирующие о зацеплении крюка с рымом контейнера. Подъем можно производить только при замыкании контактов всех четырех расцепителей, которые срабатывают при зацеплении автостропа.

Для укладки кабеля, присоединяемого к штепсельному разъему поворотной головки, на автостропе имеется круглый поддон.

Для передачи напряжения к грузозахватным приспособлениям грузовую тележку крана оборудуют гибким кабелем, сматываемым при подъеме захвата на кабельный барабан. Барабан установлен на валу, приводимом во вращение цепью от грузоподъемной лебедки через звездочку. Токосъемное устройство выполнено по принципу токосъемника электродвигателя с фазным ротором с постоянно прилегающими щетками и медными контактными кольцами, к которым подведены шины от клеммника барабана.

Мастерские, изготовляющие грузозахватные приспособления, фиксируют в специальном журнале следующие сведения: наименование приспособления, грузоподъемность, номер нормали или чертежа, номер сертификатов примененного материала (металл, канаты, крюки), результаты проверки качества сварки, результаты испытаний приспособления. Съемные грузозахватные приспособления снабжают клеймом или прочно прикрепленной металлической биркой с указанием номера, грузоподъемности и даты испытаний. При серийном изготовлении грузозахватных приспособлений завод-изготовитель, кроме клейма, каждое изделие снабжает паспортом.

Во время погрузочно-разгрузочных работ элементы грузозахватных приспособлений вступают во взаимодействие с конструкциями железнодорожного подвижного состава. Чтобы избежать повреждений вагонов, грузозахватные устройства кранов должны соответствовать требованиям ГОСТ 22235–76. Грейферы должны иметь ширину не более 2,5 м, а их челюсти не допускается оборудовать зубьями. Не допускается бросать грейфер на груз в вагоне, разбивать грейфером смерзшийся груз, накладные вибраторы не должны развивать вынуждающую силу в направлении амплитуды колебаний более 88 кН при частоте 24–25 Гц и массе вибратора 5 т. Длина каждого опорного элемента, передающего вибрационную нагрузку на борт вагона, долж-68 на быть не менее 5 м при ударно-вибрационном режиме и 2,5 м для машин, работающих в вибрационном режиме. Продолжительность работы вибратора – не более 420 с за одну разгрузку.

 

Рис. 8. Электромагнитный фиксатор крюка:

1 – крюк; 2 – соленоид; 3 – геркон; 4 – рым контейнера