Кинематические схемы механизмов автомобильных кранов
Одним из важных требований, предъявляемых к приводу, является обеспечение наименьших потерь на трение при передаче мощности от двигателя базового автомобиля к рабочим органам. Поэтому в механических устройствах приводов широко применяют подшипники качения, а лучшей кинематической схемой считается та, у которой при наименьшем числе элементов (шестерен, валов, звездочек, цепей, муфт, тормозов и пр.) обеспечивается необходимое совмещение отдельных операций и требуемые скорости их выполнения. В этом отношении наиболее простым является привод, который применен на кране К-64 (рис. 38).
Отличительной особенностью кинематической схемы этого привода является одновальная многобарабанная лебедка, состоящая из вала 35 и свободно установленных на нем стрелового VII, грузового VIII и грейферного IX барабанов.
От двигателя базового автомобиля через его коробку передач и карданную передачу движение передается на входной вал коробки отбора мощности.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Рис. 38. Кинематическая схема крана К-64:
I — коробка отбора мощности, II —нижний конический редуктор; III — реверсивный механизм, IV —механизм поворота, V — опорно-поворотное устройство, VI — дополнительный тормоз, VII, VIII и IX — стреловой, грузовой и грейферный барабаны; 1, 4 и 7 — карданные передачи, 2 — ведущая шестерня с полумуфтой, 3 —полумуфта, б, 6, 11, 16, 24, 26, 29п30 — цилиндрические шестерни, 8, 9,12,13,15,19, 20 и 22 — конические шестерни, 10, 17 и 35 — горизонтальные валы, 14 — кулачковая муфта, 18 я 21 — конусные фрикционные муфты, 23 — вертикальный вал, 25 — зубчатый венец опорно-поворотного устройства, 27, 31 и 34 — ленточные фрикционные муфты, 28, 32 и 33 — ленточные фрикционные тормоза
На входном валу коробки на шлицах посажена шестерня с полумуфтой. В правом крайнем положении полумуфта шестерни ходит в зацепление с полумуфтой, установленной на карданной передаче, идущей к заднему мосту базового автомобиля.
В крайнем левом положении (показано на рисунке) шестерня входит в зацепление с шестерней и передает движение через шестерни выходному валу коробки отбора мощности, От коробки движение передается с помощью карданного вала нижнему коническому редуктору, а от него через вертикальный вал реверсивному механизму. С помощью кулачковой муфты вращение передается (в ту или другую сторону) горизонтальному валу реверсивного механизма. На валу установлена шестерня, передающая движение горизонтальным валам механизма поворота IV и одновальной лебедки.
На валу механизма поворота установлены две конические шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении с шестерней вертикального вала механизма. На нижнем конце вала установлена шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом опорно-поворотного: устройства. При вращении вала вращаются шкивы конусных муфт. Включая ту или другую муфту, включают соответственно коническую шестерню или и вращение (в ту или другую сторону) передается шестерне, которая, обегая зубчатый венец опорно-поворотного устройства, поворачивает поворотную часть крана.
Движение валу передается через шестерни. Стреловой, грузовой или грейферный барабаны включаются соответственно фрикционными ленточными муфтами или, а затормаживаются тормозами. Стреловой барабан имеет дополнительный тормоз, связанный с барабаном зубчатой передачей.
В описанной схеме привода часто нарушаются нормальные условия работы передач при деформациях поворотной рамы или вала лебедки, поэтому требуется тщательный уход за фрикционными муфтам-и, передающими движение тому или иному барабану лебедки.
Необходимость частой регулировки этих муфт приводит к значительным потерям рабочего времени:
Кроме того, для такого привода характерны и другие недостатки: – сложность использования агрегатного метода ремонта, так как замена изношенного или сломанного узла требует его разборки, что связано с большой затратой времени и не может быть практически выполнено в полевых условиях; – длительный процесс сборки машины при изготовлении ее на заводе, что требует значительного увеличения сборочных производственных площадей, особенно при современном крупносерийном выпуске кранов; – невозможность широкого применения унифицированных узлов на разных машинах.
На всех автомобильных кранах с механическим приводом (кроме К-64) применены приводы с реверсивно-распределительным механизмом (рис. 39), обеспечивающие независимый привод рабочих органов с помощью специальных распределительных коробок и карданных передач. В таких приводах возможны демонтаж и замена даже в полевых условиях практически любого из этих узлов без разборки остальных; применены унифицированные узлы, а использование карданных валов и специального способа крепления редукторов удобно для сборки машины и повышает срок службы передач, так как при деформации поворотной рамы и основных валов не нарушается работа передач.
Обычно распределительная коробка VI и реверсивный механизм V таких приводов объединены в одном корпусе и составляют реверсивно-распределительный механизм кранов.
Рис. 39, Кинематическая схема крана КС-2561Д:
I —коробка отбора мощности, II—нижний конический редуктор, III — опорно-поворотное устройство, IV — механизм поворота, V — реверсивный механизм, VI — распределительная коробка, VII и VIII — грузовая и стреловая лебедки; 1, 2, 4, 10, 20, 22 и 26 — цилиндрические шестерни, 3, 19, 25 и 27— полумуфты, 5 —карданный вал, 6, 7, 15, 17 и 18 — конические шестерни, 8 — вертикальный вал реверсивного механизма, 9 — зубчатый венец, 11, 29 и 33 — червяки червячных передач, 12, 28 и 32’ — червячные шестерни, 13 — фрикционная муфта предельного момента, 14, 30 и 31 — ленточные фрикционные тормоза, — кулачковая муфта, 21, 23, 24 и 34 — валы
Механизмы приводятся от двигателя базового автомобиля через коробку отбора мощности, шестерня которой находится в постоянном зацеплении с шестерней блока заднего хода коробки передач базового автомобиля. При включении полумуфты (правое крайнее положение) движение от шестерни через шестерни передается карданному валу, а от него — нижнему коническому редуктору.
От нижнего конического редуктора движение передается вертикальному валу реверсивного механизма, на котором свободно установлены конические шестерни и кулачковая муфта. При введении муфты в зацепление с одной из шестерен движение (в ту или другую сторону) передается конической шестерне, насаженной на входной вал распределительной коробки. На втором конце вала установлена цилиндрическая шестерня, которая передает движение лебедкам и механизму поворота.
Движение грузовой лебедке передается при включении полумуфты через шестерню, вали червячный редуктор. Движение стреловой лебедке передается при введении в зацепление шестерни с полумуфтой через шестерню, валы и червячный редуктор. Механизм поворота получает вращение при введении в зацепление шестерни с полумуфтой. Через червячный редуктор движение передается шестерне, находящейся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства.
На верхней части вертикального вала редуктора механизма поворота установлена конусная фрикционная муфта предельного момента, а на входных валах червячных редукторов грузовой и стреловой лебедки и механизма поворота — простые ленточные тормоза.
Описанная кинематическая схема обеспечивает одновременную работу грузовой лебедки либо со стреловой лебедкой (шестерня зацеплена с полумуфтой), либо с механизмом поворота (шестерня зацеплена с полумуфтой). Кроме того, реверсирование любого из механизмов вызывает реверсирование второго.
Поэтому на ряде моделей кранов (КС-1562, КС-3561) устанавливают механические приводы с реверсивно-распределительными механизмами, обеспечивающими любое совмещение операций и независимое реверсирование механизмов (рис. 40). Механизмы приводятся от двигателя базового автомобиля через коробку передач, карданный вал и коробку отбора мощности, установленную на месте промежуточной опоры карданной передачи шасси. Если блок шестерен коробки находится в крайнем правом положении, то движение от коробки передается через карданную передачу на задний ведущий мост шасси базового автомобиля. Механизмы крана приводятся, когда блок шестерен переключен в крайнее левое положение. От коробки отбора мощности через карданную передачу движение передается нижнему коническому редуктору и от него через вертикальный вал и конические шестерни — промежуточным валам реверсивно-распределительного механизма.
На промежуточном валу смонтирован шкив клиноременной передачи привода компрессора системы управления краном, а на промежуточном валу — шестеренный насос, подающий в компрессор масло.
Шестерни, установленные на валах, передают вращение шестерням, которые установлены свободно на выходных валах реверсивно-распределительного механизма. Между парами шестерен установлены фрикционные дисковые муфты.
Конические шестерни вращают валы в разные стороны. Поэтому каждая из пары шестерен тоже вращается в разные стороны.
Выходные валы, на которых установлены пары шестерен, будут вращаться в ту или другую сторону в зависимости от того, какую из пары шестерен соединит с выходным валом дисковая муфта.
Рис. 40. Кинематическая схема крана КС-1562:
I и III — карданные передачи от коробки передач шасси к коробке отбора мощности и к заднему мосту автомобиля, II— коробка отбора мощности, IV — нижний конический редуктор, V — компрессор системы управления, VI — реверсивно-распреде-лительный механизм, VII и XI — стреловая и грузовая лебедки, VIII — механизм поворота, IX— опорно-поворотное устройство, X — насос подачи масла в компрессор; 1 — блок шестерен, 2 — конические шестерни, 3, 9 и И — дисковые муфты, 4, 5, 8, 10, 12—14, 16 и 17 — цилиндрические шестерни, 6 и 15 — промежуточные валы, 7 — клиноременная передача, 18 — зубчатый венец, 19, 21 и 22 — ленточные тормоза, 20 и 23 — редукторы
При включении верхнего выходного вала движение через карданную передачу и стандартный цилиндрический редуктор передается барабану стреловой лебедки.
При включении среднего вала движение передается коническо-цилиндрическому редуктору механизма поворота, на вертикальном выходном валу которого установлена шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства крана.
При включении нижнего вала движение через карданную передачу и редуктор передается барабану грузовой лебедки.
На ведущих валах редукторов и механизма поворота установлены тормоза, соответственно стреловой и грузовой лебедок и механизма вращения.
Источник статьи: http://stroy-technics.ru/article/skhemy-mekhanicheskogo-privoda-avtomobilnogo-krana
Кинематические схемы механизмов автомобильных кранов
К силовым механизмам крана относятся: механизм главного вала и механизмы подъема груза, грейфера (если кран приспособлен для работы с грейфером), стрелы, механизм поворота крана, механизм передвижения, а также силовой редуктор. Совокупность механизмов, обеспечивающих подъем грузов, иногда называют лебедкой крана.
Расположение отдельных механизмов относительно друг друга и связи между ними могут быть различные.
Условное изображение отдельных механизмов с указанием связи между ними, порядка и способа передачи движений носит название кинематической схемы. Она дает возможность более быстро разобраться в устройстве механизмов, дать им оценку с точки зрения скоростей и удобства управления кранами, а также с точки зрения коэффициента полезного действия передаточных механизмов. Данные, характеризующие эти кинематические схемы, приведены в табл. 21.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Таблица 21
Анализ кинематических схем кранов, предназначенных для выполнения работ как с крюком, так и с грейфером, свидетельствует, что в кранах ПК-6 наименее удачна схема передач движений. Механизмы крана ПК-6 имеют относительно наибольшее количество зубчатых колес (цилиндрических 12, конических 8); кроме того, они имеют четыре звездочки цепной передачи, хотя грузоподъемность этого крана в семь раз меньше, чем крана Я-45. Наличие большого числа шестерен и цепных передач не только усложняет конструкцию, но и приводит к значительным непроизводительным потерям мощности на преодоление сопротивлений в передачах. Из шести муфт крана ПК-6 четыре кулачковые, требующие остановок в момент включения, причем включение часто сопровождается ударами.
Анализируя последовательно кинематическую схему крана ПК-6 и сравнивая ее со схемами других кранов, нетрудно убедиться, что в кранах ПК-6 число валов и зубчатых колес, находящихся в непрерывном движении, наибольшее, что является причиной повышенного износа рабочих поверхностей шестерен, валов и втулок.
Наконец, схемы свидетельствуют, что механизмы крана ПК-6 включаются не независимо, а друг через друга, т. е. посредством длинных кинематических цепей, в то время как в других кранах включение каждого механизма независимое.
Имеющееся в механизмах крана ПК-ЦУМЗ-15 большое количество муфт сцепления, из которых абсолютное большинство фрикционные, свидетельствует о том, что этот кран работает более спокойно, управление им легче, цикл операций короче и он имеет большие возможности в совмещении операций.
Следует оговориться, что кинематическая схема сама по себе еще не определяет полностью достоинства или недостатки передаточного механизма. Удачная с точки зрения кинематики движения схема может оказаться сложной в конструктивном отношении, механизмы могут оказаться мало удобными в эксплуатации и вызывать осложнения при монтаже и демонтаже. Наоборот, кинематическая схема, имеющая те или иные кинематические недостатки, может оказаться более целесообразной благодаря простоте конструкции механизмов, удобству их эксплуатации, монтажа и демонтажа.
Следовательно, полная оценка механизмов может быть произведена лишь при совместном рассмотрении кинематической схемы и устройства механизмов. Но и кинематические схемы многое определяют, поэтому их необходимо тщательно анализировать и качественно улучшать, так как с выбора кинематической схемы начинается работа по созданию новых механизмов.
Рассмотрим кинематические схемы наиболее распространенных кранов.
Кинематическая схема крана ПК-6 (рис. 131). Горизонтальная двухцилиндровая паровая машина приводит во вращение главный вал посредством пары цилиндрических шестерен.
На главном валу на шпонке сидит шестерня, находящаяся в зацеплении-с шестерней, которая сцеплена с шестерней, сидящей на валу и закрепленной на нем на шпонке.
Таким образом, с пуском паровой машины непрерывно находятся во вращении два вала и шестерни.
Грузовой барабан, свободно сидящий на валу, включается ленточной муфтой, соединяющей его с шестерней IV.
Рис. 131. Кинематическая схема крана ПК-6
Если наряду с муфтой включить грейферную ленточную муфту, то вращение через тормозной диск и зубчатые колеса передастся на грейферный барабан, сидящий на валу.
При помощи муфт, а также тормоза достигается как совместное, так и раздельное включение барабанов, что обеспечивает нормальную работу с грейфером.
Механизм вращения крана включается при помощи кулачковой муфты. Эта муфта может поочередно соединяться с одной из конических шестерен реверсивной передачи. Шестерни VIII передают вращение на горизонтальную шестерню IX реверсивной передачи, сидящую на вертикальном валу механизма поворота. На нижнем конце этого вала сидит малая шестерня X механизма поворота, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом, неподвижно укрепленным на неповоротной части крана. При обегании малой шестерни X вокруг зубчатого венца XI происходит вращение крана. Механизм поворота затормаживается ленточным тормозом.
Механизм передвижения крана приводится в действие одновременным включением кулачковых муфт. Кулачковая муфта, двигаясь на скользящих шпонках по главному валу, соединяет одну из конических шестерен XII реверсивной передачи с главным валом, чем достигается передача движения на шестерни.
Горизонтальная шестерня XIV постоянно сцеплена с шестерней XV, имеющей кулачки и сидящей на валу центральной колонны. Внизу на центральный вал посажена малая коническая шестерня XVI , сцепленная с шестерней XVII горизонтального вала передвижения. На этом валу сидят две звездочки, передающие посредством цепей движение звездочкам XIX , закрепленным на колесных парах. При включении муфты центральный вал получает вращение и через пару зубчатых колес и цепные передачи передает движение на колеса, в результате чего кран перемещается. Торможение механизма передвижения осуществляется ленточным тормозом.
Положение стрелы изменяется включением муфты, сидящей на скользящих шпонках на хвостовике вертикального червяка XX. Включением этой муфты соединяют червяк с шестерней XX/, приводящей его во вращение. Червяк находится в зацеплении с червячным колесом XXII , передающим вращение на барабан подъема стрелы, сидящий на валу.
Червячное колесо жестко закреплено на барабане подъема стрелы. Вращаясь, барабан наматывает или сматывает со своей поверхности канат, в зависимости от чего происходит подъем или опускание стрелы.
В результате реверсивности паровой машины и наличия двух реверсов (на главном валу и на горизонтальном валу поворота) возможны различные сочетания работы механизмов крана.
Кинематическая схема крана Я-45 (рис. 132). Вертикальная паровая машина через шестерни передает вращение промежуточному валу, на котором сидят коническая шестерня и цилиндрическая, соединенные с шестерней главного вала, который получает вращение, как только начинает работать паровая машина.
Рис. 132. Кинематическая схема крана Я-45
Включая кулачки муфт раздельно или вместе, движение от главного вала через шестерни передается барабанам груза и грейфера, при этом при вращении барабанов на осях на подъем собачки освобождаются и храповик не препятствует движению. При остановке или вращении на спуск включается храповик и вступает в действие тормоз, обжимающий тормозной диск, останавливая полностью или притормаживая движение.
Механизм вращения приводится в действие двусторонней муфтой, которая, включая реверс из трех шестерен, включает горизонтальный вал поворота, на котором сидит шестерня, находящаяся в зацеплении с конической шестерней, закрепленной на вертикальном валу, на конце которого посажена малая шестерня, сцепляющаяся с зубчатым венцом нижней рамы крана. На горизонтальном валу поворота посажен тормозной диск, обжимаемый лентой тормоза, в результате чего происходит торможение механизма поворота. Подъем стрелы осуществляется путем включения кулачковой муфты, в результате чего через шестерни получает вращение вал и через червяк и червячную шестерню приводится во вращение вал с сидящими на нем двумя барабанами подъема стрелы. Включением кулачковой муфты движение от главного вала через шестерни передается на вал центральной колонны, на нижнем конце которого посажена коническая шестерня. Она передает движение через шестерню горизонтальному валу движения. На этом валу сидит ведущая цилиндрическая шестерня XXV , с которой могут быть через паразитные шестерни сцеплены шестерни ведущих осей ходовых тележек крана.
Паразитные шестерни на своих осях сидят свободно и могут перемещаться вдоль осей, вступая или выходя из зацепления с шестернями осей колесных пар, включая или выключая механизм передвижения.
Кинематическая схема крана ПК-ЦУМЗ-15 (рис. 133). Главный вал приводится во вращение от паровой машины, цилиндры которой разобщены и расположены по обе стороны вала. Через шестерню, жестко посаженную на главном валу, и шестерню получает вращение вал барабана подъема груза и барабана грейфера. На шестерне и ведущем диске, жестко сидящих на валу, смонтированы ленточные муфты. Включением той или иной муфты сообщают движение грузовому или грейферному барабану, а одновременным включением обеих муфт заставляют вращаться оба барабана.
Рядом с муфтами расположены ленточные тормоза открытого типа, действующие на обод ступиц барабанов и позволяющие останавливать барабаны подъема груза и грейфера.
С главным валом через промежуточную шестерню и шестерню соединен горизонтальный вал механизмов подъема стрелы и поворота крана. На этом валу сидят свободно две конические шестерни, находящиеся в зацеплении с шестерней вала червяка и образующие вместе реверсивную передачу. Верхней опорой валу служит подпятник.
Между коническими шестернями, несущими на себе кулачки, расположена двусторонняя кулачковая муфта. Включением этой муфты достигается передача движения на вал червяка, причем от того, какая из шестерен включена, зависит направление вращения вала.
Рис. 133. Кинематическая схема крана ПК-ЦУМЗ-15
Червяк находится в зацеплении с червячной шестерней, закрепленной на двустороннем барабане механизма подъема стрелы. При вращении этого барабана, сидящего на валу, происходит наматывание или сматывание с него каната, в результате чего изменяется вылет стрелы. Торможение механизма подъема стрелы осуществляется постоянно действующим тормозом.
На валу, кроме реверсивной передачи, закреплена шестерня, передающая движение через шестерню на горизонтальный вал поворота. На этом валу в средней части имеются конические шестерни и дисковые муфты, образующие также реверсивную передачу. На корпус одной из муфт воздействует колодочный тормоз, тормозящий вращение крана.
Через шестерни 24 и 25 реверсивной передачи механизма поворота движение передается на вертикальный вал поворота, на конце которого посажена цилиндрическая шестерня.
Рис. 134. Кинематическая схема крана ГЩ-45;
1 — вал коленчатый; 2 — муфта соединительная; 3 — вал промежуточный; 4 — муфта фрикционная; 5 — Бал червяка; б —колесо червячное; 7—шайба тормозная; 8 — храповик; 9— барабан подъема стрелы; 10 — вал барабана; 11— муфта фрикционная; 12 — вал промежуточный; 13 — вал центральной колонны; 14 — муфта фрикционная двусторонняя; 15 — вал трансмиссионный; 16, 19 —валы механизма поворота; 17 — шкив тормозной; 18 — вал промежуточный механизма поворота; 20 — вал механизма передвижения; 21— ось промежуточной шестерни; 22 — ось ведущей колесной пары; 23 — ось барабана; 24 — барабан; 25 —ось барабана; 26 — барабан основного подъема; 27 — муфта кулачковая двусторонняя; 28 — вал механизма подъема груза; 29 и 30 — тормозные
шкивы
Эта шестерня находится в зацеплении с неподвижно закрепленным на нижней раме венцом, и при ее вращении происходит поворот верхней части крана.
Механизм передвижения крана приводится в действие от главного вала через коническую реверсивную передачу, состоящую из шестерен, при этом шестерни соединяются с валом посредством Дисковых фрикционных муфт. Колодочный тормоз, действующий на корпус одной из муфт, служит для затормаживания крана при остановке.
Рис. 135. Кинематическая схема крана КДЭ-151
От реверсивной передачи через шестерню получает движение вертикальный вал, расположенный в центральной колонне. На конце этого вала сидит малая коническая шестерня, находящаяся в зацеплении с шестерней горизонтального вала движения, вращающегося в подшипниках. На этом валу сидит цилиндрическая шестерня, находящаяся в зацеплении одновременно с шестернями, закрепленными на ведущих осях колесных пар крана.
Механизм передвижения при транспортировке крана выключается выводом из зацепления шестерни посредством ее смещения вдоль вала.
Аналогично можно проследить кинематическую связь механизмов крана ПЖ-45 (рис. 134) и дизель-электрического крана КДЭ-151 (рис. 135), имеющих раздельный привод каждого механизма.
Источник статьи: http://stroy-technics.ru/article/kinematicheskie-skhemy-mekhanizmov-kranov
