МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА КРАНА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к конструктивным элементам крановых механизмов, в частности к механизмам поворота портальных кранов с цилиндрическими, планетарными и волновыми редукторами.
Известен механизм поворота грузоподъемного крана, содержащий приводной двигатель, связанный с установленной в корпусе волновой зубчатой передачей, ведомое звено которой соединено с обегающей шестерней, взаимодействующей с зубчатым венцом, закрепленным на раме крана, при этом корпус волновой передачи соединен с ведомым звеном, опорные подшипники которого смонтированы в поворотной платформе крана, и которое связано с поворотной платформой посредством амортизирующего узла, выполненного в виде уравнительного устройства (см. авт. свид. СССР №384781, МПК: В66с 23/84, опубликовано в бюллетене №25 за 1973 год).
Недостатком данного устройства является недостаточная надежность механизма из-за неравномерного распределения нагрузок на уравнительное устройство.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является механизм поворота крана, содержащий расположены на одной продольной оси электродвигатель, муфту с тормозным шкивом и редуктор, выходной вал которого связан с опорно-поворотным устройством, при этом корпус редуктора соединен с поворотной частью крана посредством амортизирующего узла, выполненного в виде опорных проушин корпуса редуктора, фиксируемых в вильчатых кронштейнах, закрепленных на поворотной части крана и расположенных по обе стороны корпуса редуктора (см. патент РФ №2232127, МПК В66с 23/84 опубликовано 10.07.04.).
Недостатком данного механизма поворота является недостаточная надежность и сниженная долговечность элементов крепления редуктора к колонне крана, так как из-за усилий, действующих на корпус редуктора, особенно при пуске и торможении, происходит интенсивный износ элементов крепления по обе стороны редуктора. Вследствие чего ухудшаются условия работы и снижается срок службы тихоходного вала редуктора и подшипниковых узлов.
В основу полезной модели поставлена задача создать такой механизм поворота крана, в котором путем усовершенствования его конструкции, за счет уравновешивания усилий, действующих на корпус редуктора, достигались повышение надежности и долговечности элементов крепления к колонне крана как редуктора, так и привода поворота и, как следствие, повышение надежности и долговечности работы тихоходного выходного вала редуктора и подшипниковых узлов ведущей вал-шестерни.
Поставленная задача достигается тем, что в механизме поворота крана, содержащем редуктор, электродвигатель, кинематически связанный с входным валом редуктора, выходной вал которого кинематически связан с опорно-поворотным устройством, а корпус редуктора соединен с колонной посредством амортизирующего узла, согласно полезной модели амортизирующий узел выполнен в виде вала-торсиона, шарнирно установленного посредством опорных подшипников в кронштейнах, которые закреплены на колонне поворотной части крана, и соединенного с подшипниками корпуса редуктора с помощью рычагов. Кроме того, опорные подшипники вала-торсиона выполнены в виде бронзовых втулок. Рычаги закреплены на вал-торсионе жестко, при этом рычаги соединены между собой и с проушинами корпуса редуктора шарнирно. Проушины, в которых установлены рычаги, расположены по обе стороны корпуса редуктора. Конец выходного вала редуктора выполнен полым и насажен на хвостовик вал-шестерни, установленной в подшипниках качения, закрепленных посредством стаканов на балке, установленной на колонне, поворотной части крана.
Электродвигатель взаимодействует с редуктором через муфту, выполненную с тормозным шкивом.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым результатом заключается в следующем. Применение в механизме поворота крана амортизирующего устройства, выполненного в виде упругого вала-торсиона, установленного на колонне, поворотной части крана и размещенного в шарнирных рычагах, связанных с крепежными подшипниками редуктора, позволило уравновесить, а также сбалансировать силы от реактивного момента по обе стороны крепления редуктора, особенно в момент пуска и торможения привода поворота и, следовательно, исключить появление усилий в вертикальной плоскости, действующих на корпус редуктора и на тихоходный выходной вал редуктора, а также на подшипниковые узлы ведущей вал-шестерни. При этом вал-торсион одновременно выполняет функции как амортизирующей пружины, так и балансира. Благодаря этому повысились как надежность, так и долговечность не только элементов крепления к колонне крана редуктора, но и привода поворота и, как следствие, повысились надежность и долговечность тихоходного выходного вала редуктора и подшипниковых узлов ведущей вал-шестерни. Заявленный амортизирующий узел механизма поворота крана обеспечивает выравнивание нагрузок по обе стороны крепления редуктора к колонне крана наряду с амортизацией реактивного момента, возникающего на корпусе при пуске и торможении привода. И способствует равномерному нагружению деталей крепления привода поворота к колонне крана, исключает появление значительных дополнительных сил в вертикальной плоскости редуктора.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - изображен общий вид механизма поворота крана;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;
на фиг.4 - узел В на фиг.3;
на фиг.5 - кинематическая схема амортизирующего узла.
Привод механизма поворота крана, содержит электродвигатель 1, который закреплен на соосном цилиндрическом редукторе 2 и передает вращающий момент на его входной быстроходный вал через муфту 3. Конец выходного тихоходного вала 4 редуктора 2 выполнен полым и насажен на хвостовик вал-шестерни 5, входящий в зацепление с зубчатым венцом 6, установленным на неповоротной части крана. Вал-шестерня 5 установлена в подшипниках качения 7 и 8, которые закреплены на балке 9, что закреплена на колонне крана, ее поворотной части (на чертеже не показано). Редуктор 2 выполнен с проушинами 10, расположенными симметрично по обе стороны его корпуса, в которые запрессованы пальцы 11, зафиксированные от проворота и осевого смещения установочными винтами 12. На пальцах 11 размещены траверсы 13, в которые для уменьшения коэффициента трения запрессованы бронзовые втулки 14. К поверхностям трения пальцев 11 и втулок 14 через масленки 15 и отверстия в пальцах подается смазка. В траверсы 13 запрессованы шарнирные подшипники 16, удерживаемые от осевого смещения стопорными кольцами 17. Попадание посторонних частиц в полости шарнирных подшипников 16 предотвращается уплотнениями 18. Во внутренние кольца шарнирных подшипников 16 установлены оси 19, на которых размещены выполненные коробчатого сечения рычаги 20, закрепленные гайкой 21. Рычаги 20, в свою очередь, соединены с осями 22 шарниров рычагов 23, в нижней части которых установлены полуоси 24 вала-торсиона 25, который установлен на колонне, поворотной части крана. Шарниры рычагов 23 устроены аналогично шарнирам траверсы 13 и выполнены с шарнирными подшипниками 26. При этом рычаги 23 жестко закреплены на полуосях 24 вала-торсиона 25, вращающихся в опорных подшипниках скольжения 27, выполненных в виде бронзовых втулок, запрессованных в кронштейны 28, и бронзовой втулке 29, установленной посередине полуосей 24 и запрессованной в кронштейн 30. Таким образом, полуоси 24 имеют две точки опоры. Кронштейны 28 закрыты крышками 31 и 32 и крепятся к платикам 33 болтами 34. Кронштейн 30 также закрыт крышкой 35 и крепится к платику 36. Платики 33 и 36 приварены к колонне, поворотной
части крана. Вал-торсион 25 на концах соединяется с полуосями 24 с помощью шлицевого соединения 37, а от осевого смещения фиксируется стопорными кольцами 38. Для ограничения хода рычагов 23 предусмотрены ограничители 39, установленные по их обеим сторонам, которые ограничивают ход рычагов 23 в аварийном режиме, в случае поломки вала-торсиона 25. Подшипники качения 7 и 8 закреплены на балке 9 посредством стаканов 40 и 41.
Устройство работает следующим образом.
1
2
1
2
От электродвигателя 1 через муфту 3 вращается быстроходный входной вал редуктора 2, передающий вращение тихоходному выходному валу 4, вращающему вал-шестерню 5, которая входит в зацепление с зубчатым венцом 6 и вращается в подшипниках качения 7 и 8, установленных посредством стаканов 40 и 41 на балке 9, закрепленной на колонне. В результате чего осуществляется поворот поворотной части крана. Корпус редуктора 2 имеет возможность поворачиваться на определенный угол в горизонтальной плоскости относительно оси тихоходного вала 4 и вал-шестерни 5. В момент пуска или торможения привода поворота на вал-шестерне 5 создается вращающий или тормозной момент Мкр, а на корпусе редуктора 2 возникает реактивный момент, при этом редуктор 2 стремится провернуться на вал-шестерне 5. На проушинах 10, расположенных по обе стороны редуктора 2 действуют противоположно направленные силы Fи F, соответственно, передающиеся через шарнирные подшипники 16, рычаги 20 и шарнирные подшипники 26 на плечи рычагов 23 вала-торсиона 25. В связи с противоположностью направлений сил Fи F в конечном счете, приложенных на рычаги 23, которые симметрично размещены с обеих сторон вала-торсиона 25, они в противоположных направлениях проворачиваются на некоторый угол, закручивая вал-торсион 25. В случае неравных по величине зазоров в шарнирных подшипниках 16 рычагов 20 и шарнирных подшипниках 26 рычагов 23 проворот вал-торсиона 25 без закручивания будет длиться до тех пор, пока не выберутся все зазоры в этих шарнирах. При отсутствии зазоров проушины 10, рычаги 20 и 23 с шарнирными подшипниками 16 и 26 и вал-торсион
1
2
25, качающийся в опорных подшипниках 27, создадут беззазорную замкнутую систему, являющуюся необходимой для передачи реактивного момента на вал-торсион 25 и его закручивания. Этим обеспечивается равенство сил F и F и амортизация реактивного момента, а также уравновешивание усилий, действующих на корпус редуктора.