ГРУЗОВАЯ ОПОРНАЯ ТЕЛЕЖКА С ЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ

Полезная модель относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к устройству опорных грузовых тележек, предназначенных для подъема и перемещения груза вдоль металлоконструкции крана, и может быть использована во всех отраслях промышленности.
Известна конструкция опорной тележки крана с канатной тягой [Грузоподъемная тележка с канатной тягой: пат. РФ RU 2288163 / Кулешов В.В., Белешева М.В., Бурылов К.Ю. // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам. Изобретения. Полезные модели. - Опубл. 27.11.2006], которая включает в себя два барабана, механизм подъема груза, состоящим из направляющих блоков, каната и крюковой подвески. Каждый из барабанов снабжен отдельным приводом и соединен с одной из двух ветвей каната, огибающего направляющие блоки и блоки грузового полиспаста, установленного на тележке. Соединение ветвей каната с барабанами указанным образом позволяет механизму подъема выполнять также роль механизма передвижения тележки, который в данной конструкции отсутствует. В зависимости от того, в каких направлениях вращаются барабаны (в одном или в разных), перемещается либо тележка, либо опускается или поднимается груз.
Данная конструкция характеризуется уменьшенным износом тягового каната, но имеет ряд недостатков:
- привод обладает значительной массой и материалоемкостью. Применение дополнительного гибкого тягового элемента уменьшает надежность привода;
- наличие дополнительных отклоняющих блоков ведет к износу грузового каната и уменьшает к.п.д. полиспаста;
- применяемая схема запаковки каната ограничивает кратность полиспаста;
- передача тягового усилия с каната на тележку в отсутствии груза зависит от массы крюковой подвески, а также состояния отклоняющих блоков;
- при работе описанного привода невозможно совмещение подъема и передвижения груза, что снижает производительность крана.
Также широкое распространение получила конструкция крановой тележки с навесным редуктором, который сопрягается непосредственно с ведомым валом без дополнительных соединительных муфт [Александров М.П Грузоподъемные машины: Учебник для вузов. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана - Высшая школа, 2000, с. 366, рис. 141, 142.]. Редуктор имеет полый шлицевой вал, в отверстие которого входит шлицевой конец вала ходового колеса. Корпус редуктора имеет пальцы, удерживающие редуктор от поворота, взаимодействующие с упругими упорами, смягчающими толчки, возникающие при работе механизма, и компенсирующими смещение редуктора. Тормозное устройство можно прикрепить к редуктору на специальной подставке или установить на раме тележки. Можно также использовать тормозные устройства, встроенные или пристроенные к электродвигателю.
Недостатками данной конструкции являются:
- значительная масса и материалоемкость привода;
- наличие большого количества конструктивных элементов механической передачи, что снижает надежность и к.п.д. привода;
- фрикционная передача тягового усилия с приводного колеса на ходовой путь, способствующая появлению пробуксовки и износу колеса.
Задачами, на решения которых направлена предлагаемая полезная модель, являются упрощение конструкции, снижение материалоемкости механизма передвижения грузовой опорной тележки, а также повышение его надежности и ремонтопригодности.
Указанные задачи достигаются тем, что для передвижения опорной грузовой тележки используется линейные электродвигатели, первичные элементы которых закрепляются на специальных механизмах регулирования зазора между элементами двигателя, которые в свою очередь установлены на внешней стенке концевой балки рамы тележки. Также на раме тележки устанавливается механизм подъема груза и дисковые тормоза механизма передвижения. Данная конструкция может перемещаться по ходовому рельсовому пути при помощи колесных установок под действием продольной движущей силы, которая возникает при взаимодействии первичного электромагнитного поля, генерируемого первичным элементом, и вторичного поля вторичного элемента, закрепленного сверху металлоконструкции моста крана по всей ее длине.
При осуществлении заявленной полезной модели может быть получен технический результат, который заключается в полном исключении массивной механической передачи с помощью внедрения в конструкцию опорной тележки линейного электродвигателя вместе с механизмом регулирования рабочего зазора, и, как следствие, резком упрощении конструкции привода передвижения опорной грузовой тележки, уменьшении материалоемкости механизма и массы тележки, упрощении его монтажа и облегчении эксплуатации грузоподъемной машины.
На фиг. 1 показана 3D модель тележки, на фиг. 2 изображен чертеж механизма регулирования рабочего зазора между первичным и вторичным элементом, на фиг 3 изображен вид сверху механизма регулирования рабочего зазора между первичным и вторичным элементом на фиг. 4 представлена 3D модель механизма регулирования зазора в разобранном виде.
Предлагаемая конструкция тележки включает в себя раму 1 (фиг. 1), на которую устанавливается механизм подъема груза 2 (фиг. 1), а также закрепляются верхние блоки канатного полиспаста 3 (фиг. 1). На концевых балках рамы тележки 4 (фиг. 1) с внешней стороны при помощи болтов устанавливаются механизмы регулирования зазора 5 (фиг. 1) между первичными 6 (фиг. 1) и вторичными элементами 7 (фиг. 1) линейного электродвигателя, а с внутренней стороны - дисковые тормоза механизма передвижения 8 (фиг. 1). Первичный элемент линейного электродвигателя представляет собой одно или двухсторонний магнитопровод с обмоткой, получающий энергию из сети. В качестве вторичного элемента, в зависимости от типа электродвигателя может выступать полоса из немагнитного сплава или стальная полоса с омеднением, а также полоса с чередующимися особым образом постоянными магнитами. Данная конструкция при помощи колесных установок 9 (фиг. 1) опирается на ходовой путь 10 (фиг. 1), который как и вторичные элементы двигателя 7 (фиг. 1) размещается по всей длине металлоконструкции моста крана 11 (фиг. 1).
Для регулирования зазора между элементами электродвигателя при монтаже или в ходе эксплуатации предусмотрен специальный механизм (фиг. 2, 3), включающий основание 12 (фиг. 2, 3) с двумя направляющими 13 (фиг. 2, 3), монтажную плиту 14 (фиг. 2, 3) с двумя винтами 15 (фиг. 2, 3) и пазами 16 (фиг. 3), на которой с помощью винтов 17 (фиг 2, 3) закрепляется первичный элемент линейного электродвигателя 6 (фиг. 2, 3). На винты 15 (фиг 2, 3) навинчиваются регулировочные гайки 18 (фиг. 2, 3) стопорящиеся с помощью пластин 19 (фиг. 2, 3) и винтов 20 (фиг. 2, 3). Правильность положения монтажной плиты 14 (фиг. 2, 3) с первичным элементом 6 (фиг. 2, 3) контролируется уровнем 21 (фиг. 2, 3).
Грузоподъемная машина работает следующим образом. При подаче питающего напряжения в обмотках первичных элементов 6 (фиг. 1) линейных электродвигателей генерируется бегущее электромагнитное поле, которое взаимодействует с вторичным электромагнитным полем вторичных элементов 7 (фиг. 1), в результате чего возникает поперечное движущее усилие, перемещающее раму тележки 1 (фиг. 1) с установленными на ней элементами и подвешенным грузом по ходовому пути 10 (фиг. 1) на металлоконструкции крана 11 (фиг. 1). Торможение тележки может производится как при помощи дисковых тормозов 8 (фиг. 1), так и противовключением линейных электродвигателей.
Регулирование рабочего зазора между первичным и вторичным элементом происходит вращением регулировочных гаек 18 (фиг 2, 3), накрученных на винты 15 (фиг. 2, 3). При этом монтажная плита 14 (фиг 2, 3) вместе с установленным на ней первичным элементом 6 (фиг. 2, 3) перемещается вертикально по направляющим 13 (фиг. 2, 3) основания механизма 12 (фиг 2, 3), в которые входят в специальные пазы 16 (фиг 2, 3). Стопорение регулировочных гаек осуществляется пластинами 19 (фиг. 2, 3) с винтами 20 (фиг. 2, 3), которые вкручиваются в соответствующие резьбовые отверстия на основании, зажимая гайки.
Предлагаемая конструкция обладает рядом следующих технико-экономических преимуществ:
- упрощение конструкции привода грузовой опорной тележки, исключение сложных кинематических передач;
- снижение материалоемкости привода, уменьшение массы тележки, и как следствие уменьшение нагрузок на металлоконструкцию моста крана;
- повышение надежности механизма передвижения, повышение безопасности работы грузоподъемной машины;
- исключение пробуксовки крановых колес, а следовательно снижение их износа и увеличение наработки на отказ крановой тележки;
- улучшения управляемости тележки, повышение динамических показателей механизма передвижения;
- повышение производительности крана за счет снижения колебаний груза на гибком подвесе;
- упрощение монтажа механизма передвижения, облегчение его ремонта и обслуживания, уменьшение эксплуатационных затрат;
- снижение трудоемкости проектирования тележки.