Дәріс. Бұрылу механизмі. Бұрылатын бөлімнің айналуына кедергі. Жетектің қуатын анықтау.

Бұл механизм вертикальды оське қатысты жүкпен бірге кранның бұрылатын бөлігін айналдыру үшін арналған. Бұрылу механизмдерінің айрықша ерекшелігі жүктің тербелісін болдырмау үшін оның сызықтық жылдамдығының шектеулігі салдарынан беріліс сандарының көп болуы 200-1000 дейін. Үлкен беріліс сандарын жүзеге асыру үшін червякты редукторлар (u_п = 30…40) және тісті берілістер (u_п =10…25) қарастырылған. Соңғы уақытта жинақы планетарлық және толқынды редукторлар өндіріске көптеп ендірілуде.

Бұрылу механизмін мынадай белгілері бойынша жіктеуге болады:

1. Кранда орналасуы бойынша:

-механизм кранның бұрылмайтын рамасында орнатылған және тісті тәж айналдырады;

-механизм кранның бұрылатын бөлігінде орнатылған және рамадағы қозғалмайтын тісті тәждің айналасында жетекші шестернямен бірге айналады;

2.Конструкциясы бойынша (8.1 сурет):

-червякты (а) немесе тісті (б) редукторлары бар горизонталь орналасқан қозғалтқышпен, соның ішінде Новиков ілінісі және сым арқанды жетегі бар (в);

-гидравликалы жетегі бар, планетарлы (г) немесе толқынды (д) редукторлары қолданылатын вертикаль (тік) орналасқан қозғалтқышпен.

3. Қозғалтқыштар саны бойынша:

-бір жетекші шестернясы және тісті тәжге айналысты беретін екі шестернясы бар бір қозғалқышты (е);

-екі түрлі модификациясы бар көп қозғалтқышты, бірінші модификация бұл бір жалпы редукторға жұмыс істейтін екі қозғалтқыш, екіншісі бір жалпы тісті тәжге жұмыс істейтін 2-4 бірдей жетек.

Негізінде бұрылу механизмі бір қозғалтқышты, бірақ қуатты крандарда көп қозғалтқыштарды қолданады.

Диаметрі үлкен тісті тәжіде күпшекті (цевочное) іліністі қолданады.

8.1-сурет. Крандардың бұрылу механизмдерінің кинематикалық сұлбасы

Қазіргі уақыттағы крандар үшін ең ұтымды бұрылу механизмі конструкциясының жинақылығымен, жеңілдігімен және қызмет көрсету қарапайымдылығымен сипатталатын планетарлы немесе толқынды редукторлары бар вертикальді (тік) орналасқан қозғалтқышы бар жетек.

Бұрылу жылдамдығы бірқалыпты реттелетін, жинақы және сенімділігі үлкен гидравликалық жетекті бұрылу механизмі кейінгі кезде кеңінен таралып келеді.

Қазіргі кезге дейін жүк көтергіштігі үлкен крандарда сым арқанды жетегі бар бұрылу механизмі қолданылып келе жатса да, оның едәуір кемшіліктері бар. Атап айтқанда габаритінің, массасының үлкендігі, тоқтау дәлдігінің аздығы т.б., сол себепті олар жаңа крандарда қолданыс таба алмады.

Червякты және тісті редукторы бар бұрылу механизмдері 8.1, а,б – суреттерде түсінікті болғандықтан, басқа конструкцияларға тоқталайық.

8.1, д – суретінде беріліс саны үлкен ашық тісті берілістерді қолдануды болдырмайтын, толқынды редукторы бар механизм көрсетілген.

Корпус 1 рамаға бекітілген, жетекті буын 2 рычагты жүйе 3 көмегімен бұрылмалы платформамен 5 байланысқан. Рычагты жүйе редуктордың орнатылуындағы дәлсіздіктерді және жүру рамасы мен бұрылмалы платформаның осьтерінің мүмкін болатын сәйкессіздіктерін теңгермелеуді қамтамасыз етеді. Жаңа крандарда планетарлы бұрылу механизмі қолданылады, оның кинематикалық сұлбасы 8.1.г – суретінде келтірілген.

Редуктордың беріліс саны тәжді доңғалақтың тістер саны z₁ мен күн тәріздес шестерняның тістер санының арақатынасына байланысты болады:

Кранның бұрылу кезінде тіректердегі кедергі.

Бір қалыпқа түскен кезеңдегі кранның бұрылуына кедергі, тіректі-бұрылмалы құрылғының конструкциясына, желдік күштерге және ұстын осінің вертикаль осьтен ауытқуына байланысты болатын тіректердегі үйкелістермен анықталады. Тіректі құрылғылардың мынадай түрлері болады:

-кранның айналатын ұстыны подшипниктерде орнатылған;

-қозғалмайтын ұстыны бар крандарда роликті тіректе және подшипниктерде орнатылған;

-крандардың жылжымалы және басқа типтеріндегі роликті-шарикті тіректі дөңгелектерінде немесе жүріс доңғалақтарында орнатылған.

Айналатын ұстыны бар кранның подшипникті тіректеріндегі кедергі 8.2 – суретінде көрсетілген.

Табан тірекпен қабылданатын вертикальді реакция былай анықталады:

(8.1)

мұндағы Q, G_К ,G_С – сәйкесінше жүктің, ұстының және стреланың салмағы. Горизонтальды реакцияны тепе-теңдік теңдеуінен табамыз:

8.1. сурет. Бұрылмалы ұстыны бар кранның есептік сұлбасы

Бұрылуға кедергінің статикалық моменті жалпы жағдайда тіректердегі үйкеліс күшінің моменттерінің М_тр, желдік күштердің моментінің М_в, және кранның қисаю күштерінің моменттерінің М_ук қосындысына тең:

мұндағы d₁, d₂, d₃ - сәйкесінше жоғарғы және төменгі тіректердің және табан тіректің диаметрлері; f₁ ,f₂ ,f₃ - сәйкесінше жоғарғы, төменгі тіректер мен табан тіректегі үйкеліс коэффициенттері; тербеліс подшипниктері үшін f= 0,015…0,020.

Тұтас табанның үйкеліс радиусы:

Сақиналы табанның үйкеліс радиусы

(8.2)

мұндағы dн, dв - табанның сыртқы және ішкі диаметрлері.

Желдік күштердің моменті

(8.3)

мұндағы F_В - желдік күш; һ_В - кранның айналу осінен желдік күштің әсер ету центріне дейінгі қашықтық..

Кран ұстыны осінің вертикаль осьтен y бұрышына ауытқуынан туатын күштердің моменті:

(8.4)

Қозғалмайтын ұстыны бар кранның роликті тірегі мен подшипниктеріндегі кедергі 8.3 суретінде келтірілген. Жоғарғы тіректің берік подшипнигімен қабылданатын вертикальді күші R_V, көтеретін жүктің салмағы Q мен кранның айналатын бөлігінің (стреласының) салмағы Gc және қарсы салмақтарының Gn қосындысына тең:

(8.5)

8.3 сурет. Қозғалмайтын ұстыны бар кранның есептік сұлбасы

Кранның орнықтылығын арттыру үшін және ұстынға әсер ететін иілуші моменттерді азайту үшін оған қарсы салмақ орнатылады.

Қарсы салмақ салмағы жүктелген және жүксіз күйдегі кранға әсер ететін статикалық моменттердің теңдігі шартынан анықталады:

(8.6)

Мн және –Мр моменттерін теңестіре отырып, яғни Мн = -Мр мынаны анықтаймыз

(8.7)

Ілгектегі жүктің айнымалы салмағына байланысты кран толық тең салмақты бола алмайды: кранның ұстыны нақты жүк көтерген кезде жүк салмағының жартысынан туатын моментпен жүк жақа қарай иіледі, ал жүк жоқ кезде – қарсы салмақ жағына қарай иіледі.

Горизонтальді реакцияны R_Н жүктелген кран үшін моменттер теңдеуінен табамыз

(8.8)

Бұрылуға кедергінің статикалық моменті үйкеліс күші, жел күші және қисаю күші моменттерінің қосындысына тең болады

Жоғарғы тіректегі және төменгі тіректі бұрылмалы құрылғыдағы үйкеліс күшінің моменті:

(8.9)

Жоғарғы тіректің радиальды подшипнигіндегі үйкеліс күшінің моменті:

(8.10)

Тірелмелік (упорный) подшипниктегі үйкеліс күштерінің моменті:

Екі роликтің біреуіне әсер етуші күш (8.3, б - сурет)

(8.11)

Төменгі тіректі – бұрылмалы құрылғыдағы үйкеліс күштерінің моменті:

(8.12)

Кран мен жүкке әсер етуші желдік күштердің моменті:

Мв =Mkp+Mгр

Вертикаль осінен ауытқу кезінде туатын күштердің моменті:

Бұрылу механизмінің қозғалтқышының статикалық қуаты:

мұндағы ω_к - кранның бұрыштың бұрылу жылдамдығы.

Роликті-шарикті тіректі дөңгелектердегі кедергі (8.4 - сурет). Шарикті және роликті тіректі-бұрылмалы құрылғыдағы барлық әсер етуші күштерді тірек центріне түсірілген вертикальды күшке R_V, тербелу денелерінің центріне түсірілген горизонтальді күшке R_Н және моментке келтіруге болады, яғни

Шарикті және роликті тіректердегі айналуға кедергі күштерінің моментін эмпиризмдік формула бойынша анықтайды:

(8.13)

мұндағы Dcp - роликтердің немесе шариктердің домаланатын дөңгелегінің орташа диаметрі; ω - шарлардың немесе роликтердің сеператормен үйкелісінен және тербелісінен туатын кедергіні ескеретін коэффициент.

8.4 сурет. Роликті тіректі-бұрылмалы учаскесінің есептік сұлбасы

Жетектің қуаты. Механизмді іске қосу кезеңінде қозғалтқыш статикалық жүктемелерден басқа, жетектің айналмалы массаларының инерция күштерін, металл конструкциясы мен жүк күштерінің моментін жеңуге күш жұмсайды

мұндағы t_п - жетекті іске қосу ұзақтығы.

Қозғалтқыш әлі таңдалмай тұрған кезде және ротордың, муфталардың және т.б. инерция моменттерінің берілген мәндері жоқ кезде кран мен жетектің жалпы инерция моментін есепке алады:

(8.14)

мұндағы d - механизм жетегінің айналмалы массаларының әсерін ескеретін коэффициент; m_г, m_k, m_n - сәйкесінше жүктің, кранның, қарсы салмақтың массалары. Қозғалтқыштың білігіне келтірілген кранның инерция моменті

(8.15)

мұндағы u_м, h_м - механизмнің беріліс саны мен п.ә.к. Механизмнің іске қосу және тежеу уақытын ВНИИПТМаш ұсынысына сәйкес қабылдайды. Осы ұсыныс бойынша стрела ұшының сызықтық үдеуі 1м/с² аспауы керек:

Стреланың ең үлкен созылымы 5 7,5 10 15 20 25 30
L max, м

Іске қосудың ең аз рұқсат етілген 1 1.5 2.5 4 8 8 10
уақыты, t_n min, c

Кранның ең үлкен рұқсат етілген 4 6 8 10 15 25 30
уақыты, t_t max, c

Қозғалтқыштың есептік қуаты, кВт:

(8.16)

мұндағы Y_п._ср - қозғалтқыштың асыра жүктелуінің орташа коэффициенті.

Механизмнің беріліс саны:

Қозғалтқышты қызу шарты бойынша тексеруді орташа квадраттық момент бойынша немесе нақты жұмыс режимі әдісі бойынша жүргізеді.

Кранның бұрылу механизміндегі тежеуішті жетектің, кран конструкциясының, жүктің қозғалмалы массаларының кинетикалық энергиясын (жою) жұту шартымен, сол сияқты желдік күштер мен жол еңісі әсерінің моменттерін жеңу шарты бойынша есептейді. Тіректердегі үйкеліс кедергі күштері тежеуіштік момент шамасын азайтады. Тежеуіштің габариттерін азайту үшін оны қозғалтқыштың білігіне орнатады.

Тежеуіштік момент:

немесе

(8.17)

мұндағы t_Т - тежеу уақыты; u_м -механизмнің беріліс саны, h_м - механизмнің п.ә.к.

Егер тежеуіш қозғалтқыштың білігіне орнатылмаған болса, онда барлық моменттерді тежеуіш білігіне келтіру керек. Жетекші шынжыр п.ә.к. тежеуіш білігіне дейін анықтайды.

Ұсынылатын әдебиеттер: /7/ бет. 162-167 , /13/ бет. 78-84, /2/ бет. 178-196.

Бақылау сұрақтар:

1.Тіректік жүктемелер қалай анықталады?

2.Қозғалтқыштың статикалық қуатын анықтау?

3. Кранның бұрылмалы бөлігінің айналуының кедергі моментін анықтау?

4.Бұрылудың беріліс санын қалай анықтайды?

5.Жетектің орналасу сұлбасының түрлері?

6. Бұрылмалы крандардың қандай түрлерін білесіз?