Технические науки/4. Транспорт

Аспирант Стрельцов С.В.

Шахтинский институт (филиал) Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет» (Новочеркасский политехнический институт), Россия

Гидравлическая система комбинированного торможения козлового крана

Для выполнения различных видов погрузочно-разгрузочных работ довольно часто используются козловые краны, механизмы передвижения которых выполняются с раздельным приводом. Основное отличие механизма передвижения крана с раздельным приводом от механизма с центральным приводом состоит в отсутствии жесткой кинетической связи между ходовыми колесами. Следствием этого является возможность перекоса крана из-за различных скоростей вращения электродвигателей [1]. Кроме того, при торможении различный тормозной момент на ходовых колесах может стать причиной заноса одной стороны крана относительно другой.

Помимо вышеперечисленных, на процесс торможения влияют такие факторы, как неравномерный износ тормозных колодок, наличие загрязняющих веществ, неодинаковое усилие затяжки пружины. Последние факторы являются следствием конструкции колодочных тормозов. Таким образом, для устранения влияния этих негативных факторов необходимо отказаться от использования колодочных тормозов, заменив их тормозами другого типа. Использование объемных гидромашин в режиме торможения позволяют обеспечить остановку крана с раздельным приводом.

Для создания одинакового тормозного момента на ходовых колесах механизма передвижения кранов с раздельным приводом разработана система торможения, представленная на рис. 1.

Валы электродвигателей 1 через редуктор 2 кинематически связаны с ходовыми колесами 3. Ходовые колеса 3 в свою очередь кинематически связаны через мультипликатор 4 с соответствующими гидронасосами 5. Гидрораспределитель 6 с электромагнитным управлением подключает к гидронасосам 5 в одном положении регулируемый дроссель 11, а во втором положении – гидравлическую систему с регулируемым дросселем 7 и предохранительным клапаном 9. В свою очередь регулируемый дроссель 7 подключен к гидроаккумулятору 8. Дроссель 11 имеет механическую связь с педалью 10, управляющей его проходным сечением. Сливные гидролинии гидронасосов 5 через фильтр 12 сообщаются с маслобаком 13.

Рис. 1. Схема гидравлической системы торможения

Когда тормозная система отключена, под действием вращения двигателя жидкость от гидронасоса 5 нагнетается к гидрораспределителю 6 и проходит через дроссель 10, находящийся в открытом состоянии. Давление в тормозной системе отсутствует, и кран без сопротивления перемещается по рельсовому пути.

При торможении приводной электродвигатель отключается и машинист, нажимая на педаль, управляет процессом торможения крана. Величина тормозного момента в этом случае пропорциональна усилию нажатия на педаль и может изменяться в широких пределах. При нажатии крановщиком педали 10 проходное сечение дросселя 11 уменьшается, повышая давление в гидросистеме. Вследствие параллельного соединения гидронасосов давление рабочей жидкости в напорных гидромагистралях одинаково. Таким образом, скорости вращения ходовых колес также будут одинаковы.

Наличие жесткой связи по давлению позволяет системе торможения обеспечивать автоматическое регулирование тормозного момента на ходовых колесах крана [2]. При уменьшении тормозного момента на одном из ходовых колес произойдет увеличение частоты вращения вала соответствующего гидронасоса и увеличится его подача. Протекание большего объема рабочей жидкости через дроссель, имеющий в данный момент времени постоянное проходное сечение, вызовет увеличение давления в напорных гидролиниях, приводя к увеличению тормозного момента на валах насосов. Возросший тормозной момент приведет к уменьшению частоты вращения валов гидронасосов и снижению подачи. Это в свою очередь обеспечит снижение давления рабочей жидкости и выравнивание тормозных моментов на валах гидронасосов. Скорость вращения ходовых колес при этом будет одинаковой.

При срабатывании концевых выключателей или при перерыве в подаче электроэнергии приводное устройство обесточивается и гидрораспределитель 6 подключает напорную магистраль гидронасосов 5 к регулируемому дросселю 7 и предохранительному клапану 9. Давление в гидросистеме возрастает вместе с тормозным моментом до величины, устанавливаемой предохранительным клапаном 9, настроенным на максимальное тормозное усилие.

Чтобы исключить проскальзывание крановых колес при торможении, скорость нарастания тормозного момента подбирается из условия:

,

где а – скорость нарастания тормозного момента; [а] – допускаемая величина ускорения торможения. Эту скорость нарастания тормозного момента можно регулировать, изменяя проходное сечение дросселя 7. Для обеспечения плавности процесса торможения при необходимости можно скорректировать время формирования максимального тормозного усилия, варьируя емкость гидроаккумулятора 8.

Разработанная гидравлическая система комбинированного торможения обладает широкими возможностями регулирования и обеспечивает равномерный тормозной момент на ходовых колесах крана, что позволяет повысить безопасность процесса торможения.

Литература:

1. Балашов В.П. Раздельный привод в механизмах передвижения мостовых кранов. – М.: ОНТИ ВНИИПТМАШа, 1959. – С. 20.

2. Рыжиков В.А. Натяжные устройства канатовьющих машин. – Новочеркасск: НГТУ, 1994. – С. 72-74.