ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЙ МЕХАНИЗМОВ ПОВОРОТА АВТОКРАНОВ
Механизмы поворота служат для приведения во вращение стрелы автокрана и
выполняются в виде колонны. Наиболее широко применяются механизмы, у
которых поворот осуществляется с помощью пары винт — гайка или шестерня
— рейка. Реже встречается механизмы с цепными передачами и передачами с
гидромотором и редуктором (табл. 13).
Винтовая колонна (рис. 36) представляет собой корпус 5, выполненный из
трубы, в котором установлены два подшипника: верхний 3 и нижний 7. В
этих подшипниках вращается стойка колонны 4, на которую устанавливается
стрела.
Нижняя часть корпуса колонны представляет собой
гидроцилиндр с поршнем 9, установленным на винте 6. Верхняя часть винта
связана со стойкой с помощью шлицевого соединения, а нижняя — входит в
зацепление с гайкой 12. На винте между шлицевой и винтовой частями
установлен поршень 9, закрепленный гайкой
11 со стопорным винтом 10.
В нижней части корпуса колонны имеется крышка 15, к которой прикреплена
гайка 12, а в верхней — крышка 2 верхнего подшипника с грязесъемником 1.
Для того чтобы рабочая жидкость не поступала в зону подшипников, в
средней части колонны установлена крышка 8 нижнего подшипника с
уплотнительными кольцами на внутренней и наружной поверхностях. Колонна
прикреплена к раме автокрана 14 с помощью болтов 13.
При подаче рабочей жидкости из гидрораспределителя в шлицевую полость
винта I через штуцер 17 поршень перемещается вниз.
Будучи жестко связанным с винтом, находящимся в зацеплении с гайкой,
поршень, перемещаясь, одновременно вращается и своей шлицевой частью
вращает стойку колонны, которая, в свою очередь, вращает стрелу с
грузом. Направление нарезки зубьев винта правое, и стрела поворачивается
по часовой стрелке (если смотреть на нее сверху). При подаче рабочей
жидкости в винтовую полость колонны через штуцер 16 поршень перемещается
вверх и вращает стрелу против часовой стрелки.
Реечная колонна (рис. 37) состоит из трубы 11, двух
приваренных к ней фланцев: верхнего 7 и нижнего 14, а также трубы 1,
приваренной к средней части трубы 11. К верхнему фланцу с помощью болтов
прикреплена крышка 6. В нижнем фланце 14 и крышке 6
установлены два подшипника: верхний 2 и нижний 13,
в которых вращается стойка колонны 9, с шестерней 10. Шестерня
прикреплена к стойке с помощью шпонки 17 и прижата к буртику стойки с
помощью распорной втулки 12. К трубе 1 с обеих сторон с помощью болтов
прикреплены корпусы гидроцилиндров 3 и 16, в которых перемещается поршни
4 и 15, соединенные с рейкой 8, находящейся в постоянном зацеплении с
зубчатым колесом 10. Для того чтобы рейка под действием радиальной силы,
возникающей в зубчатом
зацеплении, не деформировалась, в средней части
трубы установлен секторный упор 5, выполненный из антифрикционного
чугуна.
Рис. 37. Реечная колонна
При подаче рабочей жидкости через отверстие а в полость поршня 15 рейка
перемещается и вращает стойку колонны -по часовой стрелке (если смотреть
на нее сверху). Рабочая жидкость из полости цилиндра 3 сливается в бак.
При подаче рабочей жидкости через отверстие б в полость поршня 4
происходит поворот стойки в противоположную сторону.
Цепная колонна (рис. 38, а) представляет собой корпус 16, выполненный из
трубы с приваренными основанием 13, верхним фланцем 1 и двумя насадками
8 и 3, к которым с помощью болтов прикреплены трубы гидроцилиндров
поворота 7 и 5. В верхней крышке колонны 18 и в основании 13 расположены
два роликовых подшипника 17 и 14, в которых вращается стойка колонны 12.
На стойке установлены два кольца 15, прикрепленные к ней с помощью
шпонки 2 и прижатые к бурту стойки распорной втулкой 11. В кольцах 15
имеются пазы, в которые вставлены кронштейны 10, с прикрепленными к ним
пластинчатыми цепями 9. Другие концы цепей прикреплены к поршням 6 и 4,
установленным в трубах гидроцилиндров.
Подсоединение цепной колонны в схеме гидропривода осуществляется с
помощью трубопровода 3 (рис. 38, б) непосредственно от насоса 1 к
корпусу колонны 4 и трубопроводами 6 и 7 — от распределителя к
гидроцилиндрам поворота 5 и 8. При включении золотника
гидрораспределителя 2 в крайнее левое положение рабочая жидкость
поступает одновременно по трубопроводу 3 в корпус колонны и через
гидрораспределитель по трубопроводу 6 в нижний гидроцилиндр. По
трубопроводу 7 рабочая жидкость сливается в масляный бак.
Поскольку длина трубопровода 3 в реальных конструкциях, автокранов
небольшая, сопротивлением этой линии обычно пренебрегают. Следовательно,
давление в корпусе колонны равно давлению насоса.
Давление рабочей жидкости в нижнем гидроцилиндре
р1=рн-р,
где рн давление насоса; р— потеря давления на
сопротивление магистрали и гидрораспределителя.
Рис. 38. Цепная колонна
С увеличением частоты вращения стрелы повышается
производительность автокрана, однако это вызывает значительные
динамические нагрузки в упругих элементах стрелы и механизма поворота.
Поэтому частоту вращения обычно принимают в пределах 1...4 об/мин, что
обеспечивается гидроприводом автокрана.
Рабочий угол поворота колонны для автокранов, стрелы которых в
транспортном положении устанавливаются за кабиной автомобиля, выбирают в
пределах 190...200°, так как работать стрелой автокрана над кабиной
базового автомобиля запрещено правилами техники безопасности. Для
автокранов, стрелы которых в транспортном положении устанавливаются над
кабиной, общий угол (не рабочий) поворота стрелы устанавливается в
пределах 290...300. Автокраны, механизмы поворота которых выполнены в
виде редукторов и гидромоторов, являются полноповоротными, и угол
поворота для них не ограничивают.
Расчёт подшипников механизмов поворота автокранов с объемным гидроприводом
Ha первом этапе проектирования механизмов поворота автокранов необходимо
произвести расчет подшипников на статическую нагрузку и, определить
момент, затрачиваемый на поворот стрел автокрана.
В механизмах поворота устанавливают конические
роликовые однорядные подшипники (ГОСТ 333—71).
Частота вращения подшипников, соответствует частоте вращения 4 стрелы с
грузом и указывается- в технической характеристике автокрана. Она
составляет 1...4 об/мин. Для такой частоты вращения подшипники
рассчитывают по допустимой статической нагрузке.
При комбинированной нагрузке приведенную статическую нагрузку определяют
по формуле [2]
Значения коэффициента т, учитывающего неодинаковое
влияние радиальной и осевой нагрузок для конических роликовых
подшипников, приведены в табл. 14. [2].