Механизм поворота — важнейший компонент башенных и других поворотных кранов, обеспечивающий вращение поворотной части крана (стрелы или всей верхней конструкции) относительно вертикальной оси. От его надёжности, плавности работы и точности позиционирования зависит эффективность крановых операций на стройплощадке или производстве.
Назначение механизма поворота
Механизм поворота предназначен для:
- вращения стрелы или поворотной платформы вокруг вертикальной оси;
- наведения груза в нужную зону работы;
- точного позиционирования груза;
- компенсации инерции и раскачивания при остановке.
Где применяется механизм поворота
- Башенные краны — поворачивается верхняя часть крана (вращающаяся башня со стрелой, противовесом и механизмами).
- Поворотные краны — стрела или стреловая часть поворачивается относительно вертикальной стойки (например, краны консольного типа, портальные, на колонне).
- Плавучие, железнодорожные, автомобильные краны — также имеют поворотную платформу.
Конструкция механизма поворота
Механизм поворота состоит из следующих основных компонентов:
1. Поворотный круг (опорно-поворотное устройство)
Основной несущий элемент, соединяющий поворотную и неподвижную части крана. Представляет собой:
- крупногабаритный подшипник с зубчатым венцом;
- с внутренним или наружным зацеплением;
- способен воспринимать радиальные и осевые нагрузки, а также крутящий момент.
Поворотный круг крепится к нижней неподвижной части и служит основой для поворотной конструкции.
2. Привод поворота
Основной источник крутящего момента. Может быть:
- электрическим (наиболее распространён),
- гидравлическим (в мобильных и тяжёлых кранах),
- пневматическим (редко, в специфических условиях).
Электродвигатель обычно асинхронный, с короткозамкнутым ротором. Часто применяется частотное регулирование для плавного пуска и торможения.
3. Редуктор поворота
Необходим для увеличения крутящего момента. В конструкциях поворотного механизма чаще всего используются:
- Цилиндрические редукторы;
- Планетарные редукторы — компактные, с высоким КПД и большим передаточным числом;
- Комбинированные схемы (редуктор + планетарный механизм).
Редуктор обеспечивает передачу вращения от двигателя к шестерне зацепления с поворотным кругом.
4. Шестерня (или шестерни)
Шестерня механизма поворота входит в зацепление с зубчатым венцом поворотного круга. В зависимости от конструкции может использоваться:
- одна крупная шестерня;
- две или более синхронно работающих шестерни для равномерного распределения усилий и повышения надёжности.
5. Тормоз
Обеспечивает остановку и удержание поворотной части в заданной позиции. Основные типы тормозов:
- Колодочные электромагнитные;
- Дисковые пружинно-аккумулирующие;
- Гидравлические тормоза — для тяжёлых конструкций.
Тормоз срабатывает при отключении питания или по команде оператора. Может использоваться демпфер или замедляющее торможение для гашения инерции.
Принцип работы механизма поворота
- Оператор даёт команду на поворот стрелы или платформы.
- Электродвигатель запускается, передавая вращение через муфту на редуктор.
- Редуктор преобразует высокооборотное движение в медленное, но с высоким крутящим моментом.
- Выходной вал редуктора вращает шестерню, зацепленную с зубьями поворотного круга.
- Вся поворотная часть крана начинает вращение вокруг вертикальной оси.
- При остановке включается тормоз, удерживая поворотную часть в фиксированной позиции.
Требования к работе и обслуживанию
- Плавность запуска и торможения: особенно важно для башенных кранов, чтобы избежать раскачивания груза.
- Синхронность при многоприводных системах — исключает заклинивание и неравномерную нагрузку на зубчатое зацепление.
- Контроль состояния зубьев поворотного круга и шестерен — износ или зазоры приводят к ударам, вибрациям и выходу из строя.
- Регулярная смазка опорно-поворотного подшипника и зубчатой передачи.
- Проверка состояния тормозной системы — должна надёжно удерживать стрелу в нужном положении даже при сильном ветре.
Особенности механизма поворота башенного крана
- Расположен в верхней части башни, соединяет поворотную часть с неповоротной.
- Испытывает большие нагрузки от веса стрелы, груза, противовеса и ветрового давления.
- Часто используется двухприводная схема для равномерного вращения и избежания перекоса.
- В современных моделях применяется частотное регулирование, что даёт:
- плавность хода;
- энергоэффективность;
- защиту от перегрузок;
- возможность автоматической парковки стрелы.
Защита от самопроизвольного вращения
Для обеспечения безопасности механизм поворота снабжается:
- тормозами с самоблокировкой;
- системами удержания при ветровых нагрузках;
- электронными ограничителями поворота (ограничение зоны работы);
- датчиками положения стрелы (в системах автоматизированного управления).
Механизм поворота является ключевым элементом для функциональности башенных и поворотных кранов. Он обеспечивает вращение стрелы или поворотной платформы, расширяя рабочую зону крана и позволяя точно позиционировать груз. Современные системы управления и качественные компоненты позволяют достичь высокой точности, безопасности и надёжности. Однако, его эксплуатация требует регулярного технического обслуживания, контроля состояния зубчатых передач и эффективной системы торможения.