Грузоподъемные машины и механизмы
На производстве, в строительстве, на складах грузоподъемные машины и механизмы широко применяют для перемещения материалов, тяжёлых или объёмных конструкций, при обслуживании технологических агрегатов, его монтаже или ремонте. С их помощью перемещение по территории занимает минимум времени.
Для выполнения таких операций достаточно одного оператора. Производители предлагают широкий выбор техники с разным функционалом, набором подвесного оборудования, большим диапазоном характеристик. За счёт этого грузоподъемные механизмы используют в самых разных направлениях деятельности, учитывая при выборе особенности поставленных задач.
Сфера применения грузоподъемных машин и механизмов
Основной задачей, которую выполняют грузоподъемные механизмы, становится перемещение, подъём или опускание насыпных, штучных, пеллетированных материалов. Они широко применяются в машиностроении, сельском хозяйстве, в производственных цехах на строительных площадках. К отдельной категории принято относить приспособления, предназначенные для транспортировки людей (эскалаторы, подъёмники).
В зависимости от сферы использования разработана техника, отличающаяся по набору доступных функций, конструкции. К примеру, на СТО нужно поднимать автомобили на сравнительно небольшую высоту. При этом вес груза будет внушительным. С учётом этих особенностей эксплуатации разработаны домкраты. В зависимости от характера применения и характеристик поднимаемых конструкций мощность механизмов может существенно отличаться. Если есть необходимость в перемещении по свободной траектории, задействуются самоходные краны, оснащённые лебёдкой.
Учитывая тонкости использования, на предприятиях устанавливают грузоподъемную технику разной конструкции (существует более 20 типов агрегатов этого типа). Для работы с сыпучими материалами устанавливают машины циклического действия. Возможно движение по любой траектории, что позволяет учитывать особенности конкретного помещения. Вспомогательные функции при этом выполняют манипуляторы.
Основные характеристики оборудования
Выбор установки требует учёта особенностей её будущего применения, типа материалов и конструкций, с которыми она будет работать. К ключевым характеристикам грузоподъёмных машин относят следующие параметры.
Также принимают во внимание возможные ветровые нагрузки, если предполагается использование техники вне помещений. Этот параметр важен для того, чтобы исключить вероятность опрокидывания агрегата.
Виды грузоподъёмных машин
Все виды грузоподъемных машин и механизмов классифицируют по нескольким признакам:
Кроме того, выпускаются агрегаты, отличающиеся по принципу работы: ручные и электрические устройства, агрегаты с пневмоприводом.
Домкраты
Одно из основных преимуществ применения домкрата в качестве грузоподъёмного приспособления – точность позиционирования поднимаемых конструкций независимо от их геометрии, габаритов и веса. Выпускаются механические, гидравлические, электрические, пневматические модели с широким диапазоном характеристик.
При их выборе за основу принимается грузоподъёмность (для винтовых домкратов её максимум составляет 1 т, для гидравлических – 100 т) и высота подъёма (ход штока). Также предлагаются специализированные модели. Чаще всего они используются на СТО для опрокидывания машин на один бок, подставки, применяемые во время ремонта для страховки других удерживающих приспособлений.
Лебедочные грузоподъемные механизмы
К грузоподъемным машинам относят лебёдочные механизмы. Они применяются в строительстве, сервисном обслуживании, на производстве для перемещения конструкций в горизонтальном или вертикальном направлении. Выпускаются модели, оснащённые приводом разного типа:
Основные критерии при выборе – тяговое усилие, канатоёмкость барабана, скорость движения троса, возможности регулировки рабочих параметров, вес изделия, грузоподъёмность.
Предлагается большой выбор модификаций талей с широким диапазоном характеристик. Это позволяет подобрать технику, учитывая особенности будущей эксплуатации. Отличительные особенности этого вида агрегатов – высокая надёжность, сравнительно высокие показатели скорости и высоты перемещения, грузоподъёмности. Тали часто применяют как вспомогательное устройство в комплексе с крановой техникой любого типа.
Для обеспечения высокой производительности, если важна скорость выполнения операций, речь идёт о конструкциях с большим весом выбирают электрические модели. При возможных перебоях в электроснабжении, на площадках с невысокой интенсивностью работы преобладают ручные тали. Также стоит учитывать при покупке необходимость перемещения механизма: есть стационарные и передвижные агрегаты.
Тельферы
Эффективной заменой крановой технике при погрузочно-разгрузочных работах становятся тельферы. Выпускаются следующие типы таких устройств: цепные и канатные. Грузоподъёмность агрегатов составляет до 25 т при высоте подъёма до 70 м. Управление может быть ручным или дистанционным (с помощью пульта ДУ).
Комплектация кареткой повышает функциональность модели за счёт возможности перемещения тельфера по территории цеха или строительной площадки. При необходимости обеспечения повышенной скорости движения каната или цепи технику оснащают частотным преобразователем.
Блоки и полиспасты
Блоки широко применяются в качестве самостоятельного или вспомогательного агрегата для подъёма конструкций. Они выпускаются в одно- и многороликовом исполнении. По назначению блоки делят на отводные и грузовые. Первые применяют для изменения направления движения троса, вторые – для перемещения по прямой.
Полиспасты – составная часть подъёмных агрегатов, которая представляет собой систему соединённых канатами блоков. Разделяют скоростные и силовые устройства (выбор зависит от поставленных задач). В рамках одной грузоподъёмной установки может использовать одновременно несколько полиспастов. Такое решение более эффективно и позволяет снизить нагрузку на каждый из них за счёт равномерного распределения усилий.
Правила работы с грузоподъемными машинами и механизмами
К работе по подъему грузов допускаются агрегаты, у которых есть зарегистрированный допуск к эксплуатации. Документ оформляется на основании комплекса проведенных испытаний. Оператор должен иметь соответствующую техническую подготовку, пройти инструктаж. Особое внимание уделяется грамотной фиксации подвешенной конструкции, подъёмного навесного механизма.
При отсутствии постоянного крепления контроль положения во время перемещения выполняется напрямую стропальщиком, оператором, грузчиком. Для слаженной работы каждого из специалистов в условиях действующей стройки или производства часто используются заранее оговоренные сигнальные жесты.
В отдельных случаях возникает необходимость в дополнительной защите подвешенного товара от возможных повреждений, механических воздействий (особенно часто такие ситуации происходят при работе с веществами, которые представляют повышенную химическую, врыво-, пожароопасность). При автоматизации техники алгоритм движения зависит от параметров и свойств материала, особенностей технологического процесса.
Техника безопасности
Стандартные требования безопасности в работе с грузоподъёмными механизмами вне зависимости от их конструктивных особенностей и сферы использования – допуск лиц старше 18 лет в спецодежде, средствах индивидуальной защиты после прохождения обучения, инструктажа, сдачи экзаменов на наличие необходимых для выполнения поставленных задач навыков. Также необходимо выполнить следующие действия:
После окончания выполнения запланированных работ крюк поднимают, выключают рубильник. Грузозахваты убирают в место, предназначенное для хранения. При выявлении любых неисправностей, о них сообщают сменщику или мастеру цеха.
Ремонт и обслуживание
Выполнение ремонта и техобслуживания грузоподъёмных агрегатов жёстко регламентировано ПБ 10-382-00 в соответствии с проектной документацией и техническими условиями, которые предоставляются заводом-изготовителем. Особое внимание уделяется используемым материалам. Их качество должно быть подтверждено сертификатом, выводом отдела входного контроля после проведения испытаний.
Лаборатория обязательно должна быть аккредитована.
Сварка металлоконструкций выполняется согласно госстандарту. К работе допускаются специалисты, которые подтвердили соответствующую квалификацию. При выборе сварочных материалов необходимо учитывать, что они должны соответствовать по их механическим свойствам (прочности, вязкости, угол загиба, относительное удлинение) основным элементам. Если требуется соединение двух разных материалов, за основу берут параметры с большим пределом прочности.
При сварке деталей грузоподъемных машин исключают воздействие сторонних неблагоприятных факторов. Если требуется выполнение работ на открытых площадках, потребуется выдерживание требований специальной технологии. Контроль качества полученных соединений заключается в проведении измерений, механических испытаний. Не допускаются свищи, смещения кромок, непроваренные участки, трещины, другие дефекты. Задействуют метод неразрушающего контроля.
Разрешение на введение в эксплуатацию после ремонта, реконструкции или техобслуживания агрегата выдаёт инспектор госгортехнадзора, исходя из полученных результатов испытаний. В паспорте фиксируют соответствующую информацию.
Периодическое освидетельствование выполняется частично с периодичностью до 1 года, в полном объёме – до 3 лет. Если агрегат используется редко, указанный срок может быть увеличен до 5 лет. Внеочередное освидетельствование может потребоваться после реконструкции, капремонта, замены несущих конструкций, замены стрелы. При этом проводится осмотр всех механизмов и узлов, их статические и динамические испытания.
Краткий курс лекций на тему «Подъемно-транспортное оборудование» (для обучающихся СПО)
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
« ЗАВОЛЖСКИЙ АВТОМОТОРНЫЙ ТЕХНИКУМ»
Краткий курс лекций по дисциплине
«Грузоподъемные механизмы и транспортные средства»
Н азначение учебного пособия 3
1 Грузоподъемные машины 5
1.1 Назначение, классификация грузоподъемных машин, основные параметры, основы
1.1.1 Основные характеристики грузоподъемных машин 5
1.1.2 Грузоподъемные устройства для подъема груза 6
1.1.5 Краны грузоподъемные 12
1.2 Грузозахватные приспособления 19
1.2.4 Ковши, бадьи, грейферы 21
1.2.5 Электромагниты подъемные 22
1.2.6 Захваты вакуумные 22
1.3 Элементы грузоподъемных машин и механизмов 23
1.3.1 Гибкие тяговые элементы 23
1.3.2 Рабочие единицы грузоподъемных машин 26
1.4 Приводы грузоподъемных машин 28
1.4.1 Ручной привод 29
1.4.2 Электропривод 29
1.4.3 Гидравлический привод 30
1.4.4 Пневматический привод 30
1.4.5 Механизм подъема груза 31
1.4.6 Механизм изменения вылета стрелы 32
1.4.7 Механизмы передвижения 32
2 Транспортирующие машины непрерывного действия 35
2.1 Транспортирующие машины с гибким тяговым элементом 35
2.1.1 Ленточные конвейеры 35
2.1.2 Цепные конвейеры 40
2.2 Транспортирующие машины без тягового элемента 43
2.2.1 Гравитационные устройства 43
2.2.2 Вибрационные конвейеры 44
2.2.3 Винтовые конвейеры 44
2.2.4 Пневматический транспорт 44
2.2.5 Гидравлический транспорт 44
3 Техника безопасности при эксплуатации подъемно-транспортных машин 46
Назначение учебного пособия
Краткий курс лекций «Грузоподъемные механизмы и транспортные средства» предназначен для реализации образовательной программы и профессиональной подготовке работников в области технологии машиностроения по специальности 15.02.08.«Технология машиностроения» при изучении ПМ03, МДК03.01 «Реализация технологических процессов изготовления деталей», раздела 4 «Оборудование машиностроительного производства. Наладка и эксплуатация оборудования машиностроительного производства»
Курс лекций включает в себя: грузоподъемные устройства, подъемники, погрузчики, краны, грузозахватные приспособления (крюки, петли, захваты, ковши и т.п.), элементы грузоподъемных машин (цепи, канаты, блоки, звездочки и т.п.), приводы ГПМ, транспортирующие машины непрерывного действия, технику безопасности при эксплуатации подъемно-транспортных машин.
В настоящее время трудно себе представить промышленное предприятие без наличия тех или иных видов подъемно-транспортного оборудования. Правильный выбор подъемно-транспортного оборудования обеспечивает нормальную работу и высокую продуктивность производства.
В зависимости от назначения и конструктивного исполнения подъемно-транспортные машины подразделяют на две группы: грузоподъемные машины и транспортирующие машины.
1 Грузоподъемные машины
1.1 Назначение, классификация грузоподъемных машин, основные параметры, основы расчета. Техника безопасности
Грузоподъемные машины подразделяют на четыре основные группы:
— грузоподъемные устройства для подъема грузов (рычаги, домкраты, полиспасты, лебедки и тали)
По назначению ГПМ относят к двум группам:
1.1.1 Основные характеристики грузоподъемных машин
К основным характеристикам грузоподъемных машин относятся
— скорость движения отдельных механизмов
— высота подъема грузозахватного органа
Грузоподъемность Q ( T ) –масса максимально допустимого груза на подъем, которого рассчитана машина. Значения грузоподъемности предусмотрены ГОСТ 1575-81 от 0,01 до 1250т в зависимости от типа ГПМ
Для мостовых кранов – 25…80 м/мин
Скорость передвижения моста – 100…120 м/мин, скорость передвижения тележек крана- 35…50 м/мин
Режим работы – характеристика изменения и длительности нагрузки крана, влияющие на работоспособность
Производительность – количество продукции (суммарная масса груза), перемещаемая в единицу времени. Зависит от конструкции и типа крана
Мощность (кВт) – суммарная мощность электродвигателей всех механизмов
Вылет стрелы – расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части до оси грузозахватного органа
1.1.2 Грузоподъемные устройства для подъема груза
Это простое переносное устройство, применяемое при ремонтных и монтажных работах для подъема груза на небольшую высоту (до 400 мм )
— реечный 3,5…10 т, собственный вес 19…62кг
— винтовой 5 … 20т, собственный вес 10,8…54кг
3- барабан для каната
4- тормозное устройство
Рисунок 2 Лебедка с электроприводом
Это устройство для подъема, опускания и подтягивания груза
б) По тяговому элементу
в) по типу установки
Рисунок 3 Электроталь с управлением из кабины
Это устройство для внутрицехового и межцехового транспортирования грузов, обслуживания поточных и автоматических линий, отдельных станков и т. д.
Это особо компактная лебедка с ручным, электро или пневмоприводом
Грузоподъемность до 5т
Рисунок 4 Развернутая схема полиспаста
Это система подвижных и неподвижных блоков, соединенных канатом, употребляемая для выигрыша в силе. Применяется для изменения направления действия силы при подъеме и перемещении грузов, как самостоятельный узел или вместе с лебедкой. Их применение позволяет применять канаты меньшего диаметра.
Позиция 1 – неподвижный блок с фиксированной осью
Позиция 2 – подвижный блок, ось которого перемещается в пространстве
Это грузоподъемные механизмы для подъема грузов и людей в специальных грузонесущих устройствах ( кабины, клети, платформы и т. п.), движущиеся по жестким направляющим
1- противовес 4- кабина
2- канат 5- направляющие для кабины
3- механизм подъема 6- шахта
Это подъемники, перемещающие грузы только по вертикали в ограниченной шахте
— пассажирские (обычные и скоростные)
— больничные (для транспортирования больных на каталках)
— грузовые (с проводником и без него)
— для пассажирских лифтов 140…700 кГ
— для грузовых лифтов до 10т
Скорость перемещений кабины лифтов 0,15…1 м/с, в высотных зданиях – до 3,5 м/с
1.1.3.2 Скиповые подъемники
Рисунок 6 С хема скипового подъемника для стружки
Это подъемники для перемещения сыпучих грузов в скипах – специальных ковшах. Применяются для загрузки печей, вагонов, автомашин и других работ
1.1.3.3 Строительные подъемники
1- направляющая 11- площадка
12- привод 13- канат
Рисунок 7 Подъемник строительный
Устанавливаются при строительстве какого-либо сооружения для подъема и опускания строительных материалов в кабине или на платформе, перемещающейся по вертикальным направляющим
Подъемник для перемещения людей или грузов в вагонах по крутым склонам ( до 35 ) по рельсам с канатной тягой. Обычно это два вагона – один движется вверх, другой вниз и уравновешивают друг друга.
Подъемники для перемещения людей в станциях метро на специальных платформах-ступенях, движущихся по наклонному рельсовому пути.
Рисунок 8 Электропогрузчик с вилочным захватом
Они выполняют захватывания, вертикальное и горизонтальное груза и укладывание его на транспортные средства или в штабель.
Их выпускают с двигателями внутреннего сгорания или с электроприводом, питающимся от аккумуляторной батареи.
Грузоподъемность до 5 т.
1.1.5 Краны грузоподъемные
Это грузоподъемные механизмы циклического действия для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватными устройствами.
По конструктивному признаку бывают:
По виду грузозахватного устройства:
— с машинным ( электро-, гидро-, пневмопривод)
По степени поворота стрелы:
По способу опирания ходовой части на рельсовый путь
— опорного типа, опирающиеся на путь сверху
1.1.5.1 Краны мостового типа
1- главные балки моста
2- передвижная тележка с механизмом подъема груза
Рисунок 9 Схема мостового крана
К ним относятся: мостовые общего назначения, козловые, полукозловые, настенные передвижные, консольные краны, краны-штабелеры.
Мостовые краны общего назначения – это мост, перемещающийся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. По мосту поз.1 в поперечном направлении перемещается крановая тележка поз.2 с механизмом подъема груза.
Кран перемещается по путям, расположенным в верхней части цеха. Управляется кран из кабины или подвесными кнопочными пультами.
Основные характеристики кранов:
— скорость рабочих движений
Козловые краны имеют мост, опирающийся на крановый путь двумя опорными стойками. Применяются для работы на складах для загрузки-выгрузки транспорта.
2- стойки 4- балансирные тележки
Рисунок 10 Кран козловой
Краны полукозловые – это краны, мост которых опирается с одной стороны непосредственно на крановый путь, а с другой – на опорную стойку.
Настенные передвижные консольные краны. Эти краны перемещаются по рельсам, закрепленным на стене цеха и применяют для передачи изделий с одной операции на другую.
Рисунок 11 Настенный передвижной консольный кран
2- подвесные тележки 6- кабина управления
3- грузовая тележка 7- грузоподъемное устройство
4- механизм поворота 8- механизм подъема
Рисунок 12 Кран-штабелер подвесного типа
Применяют для обслуживания складских помещений, снабженных стеллажами высотой до 25м
Могут быть опорного и подвесного типов.
Грузоподъемность до 30т
Состоит из моста поз.1, по которому перемещается грузовая тележка поз.3, связанная с четырехкатковыми подвесными тележками поз.2. На грузовой тележке установлена поворотная платформа с механизмом подъема поз.8 и механизмом поворота поз.4. К платформе крепится
колонна поз.5, на которой закрепляется рама для восприятия нагрузки. По колонне передвигается грузоподъемное устройство поз.7 и кабина управления поз.6. Грузоподъемное устройство имеет вилочные захваты для удержания груза.
1.1.5.2 Краны стрелового типа
Краны, у которых грузоподъемное устройство подвешено к стреле или грузовой тележке. Они могут быть стационарные, установленные на фундамент и передвижные на гусеничном ходу или автомобильные краны.
Железнодорожные краны – смонтированы на платформе и передвигаются по железнодорожным путям.
Рисунок 13 Кран железнодорожный
Грузоподъемность до 250т
Используются для погрузки-разгрузки грузов на железных дорогах
Башенные – строительные краны для строительных и монтажных работ. Вылет стрелы 4…35м. Кран снабжается противовесом для обеспечения устойчивости против опрокидывания.
Скорость опускания ( подъема) груза 17…100 м/мин.
Частота вращения стрелы 0,6 об/мин
1- крюковая подвеска 3- передвижной противовес
2- горизонтальная стрела 4- механизм подъема
Рисунок 14 Башенный монтажный кран
Портальные краны применяются погрузки и выгрузки штучных и насыпных грузов в морских и речных портах. 
Рисунок 15 Портальные краны
1- стрела; 2- поворотная часть со стрелой, противовесом, механизмом подъема, поворота и изменения вылета стрелы
1.1.5.3 Виды расчетов грузоподъемных машин. Техника безопасности
Грузоподъемные машины рассчитывают в три этапа:
— проводят силовой расчет
— рассчитывают прочность деталей машин
Расчет производительности позволяет определить количество груза, перемещаемого машиной в единицу времени
Где M – масса груза, т
При силовом расчете определяют мощности двигателей всех механизмов при пусках, торможениях и номинальном режиме работы.
Расчет на прочность позволяет определить размеры деталей, выбрать материал и определить допускаемые напряжения.
Расчет выполняют с учетом срока службы машины. Желаемый срок – 15…25 лет.
— определение опрокидывающего момента
— определение постоянной нагрузки от собственного веса
— нагрузки от веса груза
— инерционные нагрузки при разгоне, торможении
— определение ветровой нагрузки
— расчет на жесткость
определение вылета стрелы ( у стреловых кранов )
— определение устойчивости крана, для чего выбирают и рассчитывают противовес
Металлоконструкции грузоподъемных машин выполняют сварными и клепаными из стальных листов и стального фасонного проката из стали марки Ст 3кп ГОСТ 380-81.
Для облегчения конструкции применяют стали 10ХГС, 10ХС.
1.2 Грузозахватные приспособления
Служат для захватывания перемещаемых грузов.
К ним относятся: захваты крюковые, петли, захваты специальные, захваты ковшовые, захваты электромагнитные, бадьи, грейферы.
Рисунок 16 Крюки грузовые
Это наиболее универсальное грузозахватное устройство в ГПМ. Крепление груза осуществляется канатными или цепными стропами, форма и размеры которых стандартизованы.
Они бывают однорогие, двурогие, кованые, штампованные из стали 20 и пластинчатые из листовой стали Ст3.
Пластинчатые набирают из отдельных пластин, что обеспечивает, превышающей его грузоподъемность на 25% в течении 10 минут.
Крюки соединяют с тросом при помощи крюковой подвески ( нормальной длины или укороченной ).
Рисунок 17 Петли 
Их форма и размеры не стандартизованы, поэтому их обязательно рассчитывают на прочность, как жесткую раму. Проверяют на растяжение, изгиб и сжатие.
Бывают цельнокованые и составные. В эксплуатации менее удобны, чем крюки, т.к. требуют продевания строп через отверстие в петле.
Рисунок 18 Схема клещевого захвата
Применяются для сокращения времени на строповку. Подразделяются на:
— полуавтоматические – обеспечивают автоматический захват груза при его ручном освобождении
— автоматические – захват и освобождение груза осуществляется без участия рабочего.
Рисунок 19 Схема эксцентрикового захвата
применяют для перемещения листовых материалов в вертикальном положении. В момент строповки груза эксцентрик поз.1 прижимают к поверхности листа, а затем под действием сил тяжести и трения эксцентрик прижимает лист к упору поз.2.
1.2.4 Ковши, бадьи, грейферы
Рисунок 20 Грейфер
а) с опускающимся дном б) и в) с раскрывающимся дном
Рисунок 21 Ковши для сыпучих грузов
Применяются для перемещения сыпучих грузов.
Разгрузка осуществляется раскрытием створок грейфера или переворачиванием ковша.
1.2.5 Электромагниты подъемные
1.2.6 Захваты вакуумные
Применяются для транспортирования листовых материалов разного вида и различной шероховатости ( бетон, картон, пластмасса, дерево и т. п.).
1.3 Элементы грузоподъемных машин и механизмов
1.3.1 Гибкие тяговые элементы
Цепь – гибкое изделие, состоящее из соединенных шарнирно отдельных жестких звеньев.
По конструкции и способу изготовления делятся :
а) сварная круглозвенная б ) пластинчатая
цепи состоят из овальных взаимно перпендикулярных звеньев, что обеспечивает ей гибкость и подвижность.
Изготавливают из стальных прутков марок Ст2, Ст3, сталь 10.
После изготовления испытывают на растяжение под нагрузкой, равной половине разрушающей.
Пластинчатые цепи выполняют из пластин, соединенных валиками ( подобие велосипедной цепи ).
Пластины и валики изготавливают из сталей 40, 45, 50 с последующей термообработкой.
Рисунок 23 Пеньковые канаты Рисунок 24 Сечение стального проволочного
1- проволока 2- прядь
Применяются для обвязывания грузов и крепления их к крюку механизма подъема.
Изготавливают: пеньковые, хлопчатобумажные, из искусственного волокна, стальные.
Наиболее применимы стальные: из стальной оцинкованной проволоки диаметром 0,2…3мм, полученной волочением из специальной высокоуглеродистой канатной стали марки 1 ГОСТ 7372-79, перевитой между собой, образуя элемент каната.
Для уменьшения износа канат покрывают защитным смазочным материалом.
Классификация стальных канатов
а) одинарной свивки ( без сердечника )
— По виду материала сердечника
а) с органическим сердечником ( пенька ) или из искусственных материалов ( нейлон, капрон)
б) с металлическим сердечником
-По направлению свивки
б) левого направления
— По виду покрытий поверхности проволочек
б) с тонким слоем цинкового покрытия
в) со средней толщиной покрытия
г) с толстым слоем покрытия
Канаты используют для строповки перемещаемых грузов
Рисунок 25 Канатные стропы
Свободные концы каната крепят с помощью коуша поз.2 «заплеткой» или винтовыми зажимами поз.3, поз.1- канат
Расчет стальных проволочных канатов
Канаты выбирают по ГОСТ 7668-80, ГОСТ 2688-80 и Правилам Госгортехнадзора в зависимости от назначения, конструкции, диаметра, условий эксплуатации и разрывного усилия (кН).
Диаметр каната выбирают по ГОСТ на канаты в соответствии с рассчитанным разрывным усилием Р ( кН )
Р – разрывное усилие каната в целом, кН
k – коэффициент запаса прочности, выбирается по данным Правил Госгортехнадзора
Рассчитать и выбрать стальной канат для лебедки с тяговым усилием F = 125 кН
1 Предварительно задаемся диаметром каната d к = 30мм
Тогда находим k с учетом диаметра барабана лебедки Дл = 800мм
по таблицам Правил Госгортехнадзора принимаем k > 3 и определяем расчетное разрывное усилие Р каната
P > 125 x 3 = 375 кН
3 При этом k = Дл/ d к = 800/ 27 = 29,6
т.е. канат выбран верно
1.3.2 Рабочие единицы грузоподъемных машин
К рабочим единицам грузоподъемных машин относятся детали и узлы, воспринимающие усилия от гибких элементов: блоки, звездочки, барабаны, тормозные устройства, остановы.
1.3.2.1 Блоки и звездочки служат для изменения направления движения и передачи крутящего момента от вала гибкому элементу.
На ободе блока выполняют желобок для размещения каната.
Звездочки должны передавать крутящий момент цепи, ее диаметр с числом зубьев z зависит от шага цепи.
Блоки и звездочки изготавливают литыми или из проката (сталь марок Ст4, Ст5).
Рисунок 26 Канатный блок
а) гладкий б) нарезной
Рисунок 27 Барабан
Служат для навивки каната и преобразуют крутящий момент на валу в тяговое усилие в канате. Выполняют литыми или сварными из сталей 35Л, 55Л ГОСТ 977-75 или чугуна СЧ15, СЧ18, СЧ24.
1.3.2.3 Устройства тормозные
Служат для замедления скорости движения механизмов и их останова.
— ленточные – с рабочим элементом в виде дисков
— стопорные – останавливают механизм в конце движения
— регуляторные – ограничивают скорость движения в заданных пределах
в) По принципу действия
— автоматические – срабатывают при выключении привода движения
— управляемые – включаются рукояткой
— просты по конструкции
— иметь большой срок службы
Это устройства, предназначенные для удержания груза в подвешенном состоянии. Они являются сборочной единицей тормозных устройств
. По конструкции выполняются:
— Храповые. При останове механизма собачка входит во впадину между зубьев храпового колеса (рис.28)
— Фрикционные. Ролики поз.3 при торможении входят в узкую часть паза втулки поз.2 при вращении ее в противоположную сторону корпуса поз.1.
а ) Схема храпового останова б) его расчетная схема
1- храповое колесо 2- вал 3- собачка 4- ось
в) роликовый останов
Рисунок 28 Остановы
В зависимости от типа, назначения и характера работ ГПМ имеют ручной и машинный привод
Машинный – электромеханический, гидравлический, пневматический и комбинированный.
Наиболее распространен электромеханический.
1.4.1 Ручной привод принимают в машинах малой грузоподъемности, с с малыми скоростями передвижения.
В качестве приводного элемента применяют рукоятки или тяговые колеса ( цепной блок со сварной цепью )
Рисунок 29 Схема механизма с ручным приводом
На барабан поз.3 наматывается канат с подвешенным к нему грузом. Барабан вращается рукояткой поз.1 через редуктор поз.2
Состоит из электродвигателя, аппаратуры для его управления и редуктора.
Требования к двигателям :
— не должны нагреваться
— должны обеспечивать разгон механизмов ГПМ при малой мощности
Энергоносителем является жидкость, которая насосом подается в силовой гидроцилиндр, а скорость перемещения поршня регулируется дросселем.
Гидроцилиндр – это гидродвигатель с возвратно-поступательным движением подвижных звеньев одно- и двустороннего действмя.
Гидропривод имеет ряд преимуществ:
— большая перегрузочная способность
— бесступенчатое регулирование скорости перемещений
— возможность дистанционного управления
— малые размеры при большой мощности
— возможность дистанционного управления
— малые габариты и масса при высокой мощности
— бесступенчатое регулирование скоростей
— наличие уплотнений из-за утечки жидкости
— ухудшение работы при низких температурах
Широкого применения не нашел. Используется в подъемниках и мелких кранах с малой высотой подъема и для работы во взрывоопасной среде, где нельзя применять электропривод.
Рабочей средой является сжатый воздух, вырабатываемый компрессором.
— простота конструкции и эксплуатации
— удобство и легкость управления
— простота регулирования скорости перемещений
1.4.5 Механизм подъема груза
Рисунок 30 Схема механизма подъема груза
Этот механизм является основным механизмом ГПМ для перемещения груза в вертикальном направлении.
Движение от электродвигателя передается через редуктор барабану, который наматывает и разматывает канат с крюком.
1.4.6 Механизм изменения вылета стрелы
а) стрелоподдерживающей полиспастной системой б) с силовым гидроцилиндром
Рисунок 31 Схема механизма вылета стрелы
Применяется у стреловых кранов. Изменение вылета ( угла наклона ) стрелы осуществляется винтовыми, реечными, шатунно-кривошипными, канатными и гидравлическими механизмами. Наиболее применимы канатный и гидравлический.
Канатный подобен механизму подъема груза. Отличие в том, что рабочим органом является полиспаст, связанный тягами с оголовком стрелы крана.
На кранах с гидроприводом изменение вылета стрелы осуществляется при помощи гидропривода.
1.4.7 Механизмы передвижения
Это устройства для передвижения крана или тележки по горизонтальному или наклонному пути.
Механизмы передвижения подразделяются на два вида:
— с приводными колесами
— с канатной или цепной тягой
1.4.7.1 Механизмы передвижения с приводными колесами
Краны и тележки опираются на ходовые колеса. Колеса, соединенные с приводом называются приводными ( ведущими ). А остальные – холостые (ведомые).
По конструкции различают механизмы:
— с быстроходными трансмиссионными валвми
Трансмиссионный вал – вал, выполненный из отдельных секций, соединенных муфтами и установленных в подшипники
1- ходовые колеса 2- муфта 3- трансмиссионный вал 4- опора вала 5- редуктор
Рисунок 32 Схема механизма с тихоходным трансмиссионным валом
Это механизм, у которого привод расположен в средней части моста и состоит из электродвигателя, муфт и редуктора. Выходной вал редуктора связан через муфту с трансмиссионным валом, а он соединен через муфты с валом приводных колес. Трансмиссионный вал имеет ту же частоту вращения, что и ходовые колеса.
Рисунок 33 Схема механизма с быстроходным трансмиссионным валом
Механизм, у которого трансмиссионный вал связан с валом электродвигателя и имеет частоту вращения, равную частоте вращения электродвигателя. А для передачи вращения на колеса применяют два одинаковые редукторы с заданным передаточным числом. Выходной вал редуктора соединен через муфту с валом ходовых колес.
1.4.7.2 Механизм передвижения с раздельным приводом
Рисунок 34 Схема механизма с раздельным приводом
Наличие двух редукторов и длинных трансмиссионных валов усложняет и удорожает конструкцию механизма. Поэтому более часто применяют механизмы с раздельным приводом, которые не имеют трансмиссионного вала. Каждая концевая балка моста приводится в действие отдельным приводом, т.е. этот механизм имеет два электродвигателя, два тормозных устройства, два редуктора.
Применяют их для кранов с пролетом более 16 метров.
Скорость движения обеих балок моста выравнивается автоматически и нагрузка перераспределяется между двигателями за счет жесткости металлоконструкции моста и сил сцепления колес с рельсами.
Служат для перемещения крана по рельсовым путям и ограничивают сход крана с кранового пути. Выполняются из сталей 75 и 65Г ГОСТ 4543-71 или чугунные цельнокатаные или штампованные. Колеса имеют один или два боковых выступа для направления движения колеса по рельсовому пути. Поверхность катания ( обод ) колеса может быть цилиндрической или конической с уклоном 1:20.Твердость поверхности катания не менее 350 НВ. Колеса без бокового выступа применяются с направляющими роликами. Количество колес зависит от грузоподъемности и пролета крана. У кранов небольшой грузоподъемности применяются четыре ходовых колеса. У кранов с большой грузоподъемностью количество колес увеличивается и их устанавливают попарно.
1.4.7.3 Механизм передвижения с гибкой тягой
1- барабан 2- тележка 3- канат 4- обводной блок 5- блоки подъемного механизма
6- канат механизма подъема
Рисунок 35 Схема механизма с гибкой тягой
Этот механизм может перемещать тележку по наклонному пути.
При передвижении тележки поз.2 барабан поз.1 вращается. При этом одна ветвь каната поз.3 сматывается с барабана, другая – наматывается. Тележка перемещается в зависимости от направления вращения барабана. На рисунке направление вращения барабана соответствует передвижению тележки вправо. При движении тележки канат поз.6 механизма подъема перемещается по блокам поз.5, а подвешенный груз перемещается вместе с тележкой. Для плавности перемещения тележки ось обводного блока поз.4 подпружинена.
2 Транспортирующие машины непрерывного действия
Это конвейеры, предназначенные для перемещения насыпных и штучных грузов непрерывным потоком
Основной характеристикой этих машин является производительность
Они подразделяются в две группы:
— с гибким тяговым элементом
— без гибкого тягового элемента
2.1 Транспортирующие машины с гибким тяговым элементом
К этой группе относятся ленточные и цепные конвейеры для транспортирования грузов по горизонтальным и наклонным трассам и элеваторы для транспортирования грузов в вертикальном и направлении и по крутонаклонным трассам.
2.1.1 Ленточные конвейеры
Эти конвейеры являются наиболее распространенными транспортирующими машинами непрерывного действия
— высокая производительность ( 30…40 тысяч тонн в час)
— малый расход энергии
— высокие скорости перемещения грузов
— низкая долговечность ленты
Классификация ленточных транспортеров
— По конструкции и назначению
а) общего назначения
-По конструкции полотна
а) основного типа – когда лента является и грузонесущим и тяговым элементом
б) лента является грузонесущим элементом, тяговым – два каната или две цепи
а) с горизонтальным расположением
б) с наклонным расположением
Устройство ленточного конвейера
1- натяжной груз; 2- натяжное устройство; 3- натяжной барабан; 4- загрузочное устройство; 5, 6 – роликоопоры; 7- тяговый элемент (лента) ; 8- отклоняющий барабан ; 9- 10- разгрузочные устройства; 11- разгрузочный желоб; 12- устройство очистки ленты; 13- металлоконструкция; 14- приводное устройство конвейера; 15- приводной барабан
Рисунок 36 Схема ленточного конвейера
Лента может быть резинотросовая, резинотканевая, стальная.
Требования к ленте
— не должна расслаиваться
Различают приводные, концевые, натяжные и отклоняющие (изменяют направление движения ленты). Чем больше диаметр барабана, тем меньше изгиб ленты и больше ее срок службы. Барабаны изготавливают литыми из стали Ст3. Диаметр барабана зависит от толщины ленты
Д Б – диаметр барабана,
Полученное значение диаметра барабана округляют до ближайшего стандартного размера барабана по ГОСТ 22644-77. Длину барабана выбирают на 100 мм больше ширины ленты
Приводное устройство конвейера
1- приводной барабан; 2- отклоняющий барабан; 3- редуктор; 4- двигатель; 5- рама
Рисунок 37 Приводное устройство конвейера
Состоит из приводного барабана и механизмов, передающих движение от электродвигателя к барабану.
Лента приводится в движение в результате сил сцепления и сил трения между лентой и барабаном
Натяжные устройства необходимо для обеспечения сцепления ленты с барабаном и устранения ее провисания. Они подразделяются на механические и грузовые автоматического действия
а) винтовое б) грузовое
Рисунок 38 Натяжное устройство
1- натяжной барабан; 2-,3- винт; 4- груз; 5- отклоняющие барабаны
2.1.2 Цепные конвейеры
В цепных конвейерах тяговым элементом служат цепи: пластинчатые втулочно-роликовые, втулочно-катковые, вильчатые и разборные.
Для транспортирования грузов на цепи крепят дополнительные устройства: пластины, скребки, ковши и т.п., от которых конвейеры получают свои названия – пластинчатые, скребковые и др.
Рисунок 39 Конвейерные цепи
а) безроликовая; б) роликовая; в) роликовая скатками; г) разборная; д) вильчатая
1- внутреннее звено; 2- наружное звено; 3- ролик
Пластинчатые цепи являются наиболее распространенными. Элементы цепи изготавливают из качественных углеродистых или легированных сталей. Нагрузку передают катки или ролики.
Разборные цепи изготавливают с возможностью поворота в двух взаимноперпендикулярных плоскостях. Скосы внутренних звеньев позволяют поворачиваться относительно друг друга на угол 3…7.
Применяют в конвейерах с пространственными трассами напольной и подвесной конструкции
— большие тяговые усилия
Вильчатые цепи имеют литые или штампованные звенья в форме вилки, соединенные валиками. Применяются в сборочных цехах на сборочных конвейерах.
Разновидности цепных конвейеров
Ковшовые цепные конвейеры
На две тяговые цепи шарнирно подвешивают ковши с центром тяжести ниже оси подвеса, что обеспечивает устойчивость ковша при движении и автоматическое возвращение его в исходное положение при опрокидывании при разгрузке. Они применяются для перемещения грузов по горизонтальным и вертикальным направлениям.
Недостатком является большая масса ходовой части, высокая стоимость, небольшие скорости движения (0,15…0,4 м/с).
1- разгрузочное устройство; 2- приводная звездочка; 3- направляющие; 4- ковши;
Рисунок 40 Ковшовый конвейер
Пластинчатые цепные конвейеры
Предназначены для подачи насыпных и штучных грузов непрерывным потоком. К пластинчатым цепям крепят специальные лотки частично перекрывающие друг друга, создавая непрерывное полотно. Скорость движения конвейера – 0,05…0,6 м/с
— большая масса ходовой части
Могут быть плоские без бортов и с бортами для увеличения производительности.
Рисунок 41 Пластинчатый цепной конвейер с бортами
Груз перемещается по неподвижному желобу волочением при помощи скребков, закрепленных на движущейся цепи. Скорость перемещения конвейера – 0,2…1 м/с
— трудность транспортирования липкого груза
— большой расход энергии
Рисунок 42 Схема скребкового конвейера
Цепи этих конвейеров соединяют с тележками, перемещающимися по рельсам на катках. Применяются на сборочных конвейерах
Подвесные цепные конвейеры
Применяются для передачи деталей с операции на операцию. Цепь конвейера при помощи кареток движется по подвесному пути. Его гибкость и большая протяженность позволяют обслуживать полный производственный цикл (окрасочная камера). Длина конвейера – 500…600м. Масса перемещаемого груза до 2000кГ ( 2т ). Скорость движения – 0,1…45 м/мин.
1- тяговый элемент (цепь); 2- подвеска; 3- подвесной путь
Рисунок 43 Подвесной конвейер
Являются специальным видом цепных конвейеров, предназначенного для транспортирования пассажиров в станциях метро и современных торговых центрах.
Это наклонные конвейеры, у которых несущим элементом являются ступени, закрепленные с обеих сторон в цепях.
Скорость движения – 0,5…1 м/с. Угол наклона до 30 градусов.
Ширина полотна – 600…1000 мм. К рабочему полотну предъявляются особые требования по прочности и износостойкости.
Подают груз на высоту до 60 м.
Производительность до 500 м3/час.
а) вертикальные; б), в) наклонные
1- ковши; 2- опорные ролики; 3- направляющие пути
Рисунок 44 Ковшовые элеваторы
2.2 Транспортирующие машины без тягового элемента
К этой группе относятся гравитационные устройства, вибрационные конвейеры, транспортирующие трубы, винтовые конвейеры, пневматические и гидравлические устройства и т.п.
Груз под собственной силой тяжести скатывается по наклонному желобу, трубе. Угол наклона составляет не менее 5…10 градусов. Скорость движения зависит от угла наклона. Часто на поверхности желоба крепят катки для увеличения скорости движения груза и производительности.
Рисунок 45 Винтовой гравитационный спуск
Применяются для транспортирования всех видов сыпучих грузов, кроме липких, на небольшие расстояния.
Состоит из желоба, подвешенного при помощи упругих элементов к неподвижной раме.
Под действием специального вибратора желоб совершает колебания, подбрасывая и перемещая груз.
При перемещении груза вверх имеет низкую производительность.
Рисунок 46 Схема вибрационного конвейера
1- желоб; 2- упругие элементы; 3- привод вибровозбудителя
Перемещение груза осуществляется вращающимся валом с лопастями, расположенными по спирали.
Применяются для перемещения пылящихся грузов (торф, мел, уголь, соль ) по наклонным и вертикальным направлениям.
Длина конвейера до 40 м.
Производительность в два раза больше ленточного ( 2…150 м3/час )
Изготавливают сварной конструкции из листовой стали толщиной 2…8 мм
Груз перемещается по трубопроводам под действием разности давлений воздуха в начале и конце трубопровода, создаваемой нагнетательными или вакуумными насосами.
Применяются для порошковых, мелковолокнистых и зернистых материалов.
Их действие основано на сообщении грузу скорости движущимся потоком воздуха (пылесос).
При этом груз перемещается в смеси с водой.
Смесь груза с водой называется пульпой.
Существуют две схемы транспортирования:
Гидротранспорт применяется при добыче полезных ископаемых
— возможность транспортирования на большие расстояния
— определенный габарит груза
3 Техника безопасности при эксплуатации подъемно-транспортных машин
При приемке машин в эксплуатацию назначается комиссия, которая составляет акт приема, присваивает номер и регистрирует в специальной книге.
Работу на машине, уход, наблюдение за ней, текущий ремонт поручают квалифицированным рабочим.
Безопасная эксплуатация обеспечивается правилами:
— через каждые 10 суток работы машину осматривают и проверяют работу всех механизмов
— через каждые 12 месяцев независимо от того работала или бездействовала машина производят частичное техническое освидетельствование с составлением акта и отметкой в журнале осмотра без испытаний
— аналогичное мероприятие проводят и после капитального ремонта
— срок периодических испытаний грузоподъемных машин:
для подъема грузов – один раз в три года
— испытания проводят при наибольшем прогибе ферм мостовых кранов и при номинальной устойчивости стреловых кранов, затем поднимают груз в 1,25 раза тяжелее рабочего груза на высоту 200…300 мм
— при испытании машин для подъема людей вес груза в 1,5 раза тяжелее рабочего груза, удерживают груз в течении 10 минут.
Стальные канаты (тросы) подвергаются тщательному осмотру и отбраковываются по предельно допустимому обрыву проволок, что предусмотрено нормами.
Машины непрерывного транспорта
— рабочий, обслуживающий машину должен пройти инструктаж по технике безопасности
— каждая машина должна использоваться строго по назначению
— машина не должна перегружаться
— не включать неисправную машину
— не ремонтировать машину при ее работе
— все вращающиеся части должны иметь съемные ограждения
— для обслуживания машины должны быть предусмотрены проходы и площадки (ширина прохода не менее 0,8…1 м)
— токопроводящие части должны быть заземлены
— тяговые и ведущие элементы машин (цепи, канаты, ленты) должны ежедневно осматриваться для выявления повреждений, износа, провисаний и др.
1 Дьячков В.К. «Машины непрерывного транспорта».М. «Машгиз»,1961
2 Богорад А.А. « Грузоподъемные и транспортные машины».М «Металлургия», 1989
3 Додонов Б.П., Лифанов В.А. «Грузоподъемные и транспортные устройства» М. «Машиностроение», 1990
4 Александров М.П. «Подъемно-транспортные машины» М. «Машиностроение»,1994
5 Александров М.П. « Подъемно-транспортные машины» М. «Высшая школа», 1965
7 Грузоподъемные машины, Учебник для вузов, Александров М.П., 2000.
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.