- •5.1. Грузовые, тяговые и рабочие органы птм.
- •1 − Корпус, 2 − рабочая камера грузового плунжера,
- •3 − Грузовой плунжер, 4 − грузовая головка, 5 − сливной кран,
- •6 − Нагнетательный клапан, 7 − рабочая камера насоса,
- •8 − Плунжер насоса, 9 − маслобак, 10 − всасывающий клапан
- •1 − Рукоять переднего хода, 2, 3 − звенья рычажного механизма,
- •4 − Рукоять заднего хода, 5 − рычаг блокировки захватов, 6 - захваты,
- •7 − Канат, 8, 9 − блоки захватов, 10 − тяга рычажного механизма,
- •5.5.1. Стреловые системы кранов
- •5.5.4. Устройства повышения грузоподъемности кранов
- •1,2…14 - Характерные точки трассы, 1 - место схода ленты с приводного
- •5.12. Расчет технико-эксплуатационных характеристик башенного крана задание
- •Исходные данные
- •Характеристики башенного крана
- •Методика выполнения задания
- •4. В соответствии с нормативами fem1.001 электродвигатель грузоподъемного механизма выбираем по значению наибольшего момента статической нагрузки на его валу при подъеме номинального груза:
- •Ручной расчет Определяем положение центра масс и массу крана:
5.1. Грузовые, тяговые и рабочие органы ПТМ.
Подъемно-транспортные машины (ПТМ) представляют собой расширенный класс СМ, включающий грузоподъемные, машины непрерывного транспорта, погрузочно-разгрузочные машины. В строительно-технологических процессах (СТП) эти машины осуществляют внутристроительные транспортные операции материалов по трассам, имеющим в общем случае вертикальные, наклонные и горизонтальные участки. В связи с этим они получили название подъемно-транспортных машин.
Рис. 5.1. ПТМ
5.1. Грузовые, тяговые и рабочие органы птм.
Грузовыми тяговыми и рабочими органами ПТМ являются стальные канаты, ленты, цепи, крюки и ковши. |
Стальные канаты в ПТМ используют в качестве грузовых (подъемных), тяговых, оттяжных и несущих органов. Канаты выполняют путем свивки проволок в пряди, а прядей в канат. Материал канатной проволоки - углеродистая сталь с исходным пределом прочности 600 МПа, который повышают при предварительной обработке до 2000 МПа. При этом канаты приобретают высокую гибкость, достаточную прочность и долговечность. Чаще всего применяют канаты одинарной и двойной свивки (рис. 5.2).
Рис.5.2. Стальные канаты и способы их крепления:
а, б - одинарной, в - двойной свивки; 1 - пряди; 2 - сердечник;
3 - оплетка; г - ж - крепление к барабану; з, и - коушу (петле);
4 - барабан, 5 - зажимной клин, 6 - планки, 7 - болты, 8 - закладная чека,
9 - коуш (петля), 10 - винтовая стяжка
В индексации канатов отражен также характер контакта между проволоками: ТК - точечный, ЛК - линейный, ТЛК - комби, и их диаметр: О - одинаковый, Р -разный.
В грузоподъемных машинах, как правило, применяют канаты типа ЛК-Р - с разным диаметром проволок по слоям прядей. В сравнении с канатами типа ЛК-О они обеспечивают лучшее заполнение сечения прядей, что повышает нагрузочные характеристики. В маркировке каната указываются также число прядей и количество проволок в каждой.
Стальные канаты характеризуют диаметром, прочностью используемой проволоки, определяющей маркировочную группу, и предельным значением разрывного усилия, которое рассчитывают как произведение максимального статического усилия в канате и коэффициента запаса прочности, принимаемого в зависимости от возможных условий работе по нормативным документам.
Подбор канатов производят по критериям их прочности и жесткости. Для безопасной работы ПТМ регулярно следят за состоянием канатов, подвергаемых износу, контролируя при этом число оборванных проволок на шаге свивки для сравнения с нормативами.
Полиспасты - системы обойм, подвижной и неподвижной, состоящих из блоков, огибаемых (опоясанных) канатом, предназначенные для выигрыша в силе (грузовые) или пути (подачи) (рис .5.3). |
Рис.5.3. Полиспаст:
1 - кольцо для подвески груза; 2 – подвижная обойма;
3 – сбегающая на лебедку ветвь каната; 4 – неподвижная
обойма; 5 – серьга для подвески полиспаста
Кратность полиспаста может быть выражена через его передаточное отношение iпол=vк/vгр (vк/vгр - скорости тяговой части каната и перемещения груза) и КПД полиспаста (ηпол) и определяется по формуле:
а= iпол· ηпол iпол· ηjбл,
где ηjбл - КПД одного блока,
j - число блоков.
Ленты - тяговые и грузонесущие органы (конвейеров), состоящие из резиновой обкладки, внутри которой завулканизирован силовой (тяговый) каркас (рис. 5.4). |
Рис.5.4. Конструкции конвейерных лент и схемы соединения их концов:
а - резинотканевая; б - резинотросовая; 1 - резиновые обкладки,
2 - каркас, 3 - прокладки; в - е - схемы соединений: в, г - скобами;
д, е - вулканизацией
Форма поперечного сечения ленты прямоугольная В×δ со скругленными углами. При этом силовой каркас выполняется из тканевых и синтетических материалов в виде набора прокладок (рис.5.4, а) толщиной δ 1 каждая, число которых зависит от характеристик прокладок, допустимой нагрузки, приходящейся на единицу ширины одной прокладки. В лентах магистральных конвейеров применяют канатный (тросовый) силовой каркас (рис.5.4, б).
Оба типа лент применяют в широком диапазоне температур (от -45 до +60 °С).
Ширина лент составляет до 2000+3200 мм, а их прочность - до 6000 Н/мм. С целью снижения массы лент, особенно резинотро-совых, все шире используется силовой каркас из полиамида, обладающий высокой прочностью и малым удлинением.
Цепи используют в ПТМ в качестве грузовых и тяговых органов. Они состоят из отдельных звеньев повышенной прочности, шарнирно соединенных между собой. Это определяет их высокую нагрузочную способность при большей, по сравнению с канатами, погонной массе и меньшую скорость передвижения при выполнении тяговых функций. Форма и размеры звеньев, а также конструктивное исполнение их соединений определяют основные виды цепей. Подбор цепей производят по разрывному усилию с учётом коэффициента запаса прочности.
Грузозахватные устройства (грузовой крепеж) ПТМ бывают универсальные в виде крюков, петель, крюковых обойм и специальные в виде строп, траверс, захватов, ковшей, бадей, используемых для штучных, насыпных и пластичных грузов (рис. 5.5÷5.7). Их главным параметром является грузоподъемность. Подробнее грузозахватные устройства описываются в «Группа захвата», В.Васильев ССТ февраль 2007.
Рис.5.5. Универсальные грузозахватные устройства:
1,9 – винтовые стяжки (талреп); 2 – карабин;
3 – блок одинарный; 4 – скоба такелажная; 5 – крюк;
6 – зажим для стальных канатов; 7 – блок двойной; 8 – вертлют;
10 – крюковая обойма с 4-х кратным полиспастом
Рис.5.6. Стропы:
а – расстроповка груза;
б, в, г – универсальные (с петлей, крюком, карабином);
д – полуавтоматические с серьгой;
1 – петля; 2 – крюк; 3 – карабин; 4 – серьга; 5 – запорный
штырь; 6 – механизм запирания; 7 – монтируемая конструкция
Рис. 5.7. Специальные грузозахватные устройства:
а - траверса; 1 - стропы, 2 - жесткий пролет; б - фрикционный клещевой захват
для штучных грузов; в - грейфер с двухканатной системой управления:
замыкающей и подъемной лебедками (1, 2), с канатами разнонаправленной
свивки; г - бадья с рычажным механизмом открывания створок
днища (стрелками показаны направления перемещения тяговых канатов при
наборе I, транспортировке III и при промежуточных положениях (II, IV))
Крюки – основные грузозахватные органы кранов. Они бывают одно- и двурогие. Их размеры подбирают по максимальной грузоподъемности крана, оцениваемой массовой характеристикой |
Стропы – отрезки стального каната с грузозахватными устройствами в виде петли, крюка, карабина и других конструкций, позволяющих осуществить подъём длинномерных и объёмных грузов |
Траверсы – жесткие металлические конструкции с системой строп, обеспечивающие подъём длинномерных грузов |
Захваты – устройства для подъема штучных грузов, обеспечивающие при этом его строгую фиксацию. |
Ковши – устройства объемного типа для подъема и перемещения сыпучих и пластичных материалов с собственным механизмом управления: замыкания - размыкания. |
Для сыпучих материалов наиболее широко используются грейферные ковши с замыкающим устройством канатного или гидравлического типов, а для бетонов - бадьи. Устройства управления специальными грузонесущими органами кранов могут быть механическими, электрическими и гидравлическими.
5.2. Грузоподъёмные машины (характеристики, классификация, основы устройства).
Грузоподъемные машины (ГПМ) составляют группу ПТМ цикличного действия, осуществляющих перемещение различных грузов, в основном штучных, реже сыпучих и пластичных, по трассе, траектория которой определяется их исполнением. |
Основными обобщенными характеристиками ГПМ являются:
- грузоподъемность Q, т или кг массы поднимаемого груза;
- высота подъема Н, м;
- скорость подъема V, м/с;
- усилие в тяговом органе (канате, цепи) при его наличии S, H или кН.
ГПМ работают в повторно-кратковременном режиме. Режимы их нагружения определяются рядом параметров, в соответствии со значением которых устанавливаются соответствующие группы классификации. |
К числу определяющих параметров относят:
- продолжительность включения:
ПВ%=(tр/tц)×100%,
где tр - время работы механизма в течение нормированного временного периода (цикла);
tц- продолжительность цикла, включающая перемещение груза по заданной траектории и возврат в исходное положение;
- максимальное число включений механизма в час:
Z=dс + qdi + rf,
где dс- обязательное для выполнения цикла число включений в час (dс=80 ISO 4301-80);
di - число частичных включений при регулировании di = dс;
f - доля числа торможений в числе обязательных включений;
q, r - параметры электродвигателей, определяемые их типом (для двигателей с фазным ротором и двигателей постоянного токаq=0,1 и r=0,8; для двигателей с короткозамкнутым ротором q=0,5 и r=3);
- число циклов работы, например, для механизмов подъема
С=10ПВ (Vп+Vоп)/H, где Vп - нормальная скорость подъема, м/с;
Vоп - скорость опускания порожнего крюка, м/с;
Н - расчетная высота подъема груза, м.
Для механизмов и в целом для кранов важным является установление паспортной группы из классификации, отражающей режимы их эксплуатации в конкретных условиях (см. далее).
Классификация основных подгрупп ГПМ представлена в табл. 5.1.
Таблица 5.1.
Перечень основных классификационных признаков:
домкратов:
- конструкция передачи механизма подъема (см. классификационную схему);
- вид привода (машинный, ручной).
лебедок:
- назначение (подъемные, тяговые);
- вид тягового органа (канат, цепь);
- наличие барабана и их число (барабанные (одно, двух), безбарабанные с канатоведущим шкивом, со звездочкой и цепью);
- вид привода (машинный, ручной);
- возможность реверсирования;
- вид установки (наземные, подвесные).
подъемников:
- конструкция исполнительного устройства механизма подъема (см. классификационную схему);
- характер поднимаемого груза (пассажирские, грузовые, комби);
- конструкция грузонесущего органа (площадка, клеть, кабина, скип) и характер его подвеса (гибкий - с помощью канатов, жесткий - гидроцилиндров и зубчатой рейки);
- конструкция и жесткость направляющих грузонесущего органа (мачтовые и шахтные: с металлоконструкциями с жесткими направляющими, свободного подвеса с гибкими направляющими в виде канатов);
- возможность передвижения (стационарные и мобильные: с колесным и гусеничным ходовым оборудованием.
кранов:
- исполнение (стреловое, пролетное).
Все ГПМ бывают общего и специального назначения, определяемого частными условиями их применения.
5.3. Простейшие грузоподъемные машины.
К простейшим грузоподъёмным машинам относят домкраты и лебедки, перемещающие грузы в осевом направлении. |
Домкрат - это переносной механизм, предназначенный для подъема грузов на небольшую высоту и удержания его без помощи грузозахватных устройств (рис. 5.8,5.9). |
Они широко применяются при подъеме и выверке отдельных конструкций, для натяжения предварительно напряженных железобетонных конструкций и во многих других операциях. Домкраты бывают с ручным и машинным приводом (механические, гидравлические и пневматические).
Рис.5.8. Домкраты механические ручные:
а - винтовой, б - зубчато-реечный; 1 - корпус, 2 - грузовой винт
с прямоугольной или трапецеидальной резьбой, 3 - гайка (ответная),
4 - грузовая головка, 5 - воротный рычаг с храповой муфтой,
6 - зубчатая передача, 7 - зубчато-реечная передача, 8 - грузовая рейка,
F - усилие воздействия оператора; l - длина рычага; β - угол подъема
винтовой линии (β < ρ); ρ - угол трения в резьбе
Рис.5.9. Домкрат гидравлический ручной: