Механизмы подъемников.

Для выполнения операций подъемником, т.е. изменения положения рабо­чей площадки, подъемники оснащаются такими механизмами как: механизмом передвижения подъемника², механизмами поворота колен в вертикальной плос­кости и телескопирования секций стрелы (мачты), механизмом подъема стрелы (мачты), механизмом поворота.

Механизмы подъема, телескопирования и поворота рабочего обору­дования.

Для подъема (опускания) нижнего колена или стрелы в целом используются гидроцилиндры двухстороннего действия.

Механизмы поворота колен перемещают верхнее колено отно­сительно нижнего обычно на угол 160... 170° с помощью гидроцилин­дра (рис. 10, а), гидроцилиндра и коромысла (рис. 10, б) или гидро­цилиндра с рычажной системой (рис. 10, в). Рабочее оборудование некоторых подъемников имеет в качестве привода поворота верхне­го колена гидроцилиндр с канатно-блочной системой (рис.10, г). Это позволяет повернуть верхнее колено относительно нижнего на угол до 270° и  опустить

                                                   люльку с рабочими ниже уровня стоянки машины,

       Рис. 10                             что необходимо при обслуживании (осмотре, окраске) пролетных строений мостов, эстакад. Вместо ка­натно-блочной системы иногда применяют зубчатую передачу в сочетании с гидроцилиндром (рис. 10, д). В прицепных подъемниках с электроприводом применяется передача «винт — гайка», приводимая от электродвигателя через редуктор.

²В настоящем пособии механизмы передвижения подъемников не рассматриваются.                        

 ³Подробно рассматриваются в разделе «Гидрооборудование»

Наибольшее распростра­нение среди коленчатых подъ­емников для поворота среднего (верхнего) клена относительно нижнего получили механизмы, состоящие из гидроцилиндра и рычажной системы. Это дает возможность поворачивать среднее колено (подъемник АГП-22.06) на угол 160°.

Для телескопирования (выдвижения) секций телеско­пических стрел применяются гидромоторы - редукторы с цепной передачей и канатно-блочной системой, а также телескопические гидроцилиндры.

Нижнее колено (рис. 10, е) поворачивается относительно рамы поворот­ной платформы на угол 80...85° при помощи одного гидроцилиндра или двух.

На подъемнике МШТС (рис.11) для подъема верхнего колена, где угол поворота достигает 270° служат гидроцилиндры 7 двустороннего действия, штоки которые соединя­ются с верхним коленом 4 при по­мощи канатно-блочной или ры­чажной передачи. Верхнее колено 4 поворачивается вокруг оси Б Б при помощи закрепленных на ниж­нем колене 10 гидроцилиндров 7 с двусторонними штоками 6. На оси Б Б заодно с верхним коленом вы­полнены блоки и 5, на которых при помощи зажимов закреплены ка­наты, одни концы которых соединяются непосредственно со штоками 6 при помощи резьбовых втулок а другие огибают свободу сидящие блоки 9 на оси А А. Оба гидроцилиндра действуют одновременно и при перемещении штоков блоки 3 и колено 4 поворачиваются против часовой стрелки. Канаты, закрепленные на противоположных концах штоков, оказываются при этом разгруженными.

При повороте верхнего рычага относительно горизонтально расположен­ного нижнего на угол более 90° натяжение в ветвях канатов меняется: верхний участок ветвей оказывается натянутым, а верхний правый участок и нижние ветви ненагруженными.

На вышках с механическим приводом секции соединяются между собой канатно-блочной системой (рис. 12, а), которая образует механизм раздвижки, состоящий из основной 11 и четырех выдвижных секций трубчатого сечения.

При вращении барабана лебедки канат 1, наматываясь, поднимает секцию 10, которая при помощи каната 2 и блока выдвигает секцию 9, через канат 3 — секцию 8 и через канат 4 — секцию 7 с рабочей площадкой 5 и грузом 6. . Ис­пользование нескольких параллельно действующих канатно-блочных сис­тем (рис. 12. б) или дополнительного блока (рис. 12, в) на нижней выдвижной секции предотвращает перекос секции и позволяет использовать канаты и бло­ки меньшего диаметра.

Канатно-блочные системы образуют механизм одностороннего действия, работающий на раздвижение телескопической мачты.

В обратную сторону секции перемещаются под действием силы тяжести площадки, груза и секций.

В комбинированном приводе механизма раздвижки мачты (рис. 12, г) первая секция 10 выдвигается двумя гидроцилиндрами 12.

На вышках с гидравлическим приводом мачта выполняется в виде теле­скопического гидроцилиндра. Секции выдвигаются под давлением подаваемой в гидроцилиндр рабочей жидкости — масла. Для того чтобы рабочая площадка не могла вращаться, секции гидроцилиндра фиксируют относительно друг дру­га шпонками. Основная, наружная, секция мачты крепится к опорному крон­штейну снизу при помощи шарового пальца, а в верхней части обоймой и дву­мя регулировочными винтами. Такое крепление позволяет при работе устанав­ливать мачту вертикально.

Для того чтобы секции мачты не упали при обрыве каната, уста­навливают замедлители или ловители. Замедлители выполняют, например, в виде компрессионных колец на нижних торцах секций, которые при движении сжимают находящийся в полости воздух, тем самым, ограничивая скорость движения до безопасной. Механические ловители при обрыве каната заклини­вают падающую секцию, при этом путь свободного падения составляет 5 см.

При транспортировании опорный кронштейн с мачтой поворачивается относительно рамы вышки, которая крепится к раме транспортного средства при помощи лебедки и каната укладки, а на вышках с гидравлическим приво­дом — гидроцилиндром. Секции мачты с канатно-блочным механизмом раз­движки в транспортном положении запираются канатом во избежание случай­ного перемещения секций, например, при резком торможении транспортного средства, и всю мачту закрепляют на кронштейне. На вышках с механическим приводом мачту поворачивают в рабочее положение тем же канатом, которым выдвигают нижнюю секцию.

Дополнительное оборудование вышек предназначается для устройства и ремонта линий электропередач и контактной сети. В люльке устанавливают укосину с лебедкой при помощи, которой поднимают грузы и натягивают про­вода, а также вильчатую подставку, которая воспринимает нагрузки от прово­дов.

Раздвижение мачты ножничного подъемника осуществляется с помощью гидроцилиндров.

На вышках с механическим приводом для установки мачт и телескопирования применяются лебедки.

Лебедкой называется грузоподъемное устройство, состоящее из дви­гателя, редуктора и барабана. Рассмотрим устройство и работу наиболее типичных лебедок.

Лебедка вышки ТВ-2 (рис. 13, а) заключена в корпусе 1. В нее установлен вал 9, на концы которого насажены два барабана 10 Червячная шестерня 2. си­дящая на валу, вращается червяком 3. Вал червяка опирается на стенки корпуса с помощью двух роликовых конических подшипников. Один конец червяка со­единен с помощью редуктора 4, фрикционной муфты предельного момента 8 и карданного вала 5 с реверсивной коробкой отбора мощности б, установленной на корпусе коробки передач автомобиля.

Лебедка включается рычагом 7, распо­ложенным на рабочем месте водителя. При среднем положении рычага (нейтральном) барабаны неподвижны. Переводом рычага в переднее или заднее положение лебедка включается с вращением барабанов в сторону наматывания или сматывания канатов. При перегрузке лебедки срабатывает муфта пре­дельного момента 8, прекращая вращение ба­рабанов лебедки при включенной коробке от­бора мощности и при работающем двигателе.

       Установка двух барабанов на общий тихоходный вал редуктора на вышках обес­печивает уменьшение нагрузки на канаты и повышает безопасность работы машины: при обрыве одного из канатов второй удержит грузоподъемник от падения.

Вышки ВТ-23 оборудованы дополнительной лебедкой для подъема груза. Основная и грузовая лебедки (рис. 13, б) объединены корпусом раздаточной коробки.

С помощью карданного вала 5 вращение вала коробки отбора мощности 6, установленной на раздаточной коробке автомобиля, передается на вал 14 раздаточной коробки лебедки. Перемещение» шестерен 11 и 12с рабочего мес­та водителя включаются два барабана 10, сидящие на общем валу червячного колеса, или один барабан 13. Два барабана 10, одновременно наматывая канат, поворачивают грузоподъемник из транспортного положения в рабочее и раз­двигают телескоп. Барабан 13 наматывает канат подъема груза. Для изменения направления вращения барабанов лебедки переключают соответствующие пе­редачи коробки передач. Лебедка оборудована устройством, автоматически вы­ключающим коробку отбора мощности, если телескоп грузоподъемника раз­двинут полностью.

На вышках с механическим приводом лебедка служит для поворота гру­зоподъемника из транспортного положения в рабочее и раздвижки телескопа.

Механизмы вращения

Механизмы вращения полноповоротных машин включают в себя ревер­сивный двигатель и редуктор с шестерней на выходном валу, которая входит в зацепление с неподвижным зубчатым венцом опорно-поворотного устройства. Для удержания платформы при стоящей на уклоне машине и при действии на машину поворачивающей ветровой нагрузки, а также для остановки платформы в заданном положении в механизм поворота включается тормоз.

На механизмах поворота платформы разрешено применение только лен­точных тормозов. Тормоза должны быть защищены от попадания масла и вла­ги.

Привод механизма вращения подъемника должен быть самотормозящим­ся или оборудован тормозом. При этом коэффициент запаса торможения дол­жен быть не менее 1,5.

Если торможение обеспечивается использованием свойств передачи (са­мотормозящая червячная передача) или двигателя (гидромотор), то тормоз не нужен. Чтобы избежать поломки машины при упоре рабочего обору­дования в препятствие во время по­ворота, между двигателем и редук­тором устанавливают предохрани­тельную муфту.

На кинематической схеме ме­ханизма вращения гидравлического подъемника (рис. 14) показаны: ак­сиально-поршневой гидромотор 1 с помощью жесткой муфты 11 пере­дает вращение червяку 10. Для бы­строй остановки механизма на сво­бодный конец червяка установлен ленточный нормально замкнутый тор­моз 9. Червяк 10 вращает червячную шестерню 2, насаженную на вал 3, пе­редавая вращение шестерням 4 и 8. Шестерня 8 сидит на общем валу с шестерней 6 и передает ей вращение.

Шестерня 6, обкатывая при сво­ем вращении шестерню 5 поворотного круга, поворачивает платформу. Все валы механизма смонтированы в стальном корпусе, состоящем из двух частей, на роликовых конических подшипниках. Червяк

10 и шестерня 5 смазываются жидким маслом, заливаемым в верхнюю полость корпуса. Шестерни 4 и 8 находятся в нижней по­лости корпуса и смазываются там более густым смазочным материалом.

Кинематическая схема электрического подъемника (рис. 15) работает следующим                               Рис. 15

образом: асинхронный электродвигатель 1 с помощью цепной муфты 2 передает вращение червяку 3, который вращает червячное колесо 4 и с его помощью вал 5 и вал второго червяка 7 соединены фрикционной предохра­нительной муфтой 6 обеспечивающей вращение червячного колеса 8, вала 9 и шестерни 10, обкатывающей неподвижную шестерню 11 поворотного крута.

Предохранительная муфта предельного момента. В нормальных услови­ях она передает мощность электродвигателя, обеспечивая поворот платформы.

Если платформа или установленный на ней грузоподъемник с рабочей пло­щадкой упрутся в препятствие, диски муфты начнут пробуксовывать и пово­рот при работающем электродвигателе прекратится, предотвращая поломку машины.

Все валы механизма смонтиро­ваны в корпусе механизма, состоящем из двух частей, на роликовых кониче­ских подшипниках. Эти механизмы пускают и останавливают, включая об­ратный ход или включая ход гидромо­тора или электродвигателя с пульта уп­равления машиной.

Стальные канаты

В конструкциях подъемников также как и цепи широко используются стальные канаты. Во время работы они испытывают большие нагрузки, поэто­му канаты должны обладать высокой прочностью и достаточной гибкостью. Прочность канатов во многом определяет безопасность работы подъемника, по­этому Правилами установлены определенные коэффициенты запаса прочности канатов в виде отношения минимальной разрушающей нагрузки к макси­мальной рабочей нагрузке на канат. Коэффициенты запаса прочности задаются в зависимости от назначения каната и режима работы механизма.

Для изготовления канатов используют проволоки одного или разных диаметров.

При изготовлении каната вокруг центрального сердечника укладывают шесть прядей и при скручивании получают семипрядный канат. Центральная прядь в расчетах каната на прочность не учитывается, поэтому канат с цен­тральным сердечником и шестью наружными прядями называют шестипрядным.

Канат (рис. 16) состоит из пряди 1, проволоки 2, сердечника 3.

Стальные проволочные канаты подразделяют по следующим признакам (ГОСТ 3241—80): по назначению — грузолюдские Г Л и грузовые Г; по меха­ническим свойствам проволоки — высшей марки В, первой и второй марки I и II (канаты марки II поставляют с согласия заказчика); по виду покрытия по­верхности проволоки — из проволоки без покрытия или оцинкованной прово­локи: для особо жестких условий работы ОЖ, для жестких условий работы Ж и для средних условий работы С; по направлению свивки — правой и левой Л; по сочетанию направлений свивки элементов каната: крестовой, односторонней О и комбинированной К; по способу свивки— нераскручивающиеся Н и раскру­чивающиеся Р.

Для оценки безопасности использования канатов применяют следующие критерии:

а)      характер и число обрывов проволок, в том числе наличие обрывов про­
волок у концевых заделок, наличие мест сосредоточения обрывов проволок,
интенсивность возрастания числа обрывов проволок;

б)      разрыв пряди;

в)      поверхностный и внутренний износ;

г)      поверхностная и внутренняя коррозия;

д)     местное уменьшение диаметра каната, включая разрыв сердечника;

е)      уменьшение площади поперечного сечения проволок каната (потери
внутреннего сечения);

ж)     деформация в виде волнистости, корзинообразности, выдавливания
проволок и прядей, раздавливания прядей, заломов, перегибов и т.п.;

з)      повреждения в результате температурного воздействия или электрического дугового разряда.

Правила предъявляют к канатам следующие требования:

В подъемниках применяют стальные канаты и цепи, которые должны от­вечать требованиям Правил, государственных стандартов и норма­тивных документов. Канаты и цепи должны иметь сертификат предприятия-изготовителя об их испытаниях. При получении канатов или цепей без серти­фиката их необходимо испытать в установленном порядке.

Канаты и цепи, не снабженные сертификатом об их испытании, к исполь­зованию не допускаются.

Крепление и расположение канатов на подъемниках должны исключать возможность спадания их с блоков или других механизмов, а также перетира­ния канатов вследствие соприкосновения с элементами конструкций или друг с другом. Зазор между канатом и устройством, исключающим его спадание с блока, должен составлять не более 20 % от диаметра каната.

Крепление конца каната должно быть выполнено с применением коуша путем заплетки свободного конца каната, установки зажимов или другим спо­собом по утвержденным нормативным документам. Количество зажимов долж­но быть не менее трех.

Конец каната на подъемнике может крепиться в стальной, кованой, штампованной или литой втулке клином. Применение сварных втулок не до­пускается.

Корпус втулки и клин не должны иметь острых кромок.

Если при замене каната на подъемнике в сертификате или свидетельстве об испытании каната дано суммарное разрывное усилие, то расчетное усилие Р должно быть определено умножением суммарного разрывного усилия на 0,83.

Разрывное усилие каната в целом - это нагрузка на растяжение, при кото­рой канат полностью рвется.

Суммарное разрывное усилие проволоки - это сумма разрывных усилий
всех проволок, составляющих стальной канат.       

Стальные канаты и цепи, применяемые в механизмах подъема колен, те­лескопических секций и следящей системе ориентации люльки, при проектиро­вании должны быть проверены расчетом.

Расчет каната или цепи на прочность проводят по формуле:

P / S > К,

где Р — разрывное усилие каната или цепи в целом, принимаемое по данным государственного стандарта или сертификата, Н;

S — наибольшее натяжение ветви каната с учетом КПД полиспаста и ди­намических нагрузок или усилие в цепи, Н;

К — коэффициент запаса прочности, который определяют согласно приложения № 2 к ФНП.