Ковшовые конвейеры и подъемники непрерывного действия 2 страница
12. Для чего применяют пластинчатые конвейеры? Чем они отличаются от ленточных? 13. Для чего применяют эскалаторы? Каковы особенности их устройства и работы? 14. Каково назначение ковшовых элеваторов? Опишите их устройство и принцип работы. Приведите формулу их производительности. Приведите их рабочие параметры. 15. Как устроены и как работают люлечные подъемники? наклонные подъемники с жестко прикрепленными к тяговому органу полками? пассажирские подъемники? 16. Каково назначение винтовых конвейеров, как они устроены и как работают? Назовите
виды винтов, каково их назначение? Приведите формулу производительности винтового конвейера. 17. Для чего применяют вибрационные конвейеры? Охарактеризуйте принцип их работы. 18. Каково назначение пневмотранспортных установок? Приведите их классификацию. Приведите и опишите принципиальную схему установки всасывающего действия. Какими факторами ограничено ее применение? Каковы преимущества и недостатки этих установок? Приведите и опишите принципиальную схему установки нагнетательного действия. Для чего применяют комбинированные установки из всасывающей и нагнетательной систем? Как они связаны между собой? Назовите преимущества и недостатки пневмотранспортных установок. Приведите формулу производительности пневмотранспортной установки. 19. Для чего предназначены погрузочно-разгрузочные машины? Приведите их общую классификацию. 20. Для чего предназначены вилочные погрузчики? Перечислите виды сменных рабочих органов. Приведите краткую классификацию вилочных погрузчиков. 21. Опишите устройство и рабочий процесс фронтального автопогрузчика. 22. Что такое кран-манипулятор? Каково его назначение? 23. Какие машины используют для погрузки сыпучих материалов? 24. Для чего предназначены одноковшовые погрузчики? Приведите их краткую классификацию. 25. Опишите устройство и рабочий процесс одноковшовых фронтальных погрузчиков. Приведите их основные параметры. Перечислите виды сменного и навесного оборудования фронтальных погрузчиков. 26. Как определяют производительность одноковшовых погрузчиков при работе с сыпучими и штучными грузами? 27. Какова структура погрузочной машины непрерывного действия? Опишите назначение, устройство и рабочие процессы передвижных ленточных конвейеров, погрузочных машин с винтовым и черпаковым загрузочными устройствами, с загребающими лапами.
ГЛАВА 6. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
6.1. Общие сведения В строительстве грузоподъемные машины используют для перемещения строительных материалов, монтажа строительных конструкций, погрузочно-разгрузочных работ на складах строительных материалов, монтажа и обслуживания технологического оборудования в процессе его эксплуатации. По характеру рабочего процесса все грузоподъемные машины являются машинами цикличного действия. По конструктивному исполнению и виду выполняемых работ их делят на домкраты, лебедки, подъемники, монтажные вышки и краны. Домкраты представляют собой винтовые, реечные или поршневые гидравлические толкатели для подъема грузов на незначительную высоту (до 0,6 м). Их используют на монтажных и ремонтных работах. Лебедками называют грузоподъемные устройства в виде приводимого вручную или двигателем барабана с тяговым рабочим органом - стальным канатом. Их применяют для прямолинейного перемещения грузов и используют как самостоятельные машины и как составные части механизмов более сложных машин. Подъемники применяют для вертикального перемещения грузов (грузовые подъемники) и людей (пассажирские подъемники), размещаемых в кабинах или на площадках. Подъемники, которые вместе с грузами могут поднимать и людей, называют грузопассажирскими. Вышки являются разновидностью подъемников, смонтированных на грузовых автомобилях. Краны являются универсальными грузоподъемными машинами. Их применяют для перемещения штучных и сыпучих грузов по пространственной трассе произвольной конфигурации и различной протяженности. Основной характеристикой грузоподъемной машины является грузоподъемность, под которой понимают наибольшую допустимую массу поднимаемого груза вместе с массой грузозахватных устройств. Кроме того, грузоподъемные машины характеризуются зоной обслуживания, в т. ч. высотой подъема груза, а также скоростями рабочих движений. Требования к проектированию, устройству, изготовлению, установке, ремонту, реконструкции и эксплуатации грузоподъемных машин и механизмов, грузозахватных органов, приспособлений и тары определяются Правилами Госгортехнадзора, которые обязательны для всех министерств, ведомств, объединений, организаций, предприятий и граждан, независимо от форм собственности. Этим требованиям должны соответствовать также грузоподъемные машины и их узлы, приобретаемые за рубежом. 6.2. Домкраты Домкраты являются простейшими грузоподъемными механизмами. Наиболее распространены реечные, винтовые и поршневые гидравлические домкраты. В настоящее время существует большое количество модификаций домкратов, типовые представители которых описаны ниже. Реечный домкрат (рис. 6.1) состоит из корпуса 1, в котором по направляющим перемещается стойка 2. При вращении рукоятки 5 движение стойке передается через
зубчатую пару 8 - 6 и реечную передачу. Груз может располагаться либо на поворотной головке 3 (рис. 6.1, а), Усилие Q (Н) на рукоятке при подъеме груза массой т (кг) определяют из уравнения моментов относительно оси зубчатого колеса, связанного с рейкой: mgd 2Rur\ где g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения; d0 - диаметр начальной окружности зубчатого колеса реечной передачи, м; R - длина рукоятки, м; и - передаточное число зубчатой передачи; л -КПД домкрата (г, = 0,65 ... 0,85).
Винтовой домкрат (рис. 6.2) состоит из винта 2 с прямоугольной или трапецеидальной резьбой, вращаемого рукояткой 6 в гайке 8, закрепленной в корпусе /. Груз размещается на поворотной головке 3. Рукоятка оборудована трещоткой, состоящей из зубчатого колеса 4, одетого на квадратную часть винта 2, и собачки 7, поджимаемой стопором 9 и пружиной 10. Поднимают и опускают груз качательными движениями рукоятки. Для положения собачки, показанного на рис. 6.2, при вращении рукоятки против
Усилие Q (Н) на рукоятке длиной R (м) при подъеме груза массой т (кг) определяют по формуле: q=JML. * 2nRr\ ' где / - шаг винта, м. КПД домкрата зависит от соотношения углов X и р и определяется как Л= tgX/tg(X+p). Грузоподъемность винтовых домкратов достигает 50 т при высоте подъема до 0,35 м. Известны также домкраты с машинным приводом, в винтовой паре которых во вращение приводится гайка, а винт перемещается только в осевом направлении. Гидравлический домкрат (рис. 6.3) состоит из цилиндра 6 с поршнем 5, насоса 1, всасывающего 3, нагнетательного 4 и спускного 7 клапанов, а также масляного бака 2. В качестве рабочей жидкости используется минеральное масло или незамерзающая смесь из воды со спиртом или глицерином. При возвратно-поступательном движении поршня насоса, приводимого рукояткой 8, рабочая жидкость засасывается из бака через клапан 5 -3 и нагнетается под поршень 5 через клапан 4, выталкивая его из цилиндра и поднимая груз на торцовой поверхности поршня. Опускают груз гравитационно после открытия спускного клапана. Усилие Q (Н) на рукоятке для подъема груза массой т (кг) определяют по формуле: 2. 1 Рис. 6.3. Гидравлический домкрат Q = mgd l{ D%4 где d и D - диаметры поршней насоса и гидроцилиндра (м); /] и /2 - плечи рукоятки, показанные на рис. 6.3 (м); л » 0,9 - КПД домкрата, учитывающий потери на трение в шарнире рукоятки, насосе и гидроцилиндре. Грузоподъемность гидравлических домкратов с ручным приводом может достигать 200 т при высоте подъема до 0,18 ... 0,2 м. Известны также гидравлические домкра-
ты грузоподъемностью до 500 т с приводом от отдельного насоса. Для подъема весьма больших грузов на малую высоту при монтажных и других строительных работах применяют системы из нескольких параллельно установленных домкратов, питаемых от общего приводного насоса.
6.3. Типовые элементы канатных подъемных механизмов
Канатные подъемные механизмы, состоящие из подъемных лебедок и полиспаст-ных систем, используют как самостоятельные подъемные устройства для подъема грузов и как составные части кранов и подъемников. Основой канатного подъемного механизма служит устройство, состоящее из барабана 1 (рис. 6.4, а), стального каната 2, системы блоков 3 - 5 и грузозахватного устройства 6. Вместо барабана может быть использован также канатоведущий шкив (см. ниже).
свитых прядей, при тройной - из нескольких канатов двойной свивки. В грузоподъемных машинах применяют, в основном, канаты двойной свивки. В центре такого каната помещается сердечник из органического волокна, пропитанный смазочным материалом и служащий базой для навивки вокруг него прядей. По типу свивки и касанию проволок между слоями в прядях различают канаты с точечным касанием (ТК) (рис. 6.5, а), с линейным касанием при одинаковом диаметре проволок по слоям в пряди (ЛК-О) (рис. 6.5, б), с линейным касанием при разных диаметрах проволок в наружном слое пряди (ЛК-Р) (рис. 6.5, в), комбинированные из ЛК-0 и ЛК-Р (рис. 6.5, г), с проволоками заполнения между слоями основ-
ных проволок (ЛК-3) (рис. 6.5, д) и с комбинированным точечно-линейным контактом (ТЛК) (рис. 6.5, е). По сочетанию направления свивки проволок в прядях и прядей в канате различают канаты односторонней (рис. 6.5, ж и з) и крестовой свивки (рис. 6.5, и и к). По направлению свивки бывают канаты правой (рис. 6.5, ж и и) и левой (Л) свивки (рис. 6.5, з и к), а по способу свивки - раскручивающиеся (Р) и нераскручивающиеся (Н). В механизмах грузоподъемных машин и такелажных приспособлениях применяют преимущественно шестипрядные канаты двойной крестовой свивки с одним органическим сердечником с числом проволок 6x19=114 и 6x37=222. В последнее время находят применение и семипрядные канаты (рис. 6.5, б и д) с центральной металлической прядью, прочность которых примерно на 15% выше, чем шестипрядных. Стальные канаты характеризуются диаметром, маркировочной группой проволоки и разрывным усилием каната в целом F0 (кН), по которому выбирают типоразмер каната, связанный с наибольшим усилием натяжения 5тах (кН) соотношением ^о = Smax Zp> (6-1) где Zp - минимальный коэффициент запаса прочности, зависящий от вида, назначения, режима работы машины и механизма (для неподвижных канатов Zp = 2,5 ... 5; для подвижных канатов Zp = 3,15 ... 9). Для канатов, устанавливаемых в механизмах для подъема людей, запас прочности принимают по максимальным из приведенных значений. Для крепления свободных концов каната к элементам конструкции машин применяют разнообразные коуши и зажимы: в фасонной втулке закладным клином (рис. 6.6, а), в конической втулке загибом концов проволок с заливкой их легкоплавким металлом (рис. 6.6, б), в коуше заплеткой (рис. 6.6, в) или канатным зажимом (рис. 6.6, г). Крепление свободного конца каната на барабане см. ниже. Канатный блок представляет собой установленное на оси на подшипниках качения (рис. 6.7, а) или скольжения (рис. 6.7, б) чугунное или стальное колесо с V- образным ручьем на его ободе для укладки в нем каната (рис. 6.7, в). Блоки предназначены для изменения направления каната. Во избежание спадания каната с блока на оси последнего устанавливают ограждающий блок кожух 1 (см. рис.6.9). При огибании блока канатом более растянутыми, а следовательно, более нагруженными оказываются проволоки, находящиеся на большем расстоянии от оси блока.
Блоки могут быть установлены единично (см. блок 3 на рис. 6.4, а) или группами на единой оси (блоки 4, 5), называемыми блочными обоймами. Ради наглядности изображения блоки в каждой из указанных групп показаны раздвинутыми. Единичные блоки, называемые отклоняющими, служат для изменения направления каната, а блоки, объединенные в обоймы, вместе с канатом образуют полиспаст, кратно преобразующий входной параметр - скорость vK навивки каната на барабан в выходной параметр -скорость подъема груза vr (vK < vr). Отношение i = vK / vr называют кратностью полиспаста. В таком же отношении, с учетом потерь энергии на трение каната о боковые стенки ручьев блоков, в подшипниках блоков и деформации проволок в канате при перегибах на блоках, учитываемых КПД полиспаста г), преобразуется сила тяжести груза вместе с грузозахватными приспособлениями mg в усилие в навиваемой на барабан ветви каната
(6-2)
Верхнюю блочную обойму полиспаста, называемую неподвижной, подвешивают к каркасу здания или элементам грузоподъемной машины. Нижнюю обойму называют подвижной или крюковой из-за наличия на ней крюковой подвески. При подъеме груза на высоту h (между уровнями lull) (см. рис.6.4, а) каждая из четырех ветвей каната, на которых подвешен груз, укоротится на h, а длина ветви, навиваемой на барабан, увеличится суммарно на Ah. Отношение увеличения длины навиваемой на барабан ветви каната к высоте подъема груза составит 4. Очевидно, что в таком же отношении будут находиться между собой также скорости навивки каната vK и подъема груза vr. Следовательно, кратность показанного на рис. 6.4, а полиспаста равна четырем. Тем же способом можно доказать, что кратность полиспаста, изображенного на схеме рис. 6.4, б, равна двум, а на рис. 6.4, в - трем. Из этого следует простое правило: кратность полиспаста численно равна числу ветвей каната, на которых подвешен груз. Кратность полиспаста всегда есть целое число. Заметим, что при четной кратности конец каната закреплен на неподвижной, а при нечетной - на подвижной обойме. Приведенное правило справедливо для полиспастов с навивкой на барабан одной ветви каната. Если же на один или на два барабана навиваются две ветви (рис. 6.4, г), то
каждая из этих ветвей удлинится на hn/2 (n - число ветвей каната, на которых подвешен груз). Таким образом, приведенное выше правило в общем случае можно сформулировать так: кратность полиспаста равна отношению числа ветвей каната, на которых подвешен груз, к числу ветвей, навиваемых на приводной барабан. КПД полиспаста определяют по формуле:
где г)д - КПД одного полиспастного блока; i - кратность полиспаста. Для полиспастов кратности не выше четырех КПД допустимо определять по формуле:
где п - число блоков в полиспасте. Заметим, что крайний со стороны барабана блок верхней обоймы является отклоняющим, но не полиспастным. Для определения КПД всей канатно-блочной системы следует учесть также КПД отклоняющих блоков (на схеме рис. 6.4, а - блок 3 и первый из блоков 4):
где Лоткл " КПД одного отклоняющего блока; р - число отклоняющих блоков. Предполагается, что все отклоняющие блоки имеют одинаковые КПД. КПД блока зависит от угла его обхвата канатом - чем больше этот угол, тем меньше КПД. Однако эти различия несущественны, и для всех блоков с углом обхвата от 90 до 180° можно принимать При выборе типоразмера каната в составе полиспаста сначала, в соответствии со схемой канатоведения, по формулам (6.3) - (6.5) определяют КПД канатной системы, с использованием которого и по заданной грузоподъемности по формуле (6.2) определяют наибольшее усилие в канате, а затем, по формуле (6.1), в зависимости от назначения полиспаста - минимальное требуемое разрывное усилие в канате. Типоразмер каната назначают по его разрывному усилию в соответствии с действующими стандартами. В зависимости от маркировочной группы - предела прочности проволок каната - полученному минимальному разрывному усилию могут соответствовать несколько диаметров каната. При прочих равных условиях предпочтение следует отдавать более дешевому канату меньшей маркировочной группы. Окончательное решение принимается на основе анализа геометрических и кинематических параметров всего механизма. Пусть требуется выбрать типоразмер каната для четырехкратного полиспаста грузоподъемного механизма, показанного на рис. 6.4, а, при грузоподъемности 25 т. Все блоки установлены на подшипниках качения. Полиспаст работает в легком режиме. Рассчитываемая канатно-блочная система содержит 3 полиспастообразующих и два отклоняющих блока. Используя формулы (6.4) и (6.5), найдем КПД канатно-блочной системы:
Наибольшее усилие в ветви каната, навиваемой на барабан (6.2), составит:
Минимальный запас прочности для подвижных канатов, работающих в легком режиме, составляет Z. = 3,15 ... 3,55. Принимаем Zp = 3,35. Требуемое минимальное значение разрывного усилия каната (6.1):
Согласно ГОСТ 2688-80 может быть принят шестипрядный канат двойной свивки с линейным касанием проволок в прядях типа ЛК-Р с одним органическим сердечником следующих типоразмеров: Эти варианты используются в последующем анализе с учетом параметров всего механиз-
ма, по результатам которого принимается окончательное решение о типоразмере каната. Барабаны (рис. 6.8) цилиндрической формы с бортами (ребордами) для предотвращения соскальзывания каната изготовляют из чугунного или стального литья или сварными из листовой стали. Канат укладывается на барабане в один слой (однослойная навивка) или в несколько слоев (многослойная навивка). В первом случае рабочая поверхность барабана имеет канавки (рис. 6.8, а), а во втором случае ее выполняют глад-
кой (рис. 6.8, б). При однослойной навивке двух ветвей каната канавки нарезают зеркально от середины барабана: одна половина с правой нарезкой, другая - с левой. Конец каната закрепляют на барабане клином (рис. 6.8, а, узел II), винтом (рис. 6.8, б, узел III) или прижимными планками с болтами на рабочей поверхности барабана (рис. 6.8, виг) или на его реборде. Основными параметрами барабана являются его диаметр D5 (мм), длина рабочей поверхности /0 (мм) по осям поперечных сечений крайних витков каната, канатоемкость (общая длина навиваемого на барабан каната) L (мм) и связанное с ней число слоев навивки каната т, диаметр барабана по ребордам Dp (мм), частота вращения п5 (об/мин). При однослойной навивке, кроме того, шаг Ъ (мм) нарезки канавок. Геометрические размеры барабана определяют в зависимости от диаметра каната dK (мм), диапазона вертикального перемещения груза Н (м) и кратности полиспаста i. По условиям обеспечения требуемой долговечности каната минимальное отношение диаметра барабана ?>0 по первому слою навивки каната к диаметру каната, в зависимости от режима работы механизма, принимают не менее е - 11,2 ... 25. Канатоемкость L (мм) равна длине каната, навиваемого на барабан при подъеме груза из наиболее низкого в наиболее высокое положение, сложенной с длиной 1,5 ... 2 запасных витков лзап каната на барабане для разгрузки крепления к нему каната:
Чтобы на участке от барабана до первого отклоняющего блока канат не отклонялся от своего среднего положения более чем на 4°, рабочую длину барабана ограничивают значением, равным его трехкратному диаметру. Во избежание сползания каната с барабана при многослойной навивке реборды барабана должны возвышаться над последним слоем навивки не менее чем на 2dK. Проиллюстрируем изложенное примером. Определим геометрические параметры барабана грузоподъемного механизма по исходным данным предыдущего примера при высоте подъема Я = 40 м и диаметре каната dK = 21 мм. Принимаем е = D0 m\n/dK =18. Минимальный диаметр барабана по первому слою навивки каната:
Минимальный конструктивный диаметр барабана:
Канатоемкость барабана при я3ап =1,5:
Максимально допустимая длина рабочей поверхности барабана:
Число витков каната на одном слое длиной l0 тах, не более:
Число слоев навивки каната на барабан (не менее) найдем из уравнения
Частоту вращения барабана п5 (об/мин) обычно определяют по условию обеспечения скорости подъема груза vr (м/с) на среднем слое навивки. Из-за изменения диаметра барабана по слоям навивки при расчетном значении щ и навивке каната на нижележащих слоях скорость vr будет меньше, а на вышележащих слоях - больше, чем при навивке на среднем слое. Так, если средняя скорость подъема груза рассмотренным в предыдущем примере грузоподъемным механизмом составляет vr = 0,15 м/с, то требуемая для этого частота вращения барабана определится как
Принимаем
Простейшими грузозахватными устройствами являются однорогие 3 (рис. 6.9, а) или двурогие 4 (рис. 6.9, б) крюки. Они предназначены для подвешивания к ним грузов непосредственно или с помощью чалочных устройств или захватов. Однорогие крюки применяют для работы с грузами до 75 т> а Двурогие - для грузов от 5 т и выше. Крюки изготовляют из стали ковкой или штамповкой, а также и массе груза 50 т и более) пластинчатыми из листового металла.
спаренных стропов 1 с уравнительными Рис. 6.11. Способы заделки концов стропов блокши ^ двухпетлевые стропы подоб.
Рис. 6.12. Четырехветвьевой строп Усилие натяжения ветви стропа (Н), поднимающего с уравнительными блоками груз массой т (кг) определяют по формуле:
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ![]() ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1238)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |