Лекция №1 КЛАССИФИКАЦИЯ, ВЫБОР, РЕЖИМ РАБОТЫ ПТУ

КУРС ЛЕКЦИЙ

по дисциплине«Грузозахватные и грузоподъемные машины и оборудование»

направления 131000 «Нефтегазовое дело»

Краснодар 2014

ВВЕДЕНИЕ

Значительное количество технических устройств для строительства, ремонта и обслуживания линейной части трубопроводного транспорта сами являются грузоподъемными машинами или имеют конструктивные элементы грузоподъемных механизмов. Большинство конструктивных типов подъемно- транспортных машин определяется, с одной стороны, чрезвычайным разнообразием видов и свойств перемещаемых грузов, а сдругой — обилием форм рабочих перемещений грузов.

От рационального выбора типа подъемных и транспортирующих устройств, правильного определения их основных параметров, а также хорошо организованной их эксплуатации в немалой степени зависит весь производственный процесс строительства и обслуживания трубопроводных систем. Вот почему от каждого инженера требуется обстоятельное знакомство с конструктивными и эксплуатационными свойствами подъемно — транспортных машин, овладение методами их расчета, конструирования и практического применения. Этой цели — ознакомлению будущего инженера с указанным комплексом сведений и предназначено данное методическое пособие.

Лекция №1 КЛАССИФИКАЦИЯ, ВЫБОР, РЕЖИМ РАБОТЫ ПТУ

Классификация подъемно-транспортных устройств

Все многообразие подъемно-транспортных устройств можно разделить на три группы:

1. Грузоподъемные устройства -представляют собой группу подъемно-транспортных устройств с присущим им механизмом подъема груза и предназначенных для перемещения грузов преимущественно отдельными порциями. Среди них выделяют подгруппы:

-подъемные механизмы;

-краны;

-подъемники;

2. Устройства непрерывного транспорта-представляют собой группу подъемно-транспортных устройств, у которых наличие механизма для подъема груза не является обязательным и которые предназначены для перемещения грузов непрерывным потоком:

-конвейры;

-перегрузочные машины;

-вспомогательные устройства;

-гидравлические устройства;

-пневматические устройства;

3. Устройства наземного и подвесного транспортапредставляют собой группу подъемно-транспортных устройств у которых наличие механизма для подъема груза также на является обязательным и которые предназначены для перемещения грузов преимущественно отдельными порциями:

-безрельсовые тележки;

-узкоколейные вагонетки;

-маневровые откаточные устройства;

-подвесные рельсовые дороги;

-скреперные устройства.

Выбор типа ГПМ

Как видно из классификации подъемных механизмов они отличаются большим разнообразием. Поэтому одну и ту же задачу можно решить различными способами с помощью разных типов устройств.

Выбор типа устройств по своим свойствам наиболее соответствующих всем требованиям и условиям каждого данного конкретного случая, представляет весьма важный ответственный элемент составления всего проекта транспортного оборудования предприятия и требует не только специальных знаний о конструктивных и эксплуатационных свойствах самих транспортных устройств, но и детального знакомства с организацией производства предприятия.

К основным техническим факторам выбора типа устройств, с помощью которых может быть целесообразно механизирован тот или иной процесс относятся:

1. Съемное грузозахватное приспособлениеmсг- устройство некоторой массой тсг, соединяющее груз с краном. Съемное грузозахватное приспособление легко снимается с подъемного устройства и отсоединяется от груза.

2. Грузоподъемность полезная mп - груз некоторой массой mп, поднимаемый краном и подвешенный при помощи съемных грузозахватных приспособлений или непосредственно к несъемным грузозахватным приспособлениям.

Рисунок 1 Массы ГПМ

3. Грузоподъемность неттотн - груз некоторой массой тн, поднимаемый краном и подвешенный при помощи несъемных грузозахватных приспособлений. Масса тн представляет собой сумму значений массы груза, соответствующего полезной грузоподъемности тп и съемных грузозахватных приспособлений mсг, определяется по формуле: тн = тп + mсг

4. Грузоподъемность миди тм- Груз массой тм, поднимаемый краном и подвешенный к нижнему концу подъемного средства.

Масса тм представляет собой сумму значений массы груза, соответствующего полезной грузоподъемности тп, съемных грузозахватных приспособлений mсг и несъемных грузозахватных приспособлений тнг, определяется по формуле:тм = тп + mсг + тнг

5. Грузоподъемность брутто тб - Груз массой тб, подвешенный непосредственно к крану, к грузовой тележке или к оголовку стрелы. Масса тб представляет собой сумму значений массы груза, соответствующего полезной грузоподъемности тп, съемных и несъемных грузозахватных приспособлений mсг и тнг и подъемного средства тпс,определяется по формуле: тб = тп +mсг + тнг + тпс

6.Момент грузовой: М = Q*L - произведение величин грузоподъемности Q и соответствующего ей вылета L.

Рисунок 2 Рабочий и проектный вылет

7. Момент грузовой опрокидывающий: МА = Q*L - Произведение величин грузоподъемности Q и соответствующего вылета от ребра опрокидывания А.

8. Вылет L – Расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части до вертикальной оси грузозахватного органа при установке крана на горизонтальной площадке.

8.1. Вылет проектный – Вылет, определенный без нагрузки на крюке.

8.2. Вылет рабочий – Вылет, определенный с грузом на крюке.

9. Вылет от ребра опрокидывания – Расстояние по горизонтали от ребра опрокидывания до вертикальной оси грузозахватного органа при установке крана на горизонтальной площадке.

9.1. Вылет проектный от ребра опрокидывания - Вылет от ребра опрокидывания, определенный без нагрузки на крюке.

9.2. Вылет рабочий от ребра опрокидывания - Вылет от ребра опрокидывания, определенный с грузом на крюке.

Рисунок 3 Диапазон подъема ГПМ

10. Высота подъема Н - расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем положении.

12. Глубина опускания h - расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в нижнем рабочем положении.

13. Диапазон подъема.

14. Скорости рабочих движений.

15. Конструктивная масса.

16. Общая масса.

17. Нагрузка на колесо – Величина наибольшей вертикальной нагрузки, передаваемой одним ходовым колесом на крановый путь или на ось.

18. Задний габарит – Наибольший радиус поворотной части крана со стороны, противоположной стреле.

19. Колея – для кранов стрелового типа – расстояние по горизонтали между осями рельсов или колес ходовой части крана. Для грузовых тележек – расстояние между осями рельсов для перемещения тележки.

20. База – Расстояние между осями опор (тележек) крана, измеренное вдоль пути.

21. База выносных опор – Расстояние между вертикальными осями выносных опор, измеренное вдоль пути.

22. Расстояние между выносными опорами - Расстояние между вертикальными осями выносных опор, измеренное поперек пути.

23. Контур опорный – Контур, образуемый горизонтальными проекциями прямых линий, соединяющих вертикальные оси опорных элементов крана (колес или выносных опор).

24. Уклон пути – Уклон, на котором допускается работа крана.

25. Габарит приближения – Пространство, определяемое условиями безопасности при работе крана вблизи сооружений, из пределов которого может выходить лишь грузозахватный орган при выполнении рабочих операций.

26. Устойчивость крана – способность крана противодействовать опрокидывающим моментам.

27. Устойчивость грузовая - способность крана противодействовать опрокидывающим моментам, создаваемым массой груза, силами инерции, ветровой нагрузкой рабочего состояния и другими факторами.

28. Устойчивость собственная - способность крана противодействовать опрокидывающим моментам при нахождении крана в рабочем (в том числе без груза) и нерабочем состояниях.

2. Тип и свойства подлежащих перемещению грузов (штучные или насыпные грузы, их объем, вес, форма, материал, и.т.п.);

3. Потребная производительность установки достигается за счет частоты работы или увеличения грузоподъемности;

4. Способы укладывания грузов;

5. Характеристика выполняемых технологических процессов;

6. Местные условия;

Также при выборе типа устройств следует учитывать капитальные и эксплуатационные затраты.

Схема подъемного механизма.

Подъемные механизмы всех современных кранов независимо от их типа и назначения построены по одной принципиальной схеме (рисунок 1).

Ворот состоит из цилиндрического барабана, на который навивается канат (или цепь) с подвешенным к нему грузом, и вала с рукояткой. Натяжение каната Т_о, равное в данном случае весу груза G, создает на валу барабана грузовой момент

. (1)

При всех условиях работы этого механизма: подъеме груза, удержании его в неподвижном положении навесу и опускании — грузовой момент М_гр должен уравновешиваться (не учитывая пока сопротивлений механизма) моментом двигателя М_р:

, , . (2)

Так как усилие рук человека, даже при кратковременной работе, рекомендуется принимать не более Р_max=30 кг, увеличение радиуса рукоятки R ограничивается длиной руки, а уменьшение диметра барабана — жесткостью каната, то груз, который может быть поднят при помощи такого ворота, невелик. На практике же, в большинстве случаев, приходится иметь дело со значительно большими грузами, когда непосредственное соединение вала двигателя (в частном случае — рукоятки) с валом барабана неприемлемо, так как М_р<М_гр, и, поэтому, приходится вводить в подъемный механизм передаточный механизм (рисунок 1б) для увеличения M_p до значения М_гр. Передаточное отношение этого механизма:

; (3)

С учетом потерь в передаточном механизме, в подшипниках вала барабана и от жесткости каната:

, (3)

где η— общий к.п.д. подъемного механизма.

Передаточный механизм представляет собой наиболее сложную и дорогую часть подъемного механизма. Габаритные размеры, вес и стоимость передаточного механизма находятся в прямой зависимости от его передаточного отношения. Поэтому при проектировании подъемных механизмов, естественно, всегда стремятся довести до возможного минимума передаточное отношение передачи между валом двигателя и валом барабана. Если при малых грузоподъемностях груз подвешивается либо совсем без полиспаста, либо на одном подвижном блоке, то при больших грузоподъемностях кратность полиспаста доводят до 16.Полиспаст – система подвижных и неподвижных блоков грузоподъемной машины.

Рисунок 1— Схемы подвесных механизмов: а —механизм подъема без полиспаста, б—механизм подъема с передачей, в—механизм подъема с полиспастом, г—механизм подъема со сдвоенным полиспастом.

Кроме рассмотренных узлов подъемного механизма, в нем обязательно должно быть предусмотрено устройство для надежного удержания поднятого груза на весу, а также устройство для регулирования скорости его опускания. В большинстве случаев обе эти функции осуществляются одним механизмом — тормозом, который может быть установлен на любом валу подъемного механизма.

Таким образом, в общем виде любой подъемный механизм можно представить состоящим из следующих основных узлов (рисунок 2):

1– сварная рама из гнутых и сварных элементов,

2 –электродвигатель механизма подъема,

3 –муфта с тормозным шкивом,

4 –регулируемый электрогидравлический тормоз,

5 –цилиндрический редуктор,

6 –канатный барабан,

7– подшипника барабана,

8 – конечный выключатель,

9 – индикаторный датчик,

10 –крепление конца барабана,

11 –механизм предотвращающий выход каната из канавки при его ослаблении.

Рисунок 2 —Лебедка механизма подъема

Кюбели. Грейферы.

Кюбели и грейферы особая самостоятельная группа грузозахватных механизмов.

Кюбели - грузозахватные устройства применяемые для работы с сыпучими материалами ( грунт, песок, гравий). Опрокидные кюбели подвешиваются к крюку крана с помощью бугеля. Опрокидываются они вокруг своей горизонтальной оси. Центр тяжести нагруженного кюбеля выбирается в таком месте которое позволило бы кюбелю во время перемещения удерживаться в вертикальном положении защелкой. Когда сбрасывают защелку, кюбель опрокидывается и перемещаемый груз выпадает из него. Так как центр тяжести порожнего кюбеля расположен ниже точки опрокидывания, кюбель после разгрузки автоматически возвращается в вертикальное положение.

Рисунок. 2 Опрокидной кюбель

На рисунке 2 показан опрокидной кюбель с пологой передней стенкой. Такая форма стенки позволяет подавать кюбель к откосу штабеля так, что материал в него попадает большей частью самотеком и лишь остаток забрасывается лопатами. Существует несколько типов кюбелей :

- кюбели с разгрузкой через боковые стенки или днище;

- раскрывающиеся кюбели.

Грейферы. Применение кюбелей позволяет автоматизировать процесс разгрузки но не позволяет автоматизировать процесс погрузки. Некоторые конструкции кюбелей требуют присутствие рабочих даже при разгрузке. Эти недостатки делают их не рациональными при перегрузки сыпучих материалов в значительных количествах. В таких случаях рационально применять грейферы с механическим захватыванием и автоматической разгрузкой материала. Наиболее распространенный тип грейфером представлен на рисунке 3.

Рисунке 3. Двухканатный симметричный грейфер.

Существующие грейферы можно разделить на 3 класса:

- двухканатные;

- одноканатные;

-моторные;

Лекция 5. БЛОКИ, ПОЛИСПАСТЫ

Блоки разделяются на неподвижные (направляющие) и подвижные. Блоки с неподвижными осями называются направляющими потому, что они служат для изменения направления гибкого подъемного органа (каната).

Неподвижные блоки.Рисунке 1 а и б приведены схемы неподвижных блоков. Канат, проходит через блок, на одном конце нагружен весом груза Q, а на другом – тяговым усилием Z. Путь тяговой силы S равен пути груза h. Тяговое усилие без учета сопротивлений в блоке: Z₀ = Q.

В действительностиже вследствие сопротивлений в блоке ( сопротивление гибких органов изгибу и сопротивление в подшипниках) Z > Q.

Свойство жесткости в канатах при огибании блоков проявляется в том, что канат, набегая на блок, не сразу принимает его кривизну, а сначала отклоняется от него на величину L во внешнем направлении (рис 3, В); сбегая с блока он примерно на такую же величину отклоняется во внутреннем направление. Это приводит к тому, что плечо силы Q при набегании каната увеличивается, а плечо силы Z при сбегании каната уменьшается.

В состоянии равновесия:

Z = (R cosᾠ - L) = Q (R cos ᾠ + L)

и тогда соотношение величин усилий будет равно:

Откуда после деления получим, (пренебрегая некоторыми величинами):

Z ≈ Q (1+ .

Сопротивление в подшипниках блоках:

W = ∑(Q + Z₀) μ d / 2R ≈ Qμ d / R

где – d – диаметр оси блока;

μ – коэффициент трения.

Давление на ось блока:

Результатирующие давление на ось блока Р проще всего определяется графическим путем, как показано на рис 1 А. При α =180⁰ ветви каната будут параллельны и

∑ = (Q + Z₀) ≈ Q + Z₀ ≈ 2Q = P

Тяговое усилие:

Z ≈ Q .

Коэффициент сопротивления блока:

Представляет собой собой соотношение веса груза Q и тягового усилия Z. Выражается как:

Е = Z / Q;

или

Е = 1/ η

где η – к. п. д. блока.

Следовательно если добавить величину жесткости каната, то получим:

Е = 1/ η = .

Коэффициент сопротивления в блоках, помимо жесткости канатов, зависит от типа подшипников и рода смазки осей блоков. По смазке смотри справочные данные.

Подвижные блоки: блоки с подвижными осями называются подвижными. В них к оси может быть приложен груз или сила, поэтому подвижные блоки различают:

- для выигрыша в силе;

- выигрыша в скорости.

Блоки для выигрыша в силе. Путь силы у этого блока равен двойному пути груза

S = 2 h;

C = 2 v.

Где – С – скорость силы;

v – скорость груза.

Блок для выигрыша в скорости. Путь силы у этого блока равен половине пути груза:

S = h / 2;

С = v /2

Без учета сопротивлений в блоке!!!

Полиспасты.

Полиспастом называют систему подвижных и неподвижных блоков. Полиспасты как и блоки разделяются на два типа:

- полиспасты для выигрыша в силе;

- полиспасты для выигрыша в скорости.

Полиспасты для выигрыша в силев свою очередь делят на два типа:

- полиспасты, у которых канат сбегает с неподвижного блока;

- полиспасты, у которых канат сбегает с подвижного блока.

В подъемных машинах преимущественно применяются полиспасты для выигрыша в силе и только в редких случаях ( в гидравлических или пневматических подъемниках ) – используются полиспасты для выигрыша в скорости. Как самостоятельные подъемные устройства полиспасты имеют второстепенное значение; они применяются главным образом как средство силовой передачи в механизмах лебедок и кранов.

Полиспасты вводятся в подъемный механизм для уменьшения натяжения гибкого органа и грузового момента на барабане. Конечной экономической целью введения полиспаста является уменьшение передаточного отношения механизма, а, следовательно его размеров и стоимости.

Основной характеристикой полиспаста является его кратность in,, представляющая собой число ветвей гибкого органа, на которых подвешивается поднимаемый груз. Этo определение нельзя распространять на сдвоенные системы (рисунок 12- в), представляющие два параллельно работающих полиспаста. Хотя груз подвешен здесь на четырех ветвях, этот полиспаст является сдвоенным двухкратным (in = 2), а не четырехкратным. На рисунке 2 приведены несколько характерных схем крановых полиспастов.

Схемы крановых полиспастов: а – одинарный двух кратный; б – одинарный трехкратный; в, д – сдвоенный двухкратный; г – сдвоенный трехкратный.

Следует отметить на схеме особенность блока А, который по существу не является элементом полиспаста и не вращается при подъеме и опускании груза, а служит исключительно для устранения перекосов подвески от неравномерной вытяжки каната, небольших отклонений в диаметре барабана и каната и прочих случайных причин. Поэтому, блок А и называется уравнительным. Ввиду того, что уравнительный блок почти не вращается и канат не подвергается на нем повторным изгибам, диаметр его можно делать значительно меньше (обычно на 40%), чем у рабочих блоков.

Сопротивления всех блоков полиспастной системы предопределяют неравномерное распределение нагрузки G по ветвям гибкого органа. Для расчета подъемного механизма необходимо определение натяжений гибкого органа и

(15)

максимальной его величины. Исходным положением для решения этой задачи является равенство (15):

Зависимость между натяжениями Т1 … Т4, входящими в вышеприведенное уравнение, определяется соотношением между натяжениями набегающей и сбегающей ветвей у всех блоков полиспаста , где η – КПД блока. Для блоков 2, 3 и 4, соответственно, имеем:

(16)

Подставив эти значения в основное уравнение, получим

(17)

Очевидно, что натяжение Т1 будет наибольшим из Т1…Т4. Если ветвь Т1 идёт прямо на барабан, то Т1= Тmax, по которому ведётся весь дальнейший расчёт подъёмного механизма.

КПД всей полиспастной системы определяется как

.

(18)

Структура последнего уравнения показывает, что понижение к. п. д. полиспаста идет не пропорционально его кратности, а прогрессивно, как показано на диаграмме (рисунок 13). Это обстоятельство надо учитывать при выборе кратности полиспаста.

Диаграмма зависимости к.п.д. полиспаста от его кратности

Использование сдвоенных полиспастов.

Недостатки непосредственного подвешивания грузов к концу каната или использования в механизмах подъема простых полиспастов для выигрыша в силе следующие:

- ветви каната находятся в одной плоскости, в силу чего может происходить раскачивание груза;

- большие диаметры канатов и блоков;

- груз при подъеме получает горизонтальное перемещение, так как канат, наматывается на барабан, должен передвигаться по всей его длине.

Чтобы избежать этих недостатков, применяют особенно для механизмов подъема лебедок и кранов электроприводов, сдвоенные полиспасты, обеспечивающие строго вертикальный подъем грузов и более устойчивое его

положение. Эти полиспасты поднимают груз двойным количеством ветвей каната по сравнению с простым полиспастом.

Кроме того, одной из главных причин применения полиспастов для выигрыша в силе механизма подъема является необходимость уменьшения нагрузки на канат, что позволяет использовать канат меньшего диаметра, меньшей стоимости, и соответственно с меньшим диаметром барабанов и блоков. Как следствие уменьшается размер и вес всего механизма в целом.

Сдвоенный полиспаст с четырьмя ветвями (в) применяется для подъема грузов до 25 тонн.

Сдвоенный полиспаст с восьмью ветвями имеет меньше применение однако его возможности позволяют поднимать грузы весом до 75 тонн.

Для грузоподъемностей свыше 100 тонн используются полиспасты с 12 несущими ветвями.

Канатные барабаны.

1. общая конструкция Барабаны состоят из ряда основных элементов:

-тело барабана;

- реборды

-канавки для укладки каната;

-подшипники качения.

Барабаны для канатов обычно изготовляют гладкими с высокими бортами, чтобы можно было навивать канат в несколько слоев. Это позволяет значительно сократить длину барабана.

При выборе канатного барабана необходимо учитывать следующие параметры:

- Диаметр барабана выбирается из соотношения:

D > I0d .

Барабаны для проволочных канатов изготовляют из чугуна, реже — из стального литья или посредством сварки. К.п.д. с учетом трения в подшипниках 0,95. Диаметр барабанов зависит от диаметра каната.

- Радиус и профиль канавок. При машинном приводе барабан обязательно снабжают винтовыми канавками для того, чтобы канат правильно укладывался и меньше подвергался износу.

Радиус винтовых канавок должен быть выбран с таким расчетом, чтобы не получилось заклинивания каната. По профилю канавки разделяют на нормальные и глубокие.

Число витков на барабане для одной ветви. Барабаны, на которые наматывается одна ветвь, имеют только одну спираль канавок – правую. Барабаны для двух ветвей - две спирали: правую и левую.

Число витков на барабане для одной ветви:

Z = (Hi/πD) +2

где: i – передаточное отношение полиспаста;

D – диаметр барабана;

Н – высота подъема груза, число 2 прибавляется для зап. витков по нормам технадзора.

Длина резьбы на барабане:

L=z s

Где s-шаг резьбы.

Полная длина барабана( для одной ветви):

L = ((2Hi / πD )+7) / s

Толщина стенки барабана: Толщина стенки чугунного барабана вычисляют по эмпирической формуле

T = 0,02 D + (0,6 – 1,0) cm.

2. крепление каната Все конструкции крепления конца каната на барабане основаны на использовании сил трения.

На практике наиболее часто используют следующие типы крепления каната:

- с помощью нажимных болтов в теле барабана делается отверстие в которое вкладывается конец закрепляемого каната. Затем в это отверстие вкладывается прижимная планка с выступом. Планку зажимают двумя болтами. Преимуществом такого метода является возможность быстрой замены каната.

- клиновое крепление. Канат обводят вокруг стального клина и вместе с клином вставляют в отверстие в теле барабана. Выемка на барабане должна быть выполнена с уклоном чтобы имелась возможность заложить клин как с одной так и другой стороны.

- крепление с помощью наружных накладок. Стальная накладка имеет с внутренней стороны две канавки для каната и между ними отверстие для болта или шпильки.

Цепные барабаны применяются гораздо реже канатных и только в особых случаях для ручных поворотных кранов грузоподъемностью до 5 т. К.п.д. барабана с учетом трения в подшипниках составляет 0,94 - 0,96. Материал — чугун. При выборе барабана учитывают следующие параметры:

- Диаметр барабана

D > 20d (d — диаметр цепной стали).

Обычно барабаны для сварных цепей имеют винтовую резьбу с канавками (рис 1, а) для направления цепей при навивке.

- Шаг винтовой резьбы

s = В + (2 - 3) мм,

где b — внешняя ширина звена цепи.

- Ширина канавки

С = l,2d.

Число витков определяется длиной наматываемой цепи. Для разгрузки крепления конца цепи (рис 1, б) необходимо оставлять не менее 1,5 запасных витков.

- Толщину стенки цепного чугунного барабана определяют по следующей эмпирической формуле:

w = (0,75 -1,3) d см,

где d — диаметр цепной стали.

При этом толщина стенки в наименее прочном месте должна быть не меньше 15—20 мм.

Так же необходимо иметь в виду, что отклонение цепи (или каната) во время работы от направления винтовой линии навивки на барабан допускается не более 1 : 40 для гладкого барабана барабана и не более 1 : 10 — для барабанов с винтовой канавкой. Высота реборд L должна быть не менее ширины звена.

Остановочные приспособления (тормоза)

Тормозные и остановочные устройства ГПМ предназначены для предотвращения падения груза поднимаемые лебедками, а также регулирования скорости опускания груза.

В зависимости от назначения тормоза делятся на стопорные, спускныеи комбинированные.

По степени приложенного усилия управляемые и не управляемые.

Существует огромное разнообразие тормозных и установочных устройств, рассмотрим основные:

1. Остановочные приспособления (не управляемые тормоза):

- Храповики. Они состоят из храповика и собачки. Зубья могут располагаться по внутренней, внешней стороне или торцу. Зубья выполняются такой формы, чтобы собачка могла скользить по ним в процессе подъема.

- Фрикционные остановы. По сравнению с зубчатыми храповиками фрикционные остановы имеют некоторые преимущества – они бесщумны в работе и не дают толчков. Однако у фрикционных останов давления на ось собачки и на вал значительно больше и поэтому их применяют в соединение с тормозами.

2. Тормозные устройства (управляемые). Выделяют следующие типы конструкций подобных устройств:

- колодочные (одно и двух колодочные);

- ленточные;

- конические;

- пластинчатые;

- центробежные;

На практике наибольшее распространение получили двухколодочные тормоза так как они оказывают наименьшей изгибающий момент на вал, а следовательно могут применяться для торможения значительных грузов.

Замыкание двухколодочного тормоза в большинстве случаев производится стяжной пружиной. Так, как замыкание грузом имеет существенные недостатки. После выключения тока и падения груза последний вместе с рычагом совершает колебательные движения, уменьшая и увеличивая нажатие колодки на шкив и соответственно изменяя величину тормозного момента. Это изменение тормозного момента является весьма нежелательным как для механизма подъема, так и для механизма передвижения. Пружинное замыкание является более совершенным, пружина работает мягче, что дает возможность для точного регулирования. Однако качество пружины имеет особое значение так как ее поломка приведет к моментальному падению груза.

Детали колодочных тормозов:

-тормозные шкивы; У ручных подъемных устройств тормозные шкивы обычно чугунные, при машинном приводе стальные, литые из стали или штампованные из стали, имеющие твердость поверхности трения не меньше 280 единиц.

Тормозные шкивы должны быть динамически отбалансированными. Ширина шкива должна быть на 5 – 10 мм больше ширины колодки. Тормозные шкивы должны быть оборудованы ребрами для увеличения теплоотдачи в окружающую среду. Если тормоз монтируется на эластичной муфте, то его устанавливают на той половине муфты, которая обращена к приводному механизму.

-тормозные колодки; Деревянные колодки изготавливают из клена или тополя, их крепят на рычагах с помощью болтов. При машинном приводе колодки изготавливают из чугуна, а рабочую поверхность покрывают обкладками. Обкладки клеят либо клепают.

-тормозные обкладки;

К ним предъявляются следующие требования:

-иметь высокий коэффициент трения;

-сохранять тормозные качества при температурах более 300;

-обладать высокой износоустойчивостью;

-легко обрабатываться;

-иметь небольшую стоимость.

В настоящее время в качестве тормозных накладок получили различные композитные материалы в том числе и керамические. Металлокерамические колодки не имеют в своем составе органических веществ и поэтому практически не реагируют на нагрев, и сильно сопротивляются износу.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ

В этом разделе рассмотрены только механизмы, находящие общее применение в нескольких группах подъемно-транспортных машин. Специальные механизмы упоминаются лишь при рассмотрении от­дельных видов подъемно-транспортного оборудования. Механиз­мы общего назначения можно классифицировать следующим об­разом:

а) приводы и опорные конструкции:

механизмы подъема и механизмы изменения вылета стрелы кранов, погрузочных машин, экскаваторов и отвалообразователей;

механизмы передвижения и шагающие ходовые механизмы са­моходных транспортирующих машин;

опорно-поворотные устройства кранов, погрузочных машин, экс­каваторов и отвалообразователей;

фрикционные приводы для подъемников, подвесных канатных дорог и некоторых групп транспортирующих машин непрерывного действия;

цепные приводы для многоковшовых экскаваторов и различных машин, например цепных конвейеров и гусеничных механизмов передвижения;

б) особое оборудование: предохранительные устройства.

ПРИВОДНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

На любой транспортирующей машине возможно применение двух видов привода: центрального (группового) и индивидуального. При индивидуальном приводе каждый механизм машины приво­дится от собственного двигателя. Однако эти понятия могут отно­ситься также и к одному какому-то механизму машины. Напри­мер, говорят о центральном приводе механизма передвижения или об индивидуальном приводе каждой стороны крана, либо каждой ходовой тележки.

Для привода современных подъемно-транспортных машин при­меняют следующие двигатели:

электродвигатели (преимущественно в индивидуальном приво­де) — асинхронные трехфазные, двигатели постоянного тока;

двигатели внутреннего сгорания (преимущественно в централь­ном приводе);

пневмодвигатели или пнеемоциливдры (в особых случаях для индивидуального привода).

Средством передачи мощности могут служить также гидродви­гатели или гидро-и пневмоцилиндры.

Электрический привод с асинхронным трехфазным электродви­гателем в настоящее время преобладает над всеми другими вида­ми привода.

Электродвигатели работают либо в длительном режиме (средства непрерывного транспорта, карьерное оборудование), либо в повторно-кратковременном (крановые электродвигатели с повы­шенным опрокидывающим моментом).

Применение приводов с двигателями постоянного тока последо­вательного или параллельного возбуждения целесообразно лишь при наличии сети постоянного тока. Это имеет место на некоторых судах, транспортирующих установках (например, экскаваторах), которые не могут быть подключены к сети электроснабжения об­щего пользования и поэтому должны иметь собственную питаю­щую сеть, а также на приводных механизмах, к регулированию скорости вращения которых предъявляются высокие требования (система генератор—двигатель).

Все электроприводы, применяемые во взрыво- или газоопасных помещениях, должны иметь взрывозащищенное исполнение.

Что касается двигателей внутреннего сгорания, то быстроходный дизель почти полностью вытеснил двигатель с искровым зажиганием. При этом имеется в виду в основном четырехтактный многоцилиндровый транспортный двигатель с электростартером. Он имеет либо вертикальное рядное, либо V-образное расположение цилиндров. Ранее часто отдавалось предпочтение двухтактному двигателю из-за его незначительной восприимчивости к ударам, несмотря на больший расход топлива. Двигатель с воздушным охлаждением приобретает все большее признание, так как для его охлаждения не требуется вода, и поэтому нет необходимости в применении низкозамерзающей жидкости.

Дизель незаменим в тех случаях, где невозможно подключение к питающей сети, например, на самоходных и плавучих кранах, погрузчиках, а также на одноковшовых экскаваторах и канавоко­пателях. Преимущества дизеля по сравнению с применявшейся ранее паровой машиной следующие: быстрая эксплуатационная готовность, высокая экономичность, более «изкая стоимость и меньшая занимаемая площадь, поско