Описание устройства и работы электрической тали

Электроталь ТЭ 5-911 (рисунок 2.2) включает в себя крюковую подвеску 11, барабан 1 с встроенным электродвигателем, двухступенчатый цилиндрический редуктор 2. Механизм подъема электротали подвешен к раме 6 при помощи двух шарниров 3. Привод ходовых катков 5 осуществляется при помощи электродвигателя 9 и двух редукторов − одноступенчатого 7 и двухступенчатого 8. Для остановки электротали при подходе к концу монорельса предусмотрены концевые выключатели 4.

Механизм подъема электротали (рисунок 2.3) устроен таким образом, чтобы в сжатых габаритах можно было заключить необходимое количество мощных и надежных механизмов. Во внутренних приливах ступицы 3 барабана 14 смонтирован на шариковых подшипниках 2 ротор 1 электродвигателя.

1 − опора; 2 − монорельс; 3 – электротельфер

Рисунок 2.1 − Схема лабораторной установки для исследования электротали

1 − барабан; 2 − редуктор механизма подъема; 3 − шарниры подвеса; 4 − концевые выключатели механизма передвижения; 5 − ходовые катки; 6 − рама; 7, 8 − редукторы механизма передвижения;

9 − электродвигатель механизма передвижения; 10 − приборный узел; 11 − крюковая подвеска

Рисунок 2.2 − Общий вид электротали ТЭ 5-911

Обмотка статора закреплена на внутренней поверхности барабана. Вал ротора шлицевой муфтой 4 соединен с ведущим валом-шестерней 5 редуктора 6. Вал-шестерня 5 находится в зацеплении с зубчатым колесом 9 первой ступени редуктора. Колесо 9 посажено на ступицу грузоупорного тормоза 8 и посредством упорного и прижимных дисков связано с храповым колесом, зубья которого взаимодействуют с пружинной собачкой. Ступица тормоза шпонкой связана с промежуточным валом-шестерней 7, шестерня которого находится в зацеплении с зубчатым колесом 11 выходного вала. Последний образует зубчатую полумуфту 12, сквозь внутреннюю полость которой проходит быстроходный вал 5. На шлицы полумуфты 12 посажено колесо 11. Полумуфта и колесо смонтированы в корпусе редуктора на шариковых подшипниках 13. Полумуфта посредством зубчатого сцепления связана с зубчатой обоймой, жестко соединенной со ступицей 3 барабана. Последний посредством подшипника 15 смонтирован в корпусе приборного узла 16 тельфера. На хвостовой части правой ступицы барабана установлено токосъемное устройство 17 барабанного типа.

1 − ротор; 2, 13, 15 − подшипники; 3 − ступица барабана; 4 − шлицевая муфта; 5, 7 − вал-шестерни; 6 − редуктор; 8 − грузоупорный тормоз; 9, 11 − зубчатые колеса; 10 − двухколодочный тормоз; 12 − зубчатая полумуфта; 14 − барабан; 16 − приборный узел; 17 − токосъемное устройство; 18 − лопасти

Рисунок 2.3 − Продольный разрез механизма подъема электротали

Помимо грузоупорного тормоза, механизм подъема оборудован двухколодочным нормально замкнутым тормозом 10, смонтированным на хвостовике быстроходного вала 5. Размыкание тормоза обеспечивается электромагнитом. Во внутренней полости тормозного шкива расположены лопасти 18, создающие циркуляцию воздуха, необходимого для охлаждения корпуса редуктора и трущихся деталей тормоза. Корпусы редуктора и приборного узла жестко прикреплены стыкующими фланцами к фланцам корпуса барабана через корпус внешнего кожуха с помощью резьбовых шпилек. Оба корпуса имеют расточки для взаимной точной установки в корпусе внешнего защитного кожуха. В верхней части последнего имеются отверстия для установки соединительных осей при закреплении тельфера на кронштейнах ходовых тележек.

Механизм передвижения электротали (рисунок 2.4) представляет собой две спаренные ходовые тележки, каждая из которых содержит два расположенных на общем валу 12 редукторов 5 и 8. Вал 12 смонтирован в корпусах редукторов посредством подшипников 11. На концах этого вала закреплены шестерни 2 и 13, попарно находящиеся в зацеплении с зубчатыми колесами 4 и 9. Колеса посредством шпонок посажены на ведомые валы 3 и 10, являющимися ступицами катков 6 и 7. Эти валы установлены в корпусах редукторов на подшипниках. Катки конической рабочей поверх-ностью опираются на наклонные полки тавровой главной балки моста. Ведущей шестер-не 13 вращение передается от фланцевого электродвигателя 1 через зубчатую передачу 15 и шестерню 14. В паре с каждым приводным катком смонтирован холостой каток.

1 − электродвигатель; 2, 13, 14 − шестерни; 3, 10 − ведомые валы; 4, 9 − зубчатые колеса; 5, 8 − редукторы; 6, 7 − катки;11 − подшипник; 12 − общий вал; 15 − зубчатая передача

Рисунок 2.4 − Продольный разрез механизма передвижения электротельфера

На рисунке 2.5 приведены кинематические схемы механизма подъема и передвижения электротали.

Технические характеристики электротали ТЭ5-911 представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 − Технические характеристики электротали ТЭ5-911

Характеристика	Размерность	Величина
Грузоподъемность	т
Скорость подъема	м/мин (м/c)	8 (0,133)
Высота подъема	м
Скорость передвижения	м/мин	20 (0,33)
Канат -14,5-Г-I-ЛС-Н-1764 (160)-ГОСТ 7665-80	–	–
Электродвигатель подъема АОС-52-4: мощность частота вращения	кВт мин−1

Продолжение таблицы 2.1

Электродвигатель подъема АОЛ-31-4: мощность частота вращения	кВт мин−1	2×0,6
ПВном	%
Максимальное число включений в час	–
Ток	–	Трехфазный, переменный
Рабочее напряжение	В	220 или 380
Радиус закругления пути	м	2,0

а − механизм подъема; б − механизм передвижения

Рисунок 2.5 − Кинематические схемы механизмов электротали

2.4 Вывод формул для определения производительности электротали

Часовая производительность, т/ч

, (2.1)

где Q − масса груза, кг; n_ц − число циклов в течении одного часа; T_ц − продолжи-тельность цикла, с.

В свою очередь

, (2.2)

где Q_кр − номинальная грузоподъемность крана, кг; m_з − масса грузозахватного устройства, кг.

Для насыпных грузов масса поднимаемого груза составит:

, (2.3)

где γ − плотность груза, кг/м³; V − емкость грузозахватного устройства, кг;
ψ − коэффициент заполнения грузозахватного органа.

Продолжительность цикла рассчитывается как сумма времени составляющих операций цикла:

, (2.4)

где − отдельные операции цикла по времени, определяются экспериментальным и расчетным способом, с; n − количество операций; i − номер соответствующей операции.

Время захвата груза t₁ для автоматического, полуавтоматического или ручного способов измеряется с помощью секундомера.

Время подъема груза на заданную высоту H₁ (м) со средней скоростью v_п (м/c) определяется:

. (2.5)

Время горизонтального передвижения тележки на расстояние L₁ (м) со средней скоростью передвижения v_пер (м/c) запишется:

. (2.6)

Время опускания груза с высоты H₁ (м) со средней скоростью v_оп ≈ v_п (м/c) будет таким же, как и при подъеме:

. (2.7)

Время выдачи груза замеряется аналогично t₁. Время на операции подъемаи опускания порожнего грузового захвата на высоту H₂, а также передвижение тележки (крана) на расстояние L₁ к месту захвата груза определяется подобно операциям, рассмотренным выше.

Относительная продолжительность включения двигателя механизма подъема по данным цикла работы электротали, %:

, (2.8)

где T_м − продолжительность чистой работы механизма подъема без учета времени остановок в течение цикла, с.

Порядок проведения исследования электротали. Оформление отчета

1) Ознакомиться с классификацией и описанием электрических талей грузоподъемных машин (п. 2.1).

2) Изучить конструкцию установки для исследования работы электрической тали (п. 2.2, рисунок 2.1).

3) Ознакомиться с описанием устройства и работой электрической тали ТЭ5-911 (п. 2.3, рисунки 2.2, 2.3, 2.4, 2.5). Путем сборки и разборки механизмов подъема и передвижения электротали установить их кинематические схемы, определить передаточные отношения механизмов. Указать на особенности конструкции электротали согласно п. 2.1.

4) Зарисовывать схему лабораторной установки, кинематические схемы механизмов и выполнить эскизы конструкций совмещенного с электродвигателем канатного барабана, приводной тележки, тормозов.

5) Изучить и записать вывод рабочих формул, необходимых для определения производительности электрической тали (п. 2.4).

6) Для грузоподъемностей 0,25Q_кр; 0,5Q_кр; 0,75Q_кр и Q_кр составляют схему работы электротали, включающую следующие операции цикла: захват груза, подъем груза на расстояние Н₁ (м), передвижение электротали с грузом на расстояние L₁ (м); опускание груза на расстояние Н₂ (м), выдача груза в месте выгрузки; передвижение без груза на расстояние L₂ (м); вертикальное перемещение грузозахватного приспособления на расстояние Н₃ (м) к месту захвата следующего груза. Необходимо выполнить эскиз составленной схемы работы электротали.

7) Определить продолжительность каждой операции цикла t₁, t₂, .... t_n. Измерение продолжительности отдельных операций производится электрическим секундомером, включенным в сеть электродвигателей механизмов подъема и передвижения электротали, или обыкновенным секундомером.

8) По приведенным формулам, полученным из выражений (2.5), (2.6) и (2.7) рассчитать скорости подъема и , опускания и , горизонтального перемещения и с грузом и без груза соответственно, м/c.

9) Для каждого поднимаемого груза 0,25Q_кр; 0,5Q_кр; 0,75Q_кр и Q_кр определить:

− продолжительность цикла T_ц (с) по формуле (2.4);

− производительность электротали П_эт (т/ч) по формуле (2.1);

− продолжительность чистой работы механизма подъема без учета времени остановок в течение цикла T_м, c;

− фактическая продолжительность включения (%) по формуле (2.8), которая сравнивается с ее номинальным значением (таблица 2.1).

Результаты замеров и вычислений сводятся в таблицу 2.2.

10) На основе сравнения значений фактической и номинальной продолжительности включения, сделать вывод о необходимости изменения продолжительности цикла для выравнивания значений и . Если есть такая необходимость, то исследовать способы выравнивания фактической и номинальной продолжительности включения. Выяснить, какие факторы влияют на изменение производительности грузоподъемной машины циклического действия.

Таблица 2.2 − Результаты замеров и вычислений

Наименование	Обозначение, формула	Размер-ность	Результаты замеров и вычислений
0,25Qкр	0,5Qкр	0,75Qкр	Qкр
1. Грузоподъемность	Q	кг
2. Вертикальное перемещение груза при подъеме	Н1	м
3. Горизонтальное перемещение с грузом	L1	м
4. Вертикальное перемещение груза при опусании	Н2	м

Продолжение таблицы 2.2

5. Горизонтальное перемещение с без груза	L2	м
6. Вертикальное перемещение грузоподъемника в место загрузки	Н3	м
7. Длительность операций: - захват груза - подъем груза - передвижение груза - опускание груза - выдача груза - передвижение без груза - подъем (опускание) без груза - время технологической паузы	t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8	с
8. Скорости перемещений		м/c
9. Время цикла		с
10. Производительность электротали		т/ч
11. Время работы механизма		с
12. Фактическая продолжительность включения		%

Контрольные вопросы

1. Какова классификация и область применения электроталей?

2. Какие конструктивные особенности присущи электротельферам?

3. Какие существуют основные особенности устройства и компоновки передвижных электрических талей?

4. Каково общее устройство электротали?

5. Как устроен механизм подъема электротали?

6. Как устроен механизм передвижения электротали?

7. Как устроены механизмы электроталей по их кинематическим схемам?

8. По каким формулам рассчитывается производительность, время цикла работы, и время каждой отдельной операции цикла работа?

9. Какова последовательность действий при расчетно-экспериментальном определении производительности электротали?

Лабораторная работа № 3