Устройство и изготовление блока для поднятия груза. Подъемно-транспортные механизмы и машины

→ Cтроительные работы

Подъемные монтажные приспособления

При монтаже строительных конструкций, технологического оборудования, трубопроводов в качестве подъемных монтажных приспособлений используют блоки, полиспасты, тали, кошки, тельферы, домкраты, лебедки.

Рис. 164. Монтажные блоки: а - однорольный; б - трехрольный; 1 - ухо для крепления стального каната; 2 - тяга; 3 - стяжные болты; 4 - щеки; 5 - грузовой крюк; 6 - ролики; 7 - ось; 8 - распорные трубки; 9 - траверса

Блоки. С помощью монтажных блоков уменьшают силу, необходимую для подъема или перемещения груза (подъемные блоки), а также изменяют направление перемещения каната (отводные блоки). Монтажные блоки различают по числу роликов и грузоподъемности. В зависимости от количества роликов блоки могут быть одно-, двух-, хрехрольными и больше (рис. 164).

Однорольные блоки изготовляют грузоподъемностью (в кН) 10- 100, двухрольные - 100-200, трехрольные - 150-300, пятирольные - 500-1000.

Однорольные блоки применяют для непосредственного подъема груза, в полиспастах и в качестве отводных канатов (для изменения направления).

Многорольные блоки (блочные обоймы) применяют, как правило, в полиспастах.

Рис. 165. Схемы полиспастов: а - в четыре нитки; б - в шесть ниток; 1 - неподвижные блоки; 2 - канат; 3 - подвижные блоки; 4 - отводной блок

Полиспасты. Полиспаст представляет собой простейшее грузоподъемное устройство (рис. 165), состоящее из системы подвижных и неподвижных блоков (роликов), огибаемых гибким органом (обычно канатом). Полиспасты применяются как самостоятельные механизмы в сочетании с лебедками и как элементы сложных грузоподъемных машин (кранов).

Блоки полиспаста размещаются в двух обоймах - подвижной и неподвижной - и последовательно огибаются одним канатом, к свободному концу или обоим концам которого прикладывается тяговое усилие. Неподвижная обойма блоков крепится к несущей конструкции (мачте, стреле, шевру), подвижная снабжается грузозахватным органом (крюком, петлей, скобой).

Полиспасты используют для выигрыша в силе (реже скорости). Выигрыш в силе тем больше, чем больше кратность полиспаста, равная числу рабочих ветвей каната, на которых подвешена подвижная обойма блоков полиспаста. Следовательно, грузоподъемность полиспаста находится в прямой зависимости от числа рабочих ветвей.

При выполнении такелажных работ наиболее часто применяют полиспасты с числом ветвей 2-6, со сбегающим с неподвижного блока тяговым канатом.

Полиспасты с большим числом нитей используют редко, главным образом при подъеме особо тяжелых грузов.

Полиспасты выпускают грузоподъемностью - 10-500 кН. В отдельных случаях полиспасты изготовляются большей грузоподъемности.

Тали применяются при погрузочно-разгрузочных работах, для натяжения вант, перемещения груза на небольшие расстояния и высоту (до 3-12 м). По конструкции тали бывают с червячным или шестеренчатым передаточным механизмом.

Червячная таль (рис. 166) представляет собой комбинацию цепного полиспаста с червячной передачей. Ручная червячная сталь состоит из приводного колеса, связанного с червяком. Через колесо перекинута бесконечная цепь - сварная или пластинчатая.

Натягивая цепь руками, вращают приводное колесо и тем самым червячную шестерню, соединенную со звездочкой. Через нижний блок тали и звездочку идет грузовая цепь, рабочая часть которой при вращении червячной шестерни со звездочкой сокращается по длине и поднимает груз.

Тали, как правило, имеют самотормозящуюся червячную передачу, благодаря чему предотвращается самопроизвольное опускание нижнего блока под действием груза. Тали выпускают грузоподъемностью от 10 до 100 кН.

Рис. 166. Таль с червячной передачей; 1 - звездочка; 2 - приводное колесо; 3 - тяговая цепь; 4 - грузовая цепь; 5 - нижний блок

Шестеренчатая таль состоит из подвесного корпуса с редуктором, тормозным и приводным механизмами и подвижной блочной обоймой. Корпус тали соединяют с подвижной обоймой грузовой пластинчатой или сварной цепью. Для такелажных работ целесообразно применять тали со сварными грузовыми цепями, так как пластинчатые цепи изгибаются только в одной плоскости, более чувствительны к ударам и легко повреждаются при транспортировании. Грузовая цепная звездочка помещена в корпусе тали и монтируется обычно на подшипниках

Редуктор имеет шестеренчатую передачу. Тормозной механизм (винтовой дисковый тормоз) помещен на приводном валу. Приводной механизм состоит из тягового колеса (звездочки) и тяговой сварной цепи.

Кошки - это ручные монорельсовые тележки, предназначенные для перемещения грузов по подвесному однорельсовому пути двутаврового сечения (рис. 167).
Кошка состоит из двух или четырех ходовых колес, осей, щек, стяжных стержней, регулировочных шайб и грузовой траверсы.

Рис. 168. Тельфер

Колеса тележки движутся по полкам нижнего пояса двутавровой балки. Для уменьшения усилия на передвижение ходовые колеса кошки монтируются на подшипниках качения, а ободы колес имеют сферический профиль.

Кошки могут быть без механизма передвижения или оборудованы специальным механизмом передвижения. Кошки без механизма передвижения перемещаются по рельсу путем толкания подвешенного к ней груза. Для подъема перемещаемого груза к траверсе кошки, как правило, подвешивают ручную таль.

Тельферы (рис. 168) применяют для облегчения труда рабочих, повышения скорости подъема и передвижения груза. В отличие от ручной тали тельфер имеет механизированный подъем груза и тележку с одним или двумя механизмами передвижения. Тельфер состоит из следующих основных элементов: одной или двух тележек, барабана, электродвигателя, зубчатого редуктора, связывающего электродвигатель с барабаном, грузового блока, стопорного и спускного тормозов.

Тельферы управляются снизу с помощью шлангового провода и пускового приспособления с кнопками, которое машинист держит в руках, следуя за тельфером при его передвижении. Каждый тельфер должен иметь технический паспорт, в котором указывается его характеристика.

Домкраты предназначены для подъема конструкций на небольшую высоту. Домкрат устанавливают под грузом и упирают в него выдвижной частью. Подъем груза на высоту, превышающую ход домкрата, производят в несколько приемов. В этих случаях под груз под-кладывают шпальные клетки или применяют ленточные (домкратные) подъемники. Домкраты имеют малую скорость подъема груза.

Рис. 169. Домкраты: а - реечный; б - винтовой; в - гидравлический; 1 - звездочка; 2-шестерня; 3- головка; 4 - рукоятка; 5 - зубчатая рейка с лапой; 6 - корпус; 7 - гайка; 8 - винт; 9 - золотник; 10 - поршень; 11, 17 - клапаны; 12 - поршневой насос; 13, 14, 16 - рычажное устройство; 15 - камера; 18 - рабочий цилиндр

По конструкции домкраты разделяют на реечные, винтовые и гидравлические (рис. 169).

Реечные домкраты изготовляются грузоподъемностью до 100 кН, высотой подъема 0,3-0 4 м и имеют ручной привод.

Реечный домкрат состоит из корпуса 6, в котором перемещается стальная зубчатая рейка 5. Верхний конец рейки имеет вращающуюся головку 3, на которую опирается груз; нижний конец затянут и образует лапу для подъема низкорасположенных грузов. Грузоподъемность на лапе равна половине основной грузоподъемности домкрата, рейка поднимается и опускается вращением рукоятки привода 4, которая связана с рейкой зубчатыми передачами 2 и/. Для компактности передачи шестерни выполняются как одно целое с валами, количество зубьев минимальное - четыре. Зубья имеют коррегирован-ный профиль. На приводном валу реечного домкрата заделано храповое колесо, а на корпусе шарнирно - собачка, которая, упираясь в зубья храпового колеса, препятствует опусканию рейки. Поднимать груз реечным домкратом с откинутой собачкой запрещается. По правилам Госгортехнадзора для безопасности рукоятка домкрата должна иметь грузоупорный тормоз. Реечные домкраты с машинным приводом в строительстве не применяют.

Винтовые домкраты изготовляют грузоподъемностью 20-200 кН, высотой подъема 0,25-0,35 м. Они состоят из корпуса 6, винта 8, головки 3, гайки 7 и привода 4.

Винты домкратов имеют трапецеидальную или упорную - пилообразную резьбу. Угол подъема резьбы винтов домкратов принимают меньше угла трения. Этим обеспечивается самоторможение винта и исключается свободный спуск груза. Головка домкрата, упирающаяся в поднимаемый груз, опирается на верхнюю обработанную по сфере часть винта или непосредственно, или через сферический подпятник. Иногда в головке винтового домкрата устанавливают упорный шарикоподшипник.

В простых винтовых домкратах приводная рукоятка выполняется в виде цилиндрического стержня, вставляемого в отверстие в верхней части винта. Удобнее вращать винт домкрата рукояткой с храповым механизмом - трещоткой.

При работе в стесненных условиях и при правке элементов конструкций применяю^ распорные винтовые домкраты грузоподъемностью в 30 кН.

Кроме винтовых домкратов общего назначения в монтажных грузоподъемных машинах применяют винтовые подъемники с машинным приводом.

Грузоподъемность таких подъемников достигает 2000 кН, а высота подъема 6,5 м. Так, в приставном башенном кране КП-10 применен винтовой подъемник грузоподъемностью 1100 кН, высотой подъема 6,5 м. С помощью этого механизма производят подъем и опускание башни при монтаже и демонтаже крана.

Гидравлический домкрат состоит из цилиндра с поршнем (толкателем), насоса и камеры для жидкости. При ручном приводе насоса все узлы домкрата соединяют в один блок.

В камере находится поршневой насос, приводимый в посту, пательное движение рычажным устройством; жидкость засасывается через клапаны в рабочий цилиндр и производит подъем поршня 10 (груза). Для опускания поршня (груза) имеется канал, соединяющий полость рабочего цилиндра с камерой насоса. Канал перекрывается винтовым спускным золотником (клапаном) 9. Скорость опускания поднятого груза регулируется золотником в широких пределах. Для того чтобы обеспечить уплотнение, на поршне имеется манжета. На корпусе домкрата установлен манометр, показывающий давление жидкости. В качестве рабочей жидкости используют минеральное масло или специальную незамерзающую смесь.

Гидравлические домкраты при сравнительно небольших габаритах и массе имеют большую грузоподъемность - 500-2000 кН и более, что обеспечивает их широкое применение на установочных операциях при монтаже строительных конструкций. Высота подъема гидравлических домкратов 0,15-0,2 м.

Рис. 170. Лебедки: а - ручная; б - электрическая ПЛ-5-61 с тяговым усилием 50 кН

Лебедки широко применяют для подъема и перемещения различных грузов при производстве монтажных и погрузочных работ. Их используют как самостоятельные механизмы или составные части более сложных подъемных машин (кранов, подъемников). По конструкции лебедки бывают с ручным и машинным приводом (рис. 170).

Лебедки с ручны м приводом применяют в тех случаях, когда операции подъема или перемещения грузов совершаются редко, и скорость процесса не имеет существенного значения.

По способу установки лебедки с ручным приводом делят на напольные и настенные. Тяговые усилия напольных лебедок - 12,5, 32, 50 и 80 кН; настенных - 2,5 и 5,0 кН.

Лебедки с ручным приводом состоят из нескольких пар (в зависимости от тягового усилия) цилиндрических зубчатых колес и барабана для наматывания каната. В настенных и специальных лебедках иногда для уменьшения размеров применяют червячные передачи.

Вращение рукоятки приводного вала лебедки передается через зубчатые колеса к барабану, на который наматывается стальной канат, присоединенный к грузу. Скорость навивки каната на барабан зависит от передаточного числа лебедки, диаметра барабана и плеча рукоятки.

Обычно передаточное число одной пары зубчатых колес лебедки с ручным приводом не назначается больше 8-9; минимальное число зубьев 10-12. В лебедках с двумя парами и более зубчатых колес для ускорения подъема грузов, масса которых значительно меньше номинальной, скорость изменяют путем переключения зубчатых колес. Переключающие механизмы (переборы) должны предотвращать самопроизвольное осевое перемещение или расцепление зубчатых колес.

Каждая лебедка с ручным приводом снабжается автоматическим тормозом, обеспечивающим торможение барабана при спуске груза, а также мгновенную остановку его при внезапном освобождении рукоятки. Чаще применяют винтовые тормоза с храповиком. Приводы ручных лебедок с небольшими тяговыми усилиями (5 кН) снабжают безопасными рукоятками. На некоторых лебедках, снабженных храповыми остановами, применяют управляемые ленточные тормоза открытого типа, которыми пользуются при свободном опускании груза для регулирования скорости спуска.

Лебедки, оборудованные грузоупорными винтовыми тормозами, рассчитаны на определенное направление вращения барабана при наматывании каната. В случае если канат закреплен на барабане так, что направление вращения барабана для его наматывания противоположно направлению, на которое рассчитана лебедка, тормоз лебедки будет бездействовать. Работа лебедкой при таком креплении каната на барабане не допускается.

Подход каната к барабану лебедок с ручным приводом предусмотрен, как правило, снизу. Чтобы предотвратить перемещение лебедок во время работы, их необходимо закрепить.

Лебедки с машинным приводом широко применяют при производстве монтажных работ. В качестве приводов на лебедках применяют электродвигатели и реже двигатели внутреннего сгорания. В зависимости от привода лебедки называют электрическими, дизельными, паровыми и пневматическими. По способу передачи вращения от вала двигателя на барабан лебедки разделяются на реверсивные (редукторные), у которых барабан связан с валом двигателя постоянной кинематической связью (зубчатыми колесами редуктора), а груз может спускаться только принудительно (вращением вала двигателя в обратную сторону), и фрикционные, у которых включение барабана на подъем осуществляется с помощью фрикционной муфты включения или разъемной фрикционной передачи. В последнем случае опускание груза производится при барабане, отключенном от привода, и скорость спуска регулируется ленточным тормозом.

Наиболее распространены реверсивные лебедки, применяемые для оборудования строительно-монтажных кранов и других подъемных устройств. Спуск грузов на таких лебедках производится принудительно (электродвигателем) примерно с той же скоростью, что и подъем. Направление вращения барабана изменяется в зависимости от изменения направления вращения (реверсированием) вала электродвигателя.

Электролебедки оборудуют автоматически действующими тормозами закрытого типа. Передача вращения от электродвигателя к барабану осуществляется зубчатыми и червячными передачами. Наиболее распространены электролебедки с цилиндрическими зубчатыми передачами - редукторные (рис. 170, б), состоящие из барабана, зубчатого цилиндрического редуктора, соединительной эластичной или зубчато-подвижной муфты с тормозным диском, тормоза закрытого типа, электродвигателя и рамы.

Барабаны электролебедок изготовляют литыми или сварными. Рабочие поверхности чаще выполняют гладкими с расчетом на многослойную (до пяти слоев) навивку каната, и реже с ручьями, нарезанными по винтовой линии. Гладкие барабаны по концам снабжены ребордами, превышающими последний слой навивки на 1,5-2 диаметра наматываемого каната. Барабаны с ручьями обычно рассчитаны на однослойную навивку каната, поэтому обладают меньшей канатоемко-стью, чем гладкие.

Крепление каната на барабане осуществляется прижимными или клиновым зажимами. Надежность крепления обеспечивается при условии, что на барабане имеется не менее двух витков каната.

При назначении расстояния от барабана до ролика, с которого сбегает канат, следует иметь в виду, что для обеспечения правильной навивки каната это расстояние должно быть таким, чтобы тангенс угла между осью каната и плоскостью, перпендикулярной оси барабана, был не более 1: 40 для гладких барабанов и 1: 10 для барабанов с ручьями. Во избежание чрезмерных напряжений от изгиба, возникающих в канате при навивке, диаметр барабана принимают равным не менее 15 диаметров каната.

К эксплуатации каната допускаются только лебедки, к которым прилагается паспорт завода-изготовителя.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

Кафедра «Мелиоративные и строительные машины»

Доц. Леонтьев Ю.П.

Простейшие грузоподъемные механизмы

Методические указания по выполнению

лабораторной работы для студентов

немеханических специальностей.

Вторая редакция

Москва 2000 г.

Введение 2

Цель и задачи работы 2

Описание лабораторного оборудования,
измерительных приборов и инструмента 2

1. Полиспасты 2

   Лебедка 5

   Домкрат 6

Порядок выполнения лабораторной работы 8

1. Изучение полиспаста 8

   Изучение тали 9

   Изучение лебедки 10

   Изучение винтового домкрата 10

Контрольные вопросы 11

1. ВВЕДЕНИЕ

Простейшими грузоподъемными механизмами являются полиспасты, тали, лебедки с ручным приводом, домкраты. Применяются эти механизмы при небольших объемах работ и при продолжительных паузах между рабочими операциями. Некоторые из них входят в состав более сложных механизмов строительных машин.

Привод простейших механизмов – ручной.

2. ЦЕПЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Основной целью лабораторной работы является закрепление знаний, полученных на лекциях, а также развития навыков самостоятельной работы при изучении грузоподъемных механизмов. При выполнении работы необходимо изучить конструкцию и принцип действия механизмов, определить опытным способом их основные параметры, ознакомиться с основными расчетными зависимостями.

3. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ,

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ИНСТРУМЕНТА

При измерении усилий применяются пружинные динамометры. Для измерения линейных параметров применяются штангенциркуль, стальная линейка или складной метр.

3.1. Полиспасты.

Полиспаст (рис.1) – это простейшее грузоподъемное устройство, которое состоит из системы подвижных блоков 1, перемещающихся вместе с грузом) и неподвижных 2, соединенных гибким элементом (канатом) 3.

Полиспасты бывают прямого действия и обратного. Большее распространение получили полиспасты прямого действия, которые используют для выигрыша в силе, т.е. для уменьшения тягового усилия. Полиспасты обратного действия применяют для выигрыша в скорости, т.е. для увеличения перемещения.

Полиспасты характеризуются кратностью m , величина которой определяет тяговое усилие . Кратность полиспаста – это количество ветвей каната, на которые распределяется сила тяжести груза Q.

.

На рис.1 представлены схемы полиспастов прямого действия различной кратности. Так, двухкратный полиспаст (рис.1а), позволяет получить выигрыш тягового усилия в 2 раза, трехкратный (рис. 1б) – в 3 раза, четырехкратный (рис.1в) – в 4 раза.

Полиспасты широко применяются в более сложных грузоподъемных механизмах, например, в талях, входят в состав механизмов строительных машин, например, механизм подъема крана, механизмы управления рабочим оборудованием бульдозеров, скреперов, одноковшовых экскаваторов и др.

3.2. Таль

Талью называется грузоподъемный механизм, предназначенный для подъема грузов на высоту до 3...4 м при выполнении ремонтных, монтажных работ, для обслуживания больших металлорежущих станков и др.

Таль (рис.2) состоит из механической передачи, червячной 1 или зубчатой, тяговой цепи 2, приводного блока 3, цепного полиспаста, состоящего из подвижного блока 4, звездочки 5, расположенной на одном валу с червячным колесом, и грузовой цепи 6; к оси подвижного блока подвешен грузовой крюк 7. Для подвешивания тали к потолочной балке или другому элементу служит верхний крюк 8. Груз поднимается и опускается приложением усилия рабочего к тяговой цели, а удерживается на весу самотормозящей червячной передачей и грузоупорным тормозом.

Выигрыш усилия при подъеме груза талью достигается за счет передаточного числа червячной передачи и кратности цепного полиспаста, а также за счет соотношения диаметров приводного блока 3 и звездочки грузовой цепи 5.

Грузоподъемность талей с ручным приводом может быть от 5 до 100 кН.

3.3. Лебёдка

Лебедка – механизм, предназначенный для подъема, опускания и горизонтального перемещения грузов. Высота подъема определяется длиной каната на барабане лебедки и может составлять несколько десятков метров. Лебёдки могут быть с зубчатыми и червячными передачами.

Лебёдка с зубчатой передачей (рис. 3а) состоит из рамы 1, ведущего вала 2 с рукояткой 3, двухступенчатой зубчатой цилиндрической передачи 4, барабана 5, на который наматывается канат. Каждая лебёдка с ручным приводом снабжена автоматическим грузоупорным тормозом 6 для торможения при опускании груза, а также для обеспечения мгновенной остановки с грузом.

Лебёдка приводится в действие вращением рукоятки 3 в ту или другую сторону, в зависимости от режима работы (подъем или опускание груза). В некоторых случаях для уменьшении усилия рабочего привод лебёдки может осуществляться двумя рукоятками, установленными на ведущем валу 2, при этом необходимо работать одновременно двум рабочим.

Лебёдка с червячной передачей показана на рис.3б. Основные элементы лебёдки: самотормозящая червячная передача I, барабан 2, рукоятка 3. Применение самотормозящей червячной передачи исключает необходимость применения грузоупорного тормоза. Выигрыш усилия при подъеме груза лебёдкой достигается за счет передаточного числа зубчатой или червячной передачи, а также соотношения длины рукоятки и диаметра барабана.

Грузоподъемность лебёдок с ручным приводом может достигать 100 кН.

3.4. Домкрат

Домкрат – это механизм, предназначенный для подъема грузов на небольшую высоту (0,15…1м) при монтажных и ремонтных работах. Применяются несколько типов домкратов: винтовые, реечные, рычажные, гидравлические и др.

Винтовой домкрат (рис.4а) состоит из стального корпуса 1, гайки 2, впрессованной в верхнюю часть корпуса, винта 3. Сверху на винте расположена головка 4, которая может свободно вращаться относительно винта. При подъеме груза производят вращение винта при помощи рычага 5. Для того чтобы исключить самопроизвольное опускание груза необходимо обеспечить самоторможение винтового механизма, для этого угол подъема винтовой линии должен быть меньше угла трения, поэтому КПД винтовых домкратов не превышает 0,45.

Выигрыш усилия в этих домкратах достигается за счет передаточного числа винтовой пары и соотношения величины рычага 5 и диаметра грузового винта 3.

Грузоподъемность винтовых домкратов может быть до 200 кН.

Гидравлический домкрат (рис.4б) имеет следующие основные элементы: поршневой толкатель 1 с цилиндром 2, поршень 3 и цилиндр 4 насоса, камера для рабочей жидкости 5 стенки которой являются корпусом домкрата, клапан 6, рычаг 7 привода насоса. В верхней части толкателя расположена грузовая площадка, посредством которой при подъеме усилие передается грузу.

При подъеме груза приводится в действие насос рычагом 7, жидкость при этом через клапан 6 нагнетается в цилиндр толкателя и поднимает поршень 1. При опускании груза жидкость из рабочего цилиндра необходимо выпустить в камеру 5, через специальный канал, управляемый винтовым золотником 8. Выигрыш усилия в гидравлических домкратах может быть обеспечен за счет соотношения площадей цилиндров насоса и толкателя.

Грузоподъемность гидравлических домкратов достигает 3000 кН.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

4.1. Изучение полиспаста

1. Изучить конструкцию полиспаста.

2. Начертить схему и дать описание принципа работы.

3. К оси подвижного блока подвесить груз , при помощи динамометра 1 определить усилие в тяговой ветви каната .

4. При помощи динамометра 2 определить усилие в грузовой ветви каната .

5. Повторить последовательно измерения усилий и с грузами

и , Результаты измерений записать в таблицу:

Результаты измерений.

6. Определить кратность полиспаста т :

.

7. Определить КПД полиспаста по результатам трех измерений :

.

8. Найти среднее значение КПД полиспаста:

4.2. Изучение тали.

1. Изучить конструкцию и взаимодействие деталей тали при подъеме и опускании груза.

2. Начертить конструктивную схему, обозначить наименование деталей тали, описать принцип работы.

3. Определить передаточное число механизма привода тали u, для этого, вращая ведущий вал передачи, определить число его оборотов до того момента, как ведомый вал закончит один полный оборот:

.

4. Определить кратность цепного полиспаста m .

5. Измерить диаметр ведущего блока , м.

6. Определить вращающий момент на ведущем валу механизма привода тали [Н·м], приняв усилие в приводной цепи = 200 Н, что вполне допустимо для ручного привода:

.

7. Определить ориентировочно КПД механизма привода тали (пользуясь справочными данными):

,

где

– соответственно КПД червячной передачи, подшипников, цепного полиспаста, ориентировочно можно принять = 0,65.

8. Определить вращающий момент на ведомом валу тали , Н·м:

9. Определить усилие в грузовой цепи , (Н), приняв диаметр звездочки грузовой цепи

= 0,15 м:

10. Определить величину груза, который можно поднять с помощью тали, приложив усилие к приводной цепи :

4.3. Изучение лебёдки.

1. Изучить конструкцию лебёдки и взаимодействие её деталей при подъеме и опускании груза.

2. Начертить конструктивную схему лебёдки, обозначить наименование деталей, описать принцип работы.

3. Определить передаточное число червячной или зубчатой передачи u, для этого вращая ведущий вал, определить количество оборотов его до того момента, как ведомый вал совершит один полный оборот:

4. Определить ориентировочно КПД передачи (пользуясь справочными данными):

,

где – соответственно КПД передачи (червячной или зубчатой), подшипников и др. элементов.

Для лебёдки с червячной передачей ориентировочно можно принять

0,45.

Для лебёдки с зубчатой передачей – 0,80.

5. Измерить длину рукоятки , м.

6. Определить вращающий момент на рукоятке лебёдки (Н·м), приняв усилие на рукоятке = 200 Н, что вполне допустимо для ручного привода:

7. Определить вращающий момент на барабане лебёдки (Н·м):

Документ

... ηпол. = [η1б.п. + (η1б.п.)2 +……….+ (η1б.п.)(τ-1)] : m 18.3. К.П.Д. простых полиспастов у которых тянущая ветвь, навиваемая... инерции вращающихся и движущихся поступательно масс грузоподъемного механизма и поднимаемого груза. 49. Отклонение...

К атегория:

Устройство строительных машин

Подъемно-транспортные механизмы и машины

Подъемные машины и устройства предназначены для вертикального и в некоторых случаях горизонтального перемещения груза. К ним относятся домкраты, полиспасты, тали, электротали, строительные лебедки, краны-укосины, подъемники, подъемные стационарные и передвижные краны.

К транспортирующим машинам принадлежат конвейеры, элеваторы, самоходные тележки, которые служат для перемещения грузов в горизонтальном направлении или с некоторым наклоном.

Вилочные и ковшовые погрузчики, козловые и башенные краны предназначены не только для подъема, но и для перемещения грузов на небольшие расстояния.

Домкраты -это простейшие грузоподъемные устройства, в которых применен выдвижной толкатель, подводимый под груз и поднимающий его на небольшую высоту.

По конструкции домкраты бывают винтовыми, реечными, гидравлическими и клиновыми. Винтовые домкраты обладают свойством самоторможения и позволяют устанавливать грузы по высоте с высокой точностью. Винтовой домкрат (рис. 34) с ручным приводом состоит из корпуса, в котором закреплена гайка с ввинченным в нее стальным винтом. Винт оканчивается опорной головкой, воздействующей на груз.

Через отверстие в винте продета рукоятка для враглщения винта.

Рис. 34. Винтовой домкрат:
1 - винт, 2 - корпус, 3 - гайка, 4 - рукоятка, 5 -. опорная головка, 6 - храповое колесо, 7 - собачка

В стесненных условиях для облегчения вращения винта применяют трещотку, состоящую из устанавливаемого на винт храпового колеса 6 и шарнирно закрепляемой на конце рукоятки двусторонней подпружиненной собачки 7. Грузоподьемость винтовых домкратов до 50 т, высота подъема груза до 0,5-0,6 м, скорость подъема груза 1-5-35 мм/мин и КПД 0,3-0,4.

Реечные домкраты (рис. 35) применяют для подъема низкорасположенных грузов массой до 6 т. В корпусе домкрата размещен выдвижной толкатель, выполненный в виде стальной зубчатой рейки с прикрепленной к ее нижней части опорной лапой. На верхней части толкателя расположена опорная головка. Толкатель выдвигается с помощью шестерни, приводимой во вращение зубчатой передачей от рукоятки. Для фиксации груза в поднятом положении применяют храповое колесо с собачкой. Высота подъема груза не превышает 0,6 м, а КПД реечных домкратов 0,7-0,8. При работе домкрата лапой его грузоподъемность из-за смещения груза уменьшается в два раза.

Гидравлический домкрат (рис. 36) представляет собой гидроцилиндр, в котором расположен подводимый под груз поршень. Поршень выдвигается за счет нагнетания в гидроци-Линдр через клапан с помощью рукоятки и плунжера рабочей жидкости, засасываемой из полости через обратный клапан.

Рис. 35. Реечный домкрат:
1 - рукоятка, 2 - храповое колесо, S- собачка, 4 - головка, 5 - шестерня, 6 - лапа, 7 -- зубчатая передача, 8 - зубчатая рейка, 9 - корпус

Рис. 36. Гидравлический домкрат: 1 - гидроцилиндр, 2 -перепускной клапан, 3-манжета, 4 - плунжер, 5 - рукоятка, 6-полость, 7 – обратный клапан, 8 - поршень, 9 - кран

Для опускания поршня открывается перепускной кран, через который рабочая жидкость поступает обратно в полость 6. Чтобы воспрепятствовать подтеканию рабочей жидкости, плунжер снабжен уплотняющей манжетой.

Грузоподъемность гидравлических домкратов 750 т и более, высота подъема до 0,4.м, а КПД 0,85-0,9.

Рис. 37. Схема работы полиспастов:
и - подъем груза канатом в одну нить, б - подъем груза канатом в две нити, в - подъем груза канатом в четыре нити; 1,2 - неподвижные и подвижные блоки, 3 - лебедка; Q - масса поднимаемого груза

Клиновой домкрат представляет собой корпус, в котором с помощью винта перемещается клин со встроенной гайкой и поднимает опорную плиту. В связи с небольшой высотой подъема (10-15 мм) эти домкраты применяют для выверки оборудования. Их грузоподъемность до 10 т.

Полиспасты предназначены для увеличения тягового усилия канатных подъемных устройств путем снижения их скорости. Скорость подъема снижается во столько раз, во сколько увеличивается тяговое усилие. Полиспасты (рис. 37) состоят из одного или группы неподвижных блоков, закрепляемых на опоре; одного или нескольких подвижных блоков, прикрепляемых к грузу; огибающего их каната, один конец которого жестко прикреплен к верхней или нижней обойме полиспаста, а другой конец через отводные ролики направляется на лебедку. При выборе полиспаста следует учитывать, что его грузоподъемность увеличивается по сравнению с тяговым усилием лебедки примерно во столько раз, сколько в нем есть сокращающихся в процессе работы нитей канатов. Для более точного расчета, проводимого для полиспастов с числом подвижных роликов более 6-7, применяют специальные таблицы.

Грузоподъемность полиспастов достигает 50 т и более. Для ее повышения применяют системы из нескольких сблокированных между собой полиспастов.

Тали - это грузоподъемные механизмы, смонтированные в одном корпусе с приводом и предназначенные для подъема или подъема и горизонтального перемещения груза.

Грузоподъемность талей 10 т при высоте подъема до 3 м.

При подъеме груза натягивают приводную бесконечную цепь и заставляют вращаться приводное колесо, которое в свою очередь через червяк вращает червячное колесо со звездочкой. Через звездочку перекинута грузовая цепь для подъема блока с крюком, к которому подвешивают груз.

Для придания талям мобильности они могут быть подвешены с помощью оси к тележкам (кошкам), перемещающимся по монорельсам на роликах.

Электрическая таль (рис. 38) оборудована электродвигателем, приводящим в действие механизм подъема. Электротали бывают стационарные или передвижные, с ручным или электрическим приводом, с продольным и поперечцым расположением подъемного барабана, с ходовыми тележками различной конструкции.

Рис. 38. Электрическая таль с со-осным расположением электродвигателя:
1 - токоприемники, 2 - механизм привода ходовых катков, 3 - электродвигатель перемещения электротали, 4 - магнитные пускатели, 5 - грузовой крюк, 6 - панель кнопочного управления двигателями, 7 - грузовой барабан, 8 - электродвигатель подъема и опускания груза, 9 - ходовая тележка, 10 - монорельс

Электротали применяют в ремонтных цехах, а также на складах и открытых погрузочно-разгрузоч-ных и ремонтных площадках. Грузоподъемность электроталей доходит до 5 т при скорости подъема груза 3-18 м/мин и скорости горизонтального перемещения до 30 м/мин.

Лебедки (рис. 39) - это грузоподъемные механизмы, в которых тяговое усилие создается путем наматывания каната на барабан В зависимости от рода привода лебедки бывают ручными и механическими, а по способу передачи движения к барабану - шестеренные, червячные, зубчато-фрикционные и редукторные. Тяговое усилие ручной лебедки до 100 МН, канатоемкость барабана до 300 м. Для работы в стесненных условиях применяют ручные рычажные лебедки с тяговым усилием до 30 МН.

Схема тормозного устройства ручных лебедок показана на рис. 40.

Зубчато-фрикционная лебедка показана на рис. 41. По конструкции фрикционные муфты лебедок могут быть конусными, ленточными и дисковыми.

Рис. 39. Лебедки:
а - с ручным приводом, 6 - ручная рычажная, в - электрическая редук-торная подъемная; 1 - рукоятка, 2 - большое зубчатое колесо, 3 - Стяжной болт, 4 - щекаг 5 - барабан, 6 -храповое колесо с собачкой, 7-протягивающее устройство, 8 - тормозное устройство, 9 - электродвигатель, 10 - металлическая рама, 11- редуктор

Редукторные лебедки останавливают колодочными фрикционными тормозами, а зубчато-фрикционные - ленточными.

Для чисто тяговых операций применяют шпилевые лебедки с барабаном вогнутой формы. Тяговое усилие создается за счет действия- сил трения между канатом и шпилем. Тяговое усилие лебедок серии ТЛ составляет 12,5-50 МН при ручном приводе и 3,2- 50 МН при электрическом приводе. Канатоемкость лебедок равна 100-150 м при ручном приводе и 80-250 м при электрическом. Скорость навивки каната у лебедок с электрическим приводом 0,31-0,82 м/с.

Строительные подъемники - это грузоподъемные машины, предназначенные для подъема и спуска грузов с помощью грузонечущих устройств, перемещающихся по вертикальным или наклонным направляющим. По конструкции направляющих различают подъемники, (рис. 42) с подвесными направляющими и с жесткими направляющими - мачтовые и шахтные.

Рис. 40. Схема тормозного устройства лебедки:
1 - собачка, 2 - храповое колесо, 3 - фрикционная накладка, 4 - приводная рукоятка, 5 - ведущие диски тормоза, 6 - ведущее зубчатое колесо

В подъемниках с подвесными направляющими грузонесущее устройство перемещается вдоль натянутых вертикально направляющих. К недостаткам подъемников этого типа относится возможность раскачки грузонесущего устройства при значительной высоте подъема, а также трудности с установкой консольной опорной рамы на крыше здания.

Рис. 41. Зубчато-фрикционная лебедка с ременным приводом и одной шестеренной передачей:
1 - станина, 2 - храповое колесо, 3 - рукоятка включения фрикциона, 4-барабан, 5-приводной шкив

По конструкции направляющие бывают комбинированными, т. е. состоят из гибких и жестких элементов или шарнирно сочлененных жестких элементов, и гибкими, которые изготовляют из канатов. Направляющие натягивают как за счет массы поднимаемого груза, так и с помощью специальных натяжных устройств. При фиксированном грузонесущем устройстве груз снимают вручную. Подъемники, оборудованные выдвижными платформами или монорельсами с электроталыо, подают груз непосредственно в проем здания.

Рис. 42.
а - с подвесными направляющими, б - мачтовый, в - шахтный; 1 - натяжное устройство. 2 - лебедка, 3-грузонесущее устройство, 4 -направляющие втулки, 5 - грузовой канат, 6 - направляющие, 7 -блок, 8, 13 - рамы, 9 - противовес, 10 - здание, 11 -настенная опора, 12 -ходовые ролики, 14 - шахта

Мачтовый подъемник включает в себя вертикальную раму, по которой с помощью канатного механизма подъема может перемещаться грузонесущее устройство, снабженное ходовыми роликами. Такие подъемники в ряде случаев можно использовать и для подъема людей. При малой высоте подъема мачтогые подъемники могут стоять свободно, при большой высоте их прикрепляют к стене здания опорами. Груз подают на уровень проема здания или внутрь здания. В последнем случае при использовании выдвижных платформ груз не опускают на перекрытие, а при применении выдвижных монорельсов с электроталями он может быть опущен.

На строительстве больше всего распространены мачтовые подъемники, как наиболее простые в монтаже.

Грузоподъемность мачтовых подъемников серии ТП составляет 3,2-5 МН, высота подъема 6-50 м, скорость подъема 0,1-0,52 м/с; груз может перемещаться по горизонтали от мачты на расстояние до 3 м.

В шахтных подъемниках вместо мачты устанавливают шахту, внутри которой по направляющим с помощью канатного механизма подъема перемещается грузонесущее устройство.

Шахтные подъемники по назначению подразделяют на грузовые и пассажирские. Их крепят к зданию как с помощью настенных опор, так и оттяжками (при установке подъемника вне здания). В качестве грузонесущих устройств в подъемниках используют платформы, клети и саморазгружающиеся ковши. Шахту собирают из отдельных элементов или секций.

В некоторых случаях подъемники с жесткими направляющими устанавливают на ходовые рельсовые тележки, что дает им возможность перемещаться в горизонтальном направлении. Такие подъемники обеспечивают прямолинейность движения грузонесу-щего устройства без раскачки, что позволяет повышать их производительность путем увеличения скорости подъема и спуска грузов.

Ковшовые подъемники (рис. 43) применяют для подъема сыпучих грузов массой до 2 т на высоту до 160 м со скоростью до 60 м/мин. Ковш по наклонным направляющим поднимается с помощью канатов, наматываемых на канатный барабан лебедки, приводимой в действие электродвигателем 5.

Рис. 43. Ковшовый подъемник:
1 - ковш, 2 - канат, 3 - направляющая, 4 - лебедка, 5 - электродвигатель

Монтажные мачты (рис. 44) применяют в случаях, когда использование монтажного крана нерационально, например при единичном подъеме тяжелого груза. Они представляют собой устанавливаемую вертикальную или с небольшим уклоном (10-12°) стойку, удерживаемую системой расчалок. Мачты можно изготовлять как из дерева, так и из металла. В последнем случае они бывают трубчатыми или решетчатыми. Трубчатые мачты достигают высоты до 30 м при грузоподъемности до 30 т, решетчатые соответственно 60 м при 150 т. Разновидностью монтажных мачт являются шевры (рис. 45), грузоподъемность которых достигает 50 т, и монтажные порталы, представляющие собой П-образные рамы с жесткими или шарнирными узлами, предназначенные для подъема громоздких грузов на большую высоту. Порталы в зависимости от назначения бывают неподвижные и качающиеся. Высота порталов может достигать 50 м при расстоянии между его вертикальными стойками 6-9 м, а грузоподъемность - 300 т. Для подъема грузов массой свыше 500 т и более применяют порталы, у которых вместо грузовых полиспастов использована металлическая лента, а вместо лебедок - гидродомкраты.

Рис. 44. Монтажные мачты:
а - решетчатая металлическая, б - трубчатая металлическая, в - деревянная; 1 - цилиндр, 2 - отводной блок, 3 - груз, 4 - оттяжка для груза, 5 - грузовой полиспаст, 6 - паук

Рис. 45. Шевр:
- грузовой полиспаст, 2 - мачта, 3 - огводной блок, 4 - сбегающая нить грузов вого полиспаста, идущая на лебедку, 5 - канат для изменения вылета мачты

Рис. 46. Простейшие грузоподъемные устройства:
а - переносная монтажная стрела, б - мачтово-стреловой кран, в - вантовый кран; 1 - шарнир, 2 - стрела, 3 - стреловой полиспаст, 4 - грузовой полиспаст, 5 - ванты, 6 - мачты, 7 - шаровая пята

Монтажные стрелы (рис. 46, а) - это грузоподъемное устройство, состоящее из прикрепленной к строительным конструкциям или специальным мачтам консольной наклоняющейся стрелы и канатной лебедки и предназначенное для монтажа оборудования и подъема различных грузов.

Грузоподъемность переносных монтажных стрел от 3 до 10 т при длине стрелы от 10 до 25 м.

Основанные на этом принципе мачтово-стреловые краны (рис. 46, б) могут поднимать грузы массой до 40 т, а вантовые (рис. 46, в)-до 40 т и более.

Рис. 47. Кран-укосина:
1 - строительная конструкция, 2 - несущая ферма, 3 - блоки. 4 - канат

Монтажные подъемные краны подразделяют на краны-укосины, полноповоротные переставные и передвижные.

Кран-укосина (рис. 47) представляет собой закрепляемую на вертикальной мачте или какой-нибудь строительной конструкции жесткую ферму с системой блоков 3, через которые пропущен канат 4 от грузоподъемной лебедки.

Полноповоротный переставной кран (рис. 48) состоит из опорной тележки или крестовины, на которой смонтирована стрела и полноповоротная платформа с размещенными на ней электродвигателем и червячным редуктором, приводящим во вращение канатный барабан.

Грузоподъемность этих кранов 0,5-1,0 т при вылете стрелы от 2 до 4 м и высоте его подъема до 50 м, скорость подъема груза 12-15 м/мин, мощность электродвигателя 2,8 кВт, масса 1685 кг.

Различают передвижные подъемные краны на рельсовом, гусеничном, пневмоколесном и автомобильном ходовом устройстве.

Кран с вращающейся стрелой, закрепляемой в верхней части перемещающейся по рельсам вертикальной башни, называется башенным краном. Помимо башенных кранов широко распространены краны на гусеничном ходу грузоподъемностью до 160 т. Разновидностью кранов на гусеничном ходу являются краны-трубоукладчики с подъемной стрелой, располагаемой сбоку.

Пневмоколесные краны обладают повышенной по сравнению с гусеничными кранами маневренностью, их грузоподъемность до 100 т (при использовании выносных опор). Более маневренны краны на автомобильном шасси, грузоподъемность которых достигает 60 т.

Рис. 48. Полноповоротный переставной кран: 1 - червячный редуктор, 2 - электродвигатель, 3 - платформа, 4 - стрела, 5 - нележка

Рис. 49. Ленточный конвейер: 1 - электродвигатель, 2 - редуктор, 3, 5 ведущий и ведомый барабаны, 4 - лента, 6 натяжное устройство

Ленточный конвейер (рис. 49) -это машина для непрерывного транспортирования грузов, грузонесущим и тяговым элементом которой являются замкнутые ленты. Лента увлекается вращающимся ведущим барабаном за счет возникающих между ними сил трения. Ведомый барабан с помощью натяжного устройства в создает требуемое натяжение ленты.

Перемещаемые ленточным конвейером грузы (штучные или сыпучие) укладываются на несущую ленту, которая составлена из нескольких прорезиненных слоев хлопчатобумажной ткани. Для конвейеров большой длины выпускают ленты, армированные тонкими стальными канатиками. Скорость конвейерной ленты 1,5-2,5 м/с для сыпучих грузов и 0,5-1,5 м/с для штучных. Ленточные конвейеры могут перемещать груз под углом до 20°. В случае, если требуется поднимать грузы на больший угол, на ленту через определенные промежутки устанавливают поперечные планки-удерживатели.

Ленточные конвейеры изготовляют как стационарные, так и передвижные.

Расстояние между центрами барабанов передвижных ленточных конвейеров серии ТК равно 5-15 м, ширина ленты 0,4-0,5 м, скорость ее 1,6 м/с и высота разгрузки 1,5-5,5 м. Длина стационарных ленточных конвейеров 40-80 м.

Пластинчатые конвейеры - это машины, у которых грузонесу-щий элемент состоит из отдельных пластин, прикрепленных к замкнутому тяговому элементу. Такие конвейеры предназначены для перемещения горячих, кусковых и штучных грузов с острыми кромками как по горизонтали, так и под углом до 30°.

Винтовые конвейеры (рис. 50)-это машины, у которых груз перемещается в трубе-желобе валом с винтовыми лопастями. Винтовые лопасти при вращении захватывают помещенный в трубе-желобе материал и перемещают его в продольном направлении. Винтовые конвейеры применяют для перемещения сыпучих и пластичных материалов на расстояние до 30-40 м как по горизонтали, так и с наклоном до 75-80°.

Сплошные винтовые лопасти рекомендуются для перемещения сыпучих мелкозернистых материалов, например цемента. Для транспортирования крупнокусковых материалов, таких, как гравий, следует применять винтовые конвейеры с ленточными лопастями и с лопастями в виде лопаток, расположенных по винтовой линии. Пластичные материалы, например бетонные и растворные смеси, следует перемещать с помощью винтовых конвейеров, снабженных фасонными лопастями или лопастями в виде лопаток. Для предотвращения заедания лопастей необходимо следить за тем, чтобы средний размер кусков перемещаемого материала не превышал 8% от величины шага винтовой лопасти и 25% при транспортировании сыпучего материала.

Элеваторы (рис. 51) -это конвейеры для транспортирования грузов в ковшах, жестко прикрепленных к тяговому элементу, в вертикальном или крутонаклонном направлении. Элеваторы состоят из вертикального короба, внутри которого перемещается бесконечная цепь или лента с равномерно закрепленными на ней грузовыми ковшами или грузоприемнымй площадками. Элеваторы способны поднимать грузы на высоту до 50 м при производительности до 400 м3/ч.

Рис. 50. Винтовой конвейер:
а - схема, б - формы винтовых лопастей; 1 - сплошные, // - ленточные, /// - фасонные, IV - в виде лопаток; 1 - элек» тродвигатель, 2 - редуктор, 3 - желоб, 4, 6 - разгрузочное и загрузочное отверстия, 5 - вал с винтовыми лопастями

Рис. 51. Элеваторы:
а - цепной, б - ленточный, в - загрузка элеватора, г - разгрузка элеватора; 1 - цепь, 2 - ковш, 3 - лента

Вибрационные конвейеры - это качающиеся конвейеры, в которых груз перемещается микробросками с отрывом части груза от желоба. Вибрационные конвейеры представляют собой слегка наклоненные под углом 5-15° в сторону разгрузки металлические желоба, к которым подключены вибраторы. В отдельных случаях с помощью вибрационных конвейеров можно подавать материалы под небольшим наклоном вверх. Материал перемещается по вибрационному конвейеру за счет колебаний, сообщаемых желобу.

Широко распространена виброхоботы, предназначенные для подачи бетонной смеси на глубину до 80 м и обеспечивающие возможность транспортирования не только по вертикали, но и по горизонтали. Для подачи сыпучих и пластичных материалов на небольшое расстояние применяют вибропитатели (рис. 52), оборудованные виброжелобами.

Пневмотранспортные устройства предназначены для подачи сыпучих и пластичных материалов с.помощью сжатого воздуха. Принцип действия пневмотранспортных устройств заключается в транспортировании частичек материала во взвешенном состоянии в потоке воздуха. По конструкции (рис. 53) пневмотранспортные устройства бывают вакуумными и нагнетательными.

Рис. 52. Вибропитатель с виброжелобом: 1 - вибраторы, 2 - виброжелоб, 3 - вибропитатель

В первом случае воздушный насос высасывает из системы воздух, который захватывает частицы материала через сопло и перемещает их в разгружатель материала, откуда он через герметический затвор поступает в приемный бункер. Для удаления из воздуха оставшихся в нем частичек в отводной ветви трубопровода устанавливают дополнительный фильтр.

Рис. 53. Схемы пневмотранспортных устройств:
а - вакуумного, б - нагнетательного; 1 - сопло, 2 - разгружатель, 3 - затвор, 4 - фильтр, 5 - воздушный насос, 6 - приемный бункер, 7 - трубопровод

Во втором случае воздушный насос нагнетает воздух в трубопровод, в который из бункера подается материал, предназначенный для транспортирования. Так же как в первом случае, материал выгружается в разгружатель, а на выходном трубопроводе устанавливают пылевой фильтр.

С помощью пневмотранспортных устройств можно подавать материалы на расстояние до 2 км.

К атегория: - Устройство строительных машин