Лабораторная работа №2. Определение основных параметров механизмов подъёма грузоподъемных машин. составление его схемы.

Лабораторная работа №2.
Определение основных параметров механизмов подъёма грузоподъемных
машин.
4.1.1. Цель работы: - изучение конструкции механизмов подъёма;
- определение основных параметров изучаемого механизма подъёма и
составление его схемы.
Вопросы входного контроля знаний студентов:
1.Назначение грузоподъемных машин.3Элементы грузоподъемных машин.
2.Типы грузоподъемных машин. 4.Привод грузоподъемных машин.
4.1.2. Устройство механизмов подъема и их элементов.
Общие сведения. Механизмы подъёма кранов сельскохозяйственного
назначения подразделяют по виду привода на две основные группы - это
механизмы подъёма с ручным и машинным приводом (рисунок 4.1).
Вариант 1
Вариант 2
1 - грузозахватное устройство; 2 - тяговый орган; 3 - барабан;
4 -передаточный механизм; 5 - тормоз; 6 - привод
Рисунок 4.1- Схемы механизмов подъёма с ручным приводом (а) и
электроприводом (б)
Механизм подъёма состоит из следующих сборочных единиц:
грузозахватного устройства 1 крюковой подвески, гибкого тягового органа 2,
полиспаста, барабана 3, передаточного механизма - 4, привода 6 и тормозного
устройства (рисунок 4.1).
Наиболее универсальным грузозахватным приспособлением является
крюки, которые бывают одно- и двурогие. Однорогие крюки применяют в
машинах грузоподъёмностью до 20 т, а двурогие - от 20 т и выше. Размеры
крюков стандартизованы, их выбирают в зависимости от грузоподъёмности и
режима работы.
Крюки в механизмах подъёма соединяют с тяговым органом с помощью
крюковых подвесок.
Различают два типа крюковых подвесок /3,5/ - нормальные (рисунок 4.2 а)
и укороченные (рисунок 4.2 б).
Нормальные (рисунок 4.3 а) или подвески с верхним расположением
блоков используют при любом числе блоков, а укороченные (рисунок 4.3 б)
только с чётным числом блоков. Последние позволяют поднять груз на
несколько большую высоту, чем нормальная.
а – нормальная крюковая подвеска:1 шейка; 2 - блок; 3 - ось ; 4 - гайка 5 упорный подшипник; 6 – поперечина (траверса); 7 – серьга б) – укороченная
крюковая подвеска
Рисунок 4.2 - Общий вид нормальной и укороченной крюковой подвески
Укороченные подвески требуют применения удлинённых крюков (тип Б),
для облегчения соединения их с грузом.
Тяговый орган предоставляет собой цепь или канат.
Цепи бывают сварные и пластинчатые. Сварные цепи (рисунок 4.3 а, б)
изготавливают длиннозвенными (рисунок 4.3 а) L>3d и короткозвенными
(рисунок 4.3 б) L<3d при ширине звена B=3,5d. Они обладают большой
гибкостью, могут работать с блоками, звёздочками и барабанами диаметром
Dб=(20÷30)d.
t
а, б - сварные;
в, г - пластинчатые,
Рисунок 4.3 - Цепи
Недостатками этих цепей являются: большая масса, возможность
внезапного обрыва и ограничения скорости движения до 0,75 м/с.
Грузовые пластинчатые цепи (рисунок 4.3 в) более надёжны в работе и
менее гибкие. Однако они не допускают нагрузок в направлении,
перпендикулярном к плоскости вращения её шарниров, поэтому скорость её
снижают до 0,25 м/с.
Наибольшее распространение среди тяговых органов получили канаты.
Промышленность выпускает стальные проволочные канаты различных типов
/3,5/, отличающихся конструкцией, характером и направлением свивки, а также
размером проволок (рисунок 4.4).
а - одинарной свивки; б - двойной свивки из отдельных прядей; в - тройной
свивки из канатов двойной свивки; г - односторонней свивки; д - крестовой
свивки; е – типа ЛК-0; ж - типа ЛК-Р; з - типа ЛК-РО
Рисунок 4.4 - Стальные канаты
По конструкции различают канаты одинарной свивки (рисунок 4.4 а)
двойной (рисунок 4.4, б) и тройной; свивки (рисунок 4.4, в).
Канаты двойной и тройной свивки, в свою очередь, бывают
односторонней (рисунок 4.4, г) и крестовой (рисунок. 4.4, д) свивки.
В канатах двойной и тройной свивки предусмотрен сердечник из
органического материала, стальной или асбестовый.
Канат с органическим - сердечником, более гибкий и обладает
смазывающей способностью, т. к. пропитан специальной смазкой. Канаты с
асбестовым сердечником предназначены для работы при больших
температурах, а со стальным – при больших температурах и многослойной
навивке на барабан.
По роду свивки проволок в прядях различают канаты с точечным
касанием проволок между собой - ТК и линейным - ЛК.
Канаты с точечным касанием ТК более жесткие и имеют повышенный
износ, а с линейным касанием ЛК - достаточно гибкие, но способны к
раскручиванию.
Все канаты стандартизированы.
В грузоподъёмных машинах сельскохозяйственного назначения
применяются канаты типа - ЛК-Р (6х19 ГОСТ 2688-80) ЛК Р0 (6х36 ГОСТ 766880) и ЛК-0 (6х19 ГОСТ 3077-80).
В обозначениях каната кроме известных используются следующие
обозначение Р – раскручивающийся; 0-односторонняя навивка; 6 - число прядей
в канатах; 19 - число проволок в пряди.
Блоки бывают подвижные и неподвижные. Неподвижные блоки служат
для изменения направления движения каната, а подвижные используются в
крюковых подвесках и полиспастах (см. рисунок 4.1 и 4.2).
Размеры блоков принимают в зависимости от диаметра канатов. Блоки
устанавливают в подшипниках качения (см. рисунок 4.2) и лишь в
неответственных случаях на подшипниках скольжения.
Барабаны предназначены для наматывания и сматывания каната при
подъёме и опускании груза, и бывают для однослойной или многослойной
навивки. Барабаны для однослойной навивки выполняют с винтовой канавкой
на его поверхности, которая способствует правильной укладке и уменьшению
износа каната. При многослойной навивке характерны повышенный износ
каната и неравномерная скорость подъёма груза, поэтому их применяют при
очень больших длинах наматываемого каната.
Барабаны изготавливают литыми из чугуна или стали и сварными.
Конец каната крепят к барабану при помощи наружных планок (рисунок 4.5, а),
прижимных планок (рисунок 4.5, б) и клина (рисунок 4.5, в).
а, б - прижимными планками; в - клиновое крепление
Рисунок 4.5 - Крепление каната к барабану
Для обеспечения надёжной и безопасной работы грузоподъёмных машин
требуются устройства для удержания поднятого груза на весу, а также плавного
опускания его с определённой скоростью. Конструкция и работа тормозных и
стоповых устройств будут изложены ниже (см. лаб.работа №3).
Привод грузоподъёмных машин может быть ручным или машинным.
Для ручного привода используют безопасные рукоятки или тяговые
колёса, представляющие собой цепной блок, охватываемый сварной цепью.
Размеры рукояток, тяговых колес регламентированы ГОСТ.
В качестве машинного привода чаще используют электрический привод, с
двигателем переменного тока и короткозамкнутым ротором серии МТК. При
малых мощностях можно применять асинхронные электродвигатели серии 4А.
4АЕ со встроенным электромагнитным тормозом, 4АП с повышенным
пусковым моментом и 4АС - с повышенным скольжением.
Для передачи и увеличения крутящего момента от электродвигателя к
барабану применяют, в основном, закрытые передачи (редукторы). Открытые
передачи применяют в ручных приводах механизма подъёма.
Соединяют тихоходный вал редуктора, с барабаном с помощью муфт или
устанавливают барабаны консольно на выходном валу редуктора (рисунок 4.6).
а - при помощи трёхопорного вала; б – при помощи уравнительной муфты;
в - консольно на выходной валу
Рисунок 4.6 - Схемы соединения барабана с редуктором
Устройство механизмов подъёма с ручным приводом. Одним из
представителей механизма подъёма с ручным приводом являются ручные тали,
которые широко применяются в сельскохозяйственном производстве, в
ремонтных мастерских, на базах и складах для подъёма грузов небольшой
массы (до 1000 кг).
Ручные тали бывают с червячным или цилиндрическим (шестеренчатым)
механизмом привода.
Ручная переносная червячная таль (рисунок 4.7) состоит из верхней
неподвижной обоймы, в которую вмонтирован механизм подъёма. Последний
представляет собой цепное тяговое колесо 2 насаженное на вал червяка 3,
который находится в зацеплении с червячным колесом 4, отлитым вместе с
грузовой цепной звездочкой. Грузовая цепь 7 огибает звездочку и блок 8, один
конец этой цепи прикреплён к верхней обойме, а второй свободно свисает и
прикрепляется сбоку обоймы.
При вращении колеса 2, бесконечной тяговой цепью 1 надетой на это
колесо, червяк 3 вращает червячное колесо 4 и звёздочку 5, вследствие чего
правая ветвь цепи 7 подтягивается, а блок 8 с крюком 9 и грузом поднимается. В
червячных талях для повышения к. п. д, применяют несамотормозящиеся
двухзаходные червяки с углом подъёма винтовой линии γ =10...200 и
грузоупорный тормом 6. Таль, изображённая на рисуноке 4.7, снабжена
дисковым грузоупорным тормозом с храповым остановом.
Для опускания груза, поднятого червячной талью необходимо преодолеть
разность моментов трения в грузоупорном тормозе и обратного момента,
создаваемого висящим грузом. Это достигается приложением к тяговой цепи
усилия в обратную сторону по сравнению с подъёмом груза.
В качестве гибкого подъёмного органа применяют калиброванные
сварные или пластинчатые грузовые цепи.
Червяки талей изготавливают из сталей Ст. 6 или Ст. 40, а червячное
колесо и цепную звёздочку из высококачественного чугуна. К. П. Д. червячных
талей колеблется в пределах 0,55-0,8. Ряд грузоподъемностей червячных талей
и их основные размеры стандартизированы.
Рисунок 4.7 - Червячная таль
Тали шестерёнчатые (рис.4.8) могут быть с обычной или планетарной
зубчатой передачей.
Рисунок 4.8 - Шестерёнчатая таль
На рисунке 4.8 показана шестеренчатая таль с планетарным зубчатым
редуктором. Ее подвешивают к опоре за крюк 3 или соединяют с механизмом
перемещения. Привод тали осуществляют с помощью бесконечной цепи 7,
находящейся в зацеплении с приводным колесом 4. В качестве грузового
элемента в таких талях используют сварную цепь 1 или пластинчатую цепь.
Поднятый груз удерживают в неподвижном состоянии дисковым тормозом 5,
который замыкается весом транспортируемого груза. В этом случае ступицу
цепного колеса 4 выполняют в виде гайки, зажимающей храповое колесо 6
тормоза. Собачку 2 тормоза укрепляют на корпусе тали. Для опускания груза
тяговое колесо вращают в направлении, обратном подъёму. Шестеренчатые
тали имеют к.п.д. более высокий, чем червячные (0,9 -0,92).
Для перемещения груза по горизонтали тали подвешивают к тележкам,
перемещающимся по подвесным однорельсовым путям, выполненным из
проката двутаврового сечения. Тележки выполняют без привода (при
грузоподъёмности до 1,0 т их передвигают толкая подвешенный груз), а также
с ручным или механическим приводом.
Устройство механизмов подъема с электроприводом. Механизмы
подъема, снабженные электрическим приводом, называют электрическими
талями или тельферами.
Электротали грузоподъемностью 0,25...5.0 т широко распространены в
сельском хозяйстве, компактны и просты в обслуживании. Скорость подъёма груза
в этих талях равна 0,08...0,4 м/с и зависит от грузоподъемности и условий работы.
Электротали могут работать с различными грузозахватными органами и
грейфером на погрузке удобрений, навоза и силоса; могут быть со встроенными
(тип ТЭ) и невстроенными в барабан электродвигателем. В первом случае
статор электродвигателя впрессован в барабан, вращение которого
осуществляется от вала электродвигателя через редуктор и зубчатую муфту. На
быстроходном валу тали установлен электромагнитный колодочный тормоз, на
промежуточном валу - дисковый грузоупорный.
На рисунке 4.9 а представлен общий вид электротали ТЭ
грузоподъёмностью до 5 т, обеспечивающей подъем груза на высоту от 3 до 18
м со скоростью 8 м/мин; скорость передвижения (при управлении с пола) равна
20 м/мин. Механизм подъёма этой электротали (рисунк 4.9 б) состоит из
электродвигателя 2, статор которого запрессован в нарезной барабан 1,
вследствие чего уменьшается длина тали и ее масса. Через двух парный
соосный редуктор 3 крутящий момент ротора двигателя передается на барабан.
Таль оборудована двумя тормозами: стопорным колодочным электромагнитным
тормозом 4 и автоматическим спускным дисковым тормозом 7, замыкаемым
весом транспортируемого груза. Тормозной шкив 5 стопорного тормоза 4,
снабженный лопастями 6, укреплен на консоли быстроходного вала редуктора и
выполняет роль вентилятора, охлаждающего обмотки двигателя. Для
улучшения охлаждения корпус редуктора 3 дополнительно снабжен
охлаждающими ребрами. Соединение барабана с выходным валом редуктора
осуществлено с помощью обмоток муфты 8, компенсирующей неточности
монтажа. Со стороны, противоположной редуктору, расположен шкаф
электроаппаратуры 14, в котором располагаются пускатели механизма
передвижения 10 и механизма подъема 11, кольцевой токоподвод 12 и конечные
выключатели 13 подъема и опускания, ограничивающие крайние верхнее и
нижнее положения крюка. Кабель управления вводится в шкаф
электроаппаратуры через отверстие 9. Крепление 15 каната на барабане
осуществлено с помощью коуша с заливкой. Редуктор 3
электроаппаратуры соединены между собой сварным корпусом 16.
а)
б)
а – общий вид; б – механизм подъёма.
Рисунок 4.9 - Таль электрическая
и
шкаф
Таблица 4.1.Основные параметры элементов механизма подъёма червячной,
шестерёнчатой и электрической тали.
Наименование элементов механизма Эскиз элементов механизма подъёма и
подъёма
их параметры в соответствие с ГОСТ
1. Крюк
2. Тяговый орган:
канат
цепь
3. Блок подвижный
4. Барабан
5. Привод
тип
передаточное число
Правилами Ростехнадзора установлено, что все грузоподъемные машины,
предназначенные для выполнения работ, требующих точности и осторожности
при посадке грузов, должны иметь соответствующие малые скорости
механизмов подъема и передвижения. В этом случае электротали оборудуют так
называемым микроприводом, обеспечивающим при наличии нормальной
скорости подъема и опускания также возможность работы с весьма малыми
скоростями, необходимыми для точной установки деталей на станках или
приспособлениях для сборочных и монтажных работ. Изменение скорости
подъема и опускания обеспечивается применением многополюсного двигателя
или вспомогательного двигателя малой мощности, приводящего в движение
барабан через дополнительные передачи, а также с помощью механического
устройства - включением дополнительной передачи через фрикционную муфту.
4.1.3. Объекты изучения, приборы и оборудование.
Для выполнения необходимо иметь: тали червячную и шестеренчатую с
ручным приводом; электроталь, штангенциркуль; линейку.
4.1.4. Порядок выполнения работы.
1. Ознакомиться с конструкцией, принципом действия изучаемой тали.
2. Путем замеров определить параметры элементов механизма подъема:
крюка, каната или цепи, подвижного блока, барабана и передаточного
механизма. Полученные данные занести в таблицу 4.1 и сравнить их со
стандартными значениями или рекомендуемыми.
3. После изучения устройства
изучаемых талей и определения
параметров их элементов, составляется отчет, включающий: схемы изучаемых
талей с кратким описанием принципа работы и таблицы с параметрами
элементов талей.
Контрольные вопросы.
1. Назовите основные элементы механизма подъёма?
2. Назовите типы крюковых подвесок?
3. Назначение тягового органа и их типы?
4. Назначение и конструкция барабанов?
5. Объясните устройство механизма подъёма с ручным приводом?
6. Объясните устройство электрической тали?