Transcript Доцент Кухарь В.Ю. кафедра горных машин и инжиниринга, ГВУЗ "НГУ" Курс Подъемно- транспортные машины Лекция 4 МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ. ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Механизм подъема крана состоит из полиспастной системы и.

Доцент Кухарь В.Ю.
кафедра горных машин и
инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"
Курс
Подъемно- транспортные
машины
Лекция 4
МЕХАНИЗМ ПОДЪЕМА.
ТИПОВЫЕ СХЕМЫ.
ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Механизм подъема крана состоит из
полиспастной системы и лебедки.
В зависимости от их взаимного расположения на
барабан лебедки навивается ветвь каната,
сбегающая
- с неподвижного блока (стреловые краны)
или
-подвижного блока (мостовые краны).
Подвижная обойма оборудуется грузозахватным
органом - крюком - для подвешивания к нему
штучных грузов непосредственно или при помощи
специальных грузозахватных устройств.
СОСТАВ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
1 - электродвигатель, 2 - соединительная
муфта с промежуточным валом-вставкой 3 (или
без него), 4 - тормоз, 5 - редуктор, 6 - канатный
барабан
ПОЛИСПАСТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
1 – подвижная (крюковая)
обойма,
2 – грузонесущие канаты,
3 – неподвижная обойма,
4 – уравнительный балансир
или блок,
5 – канатный барабан
СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
а)
б)
в)
Соединение валов двигателя и редуктора с использованием:
а - втулочно-пальцевой муфты; б – зубчатой муфты;
в – промежуточного вала-вставки
СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
У механизмов подъема, имеющих
неразмыкаемую кинематическую связь
барабана с двигателем, в качестве
тормозного шкива можно использовать одну
из полумуфт соединения двигателя с
редуктором.
К редуктору
К двигателю
Торомозной
шкив
СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Муфты подбираются по каталогам и справочникам,
исходя из расчетного крутящего момента
M p  k Mном
где M ном - номинальный действующий момент;
k  3...5 - коэффициент динамичности или
работы, устанавливаемый в
зависимости от конструкции и режима
работы механизма для кранов и
подъемников при электрическом
приводе
СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Механизмы подъема груза и изменения вылета
стрелы оснащают нормально замкнутыми
тормозами.
Это исключает самопроизвольное опускание груза
при отключении, в том числе и аварийном, привода
механизма.
СОЕДИНЕНИЯ КАНАТНОГО БАРАБАНА С РЕДУКТОРОМ
Установка вала барабана на двух самостоятельных опорах и
соединением вала барабана с валом редуктора муфтой
Соединения отличаются надежностью в работе, удобством
монтажа и обслуживания механизма, но имеют относительно
большие габариты.
Обязательно применение компенсирующей муфты.
СОЕДИНЕНИЯ КАНАТНОГО БАРАБАНА С РЕДУКТОРОМ
Вал барабана на двух опорах является валом редуктора
Двуопорный вал получается весьма тяжелым.
Неточность установки опор барабана приводит к нарушению
точности зацепления в редукторе.
Невозможна сборка отдельно редуктора.
Нарушается принцип блочности конструкции.
Схема не получила широкого распространения.
СОЕДИНЕНИЯ КАНАТНОГО БАРАБАНА С РЕДУКТОРОМ
Вал барабана на трех опорах является валом редуктора
Трехопорный вал очень чувствителен к неточностям монтажа.
Невозможна сборка отдельно редуктора.
Нарушается принцип блочности конструкции.
Схема не получила широкого распространения.
СОЕДИНЕНИЯ КАНАТНОГО БАРАБАНА С РЕДУКТОРОМ
Передача крутящего момента на барабан при помощи
открытой зубчатой пары
зубчатое колесо на
валу барабана
зубчатое колесо на
барабане
Эти схемы не находят широкого применения.
Используются только в ручных и специальных
механизмах
СОЕДИНЕНИЯ КАНАТНОГО БАРАБАНА С РЕДУКТОРОМ
Установка одной из опор оси барабана внутри консоли
выходного вала редуктора
Конец выходного вала редуктора выполняют в виде половины
зубчатой муфты; вторая половина муфты укреплена на
барабане.
Статически определимые валы.
Блочная и компактная конструкция.
СОЕДИНЕНИЯ КАНАТНОГО БАРАБАНА С РЕДУКТОРОМ
Механизм подъема со специальным барабаном для гибкого
кабеля
Кабельный барабан 2 располагается на отдельном валу и
приводится в движение от вала грузового барабана 4 с
помощью цепной или зубчатой передачи 1. От электросети ток
подается к вращающемуся барабану 2 через кольцевой
токосъемник 3 со скользящими контактами.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Крюки
однорогий
двурогий
Кованые крюки
однорогий
двурогий
Пластинчатые крюки
Форма крюков выбрана такой, чтобы
обеспечить их минимальные размеры и массу
при достаточной прочности, одинаковой во
всех сечениях.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Однорогий крюк
Наиболее опасным является сечение Б - Б, работающее на
изгиб и растяжение, для которого изгибающий момент от
веса груза Gгр, приложенного в центре зева крюка, является
максимальным.
Сечение А - А рассчитывают на изгиб и срез для случая
подвеса груза на двух наклонных стропах под углом α = 45°.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Двурогий крюк
Сечения В - В и Г - Г на изгиб и срез по действующему на
каждый рог крюка расчетному усилию
Нарезанную
часть
хвостовика
растяжение от силы Gгр.
рассчитывают
на
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Крюки
Запас прочности по пределу текучести при расчете крюка
принимают равным:
2 для крюков кранов 1-4-й групп режима работы
2,25 для кранов 5-й и 6-й групп режима работы
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Крюковые (грузовые) подвески
Блок
Блок
Щека
Траверса
Траверса
Крюк
Нормальная подвеска
Крюк
Укороченная подвеска
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Нормальная подвеска
Щеки рассчитываются по опасному
растяжение по формуле Лямэ:
где
сечению
- допустимое напряжение растяжения
n=3,5…4 – коэффициент запаса прочности,
R – полуширина траверсы,
r – радиус цапфы траверсы.
на
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Укороченная подвеска
Применяется только при четной кратности полиспаста
(равному числу блоков на концах траверсы)
Траверсу изготовляют из
рассчитывают на изгиб
сечению.
сталей 40 или 45 и
по среднему опасному
Запас прочности по пределу текучести принимают
n>3.
Цапфы траверсы рассчитывают также на изгиб и
проверяют по допустимому давлению (расчет на
смятие).
Допускаемое давление не должно превышать 35 МПа.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные блоки
Литой
Точеный
На подшипниках
качения
скольжения
Ось блоков рассчитывают как двух- или многоопорную
балку, нагруженную равнодействующими натяжений ветвей
каната. Внутренний диаметр ступицы и ее длину
определяют по условию прочности оси.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Стальные канаты
Применяются в качестве гибких подъемных органов.
Изготавливаются свивкой из стальных закаленных проволок.
Канаты, работающие во влажной среде, изготовляют из
оцинкованных проволок.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Стальные канаты
Канаты свивают из стальной круглой проволоки диаметром
0,5…2 мм.
Канаты свивают из проволок одного или разных диаметров.
В центре каната помещается сердечник органический или
металлический сердечник.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Стальные канаты
При
одинарной
свивке
(спиральный
канат)
канат
свивают
непосредственно из проволок, при двойной - проволоки предварительно
свивают в пряди, а пряди свивают в канат. При тройной свивке канат
свивают из стренг, представляющих собой канаты двойной свивки.
Одинарная свивка
Двойная свивка
Тройная свивка
1 – проволочка; 2 – прядь, 3,5 – сердечники,
4 – канат двойной свивки (стренга)
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Стальные канаты
Диаметры канатов определяют из расчета их на
растяжение с соблюдением нормативных коэффициентов
запаса прочности каната n, а долговечность - усталостную
прочность - обеспечивают соблюдением минимальных
нормативных коэффициентов выбора диаметра барабана
(или блока) е.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные полиспасты
Полиспаст представляет собой систему подвижных и
неподвижных блоков, соединенных гибкой связью (канатом
или цепью)
Неподвижные
блоки
Применяется для:
- увеличения силы - силовые полиспасты
или
- скорости - скоростные полиспасты.
В ГПМ применяют
силовые полиспасты.
Канат
Неподвижные
блоки
(крюковая
обойма)
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные полиспасты
сты
сты
Одинарные полиспасты
сты
сты
Сдвоенный
полиспаст
Одинарные полиспасты (а – г) используют в тех случаях, когда
сбегающая с подвижной обоймы ветвь каната поступает на барабан
после направляющего блока, например в стреловых кранах.
В сдвоенных полиспастах (д) горизонтальное перемещение груза
при навивке каната непосредственно на барабан отсутствует, так
как канаты всегда расположены на барабане симметрично.
Применяются на кранах мостового типа.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные полиспасты
при помещающейся по стреле крана каретке
Канат перед навивкой на барабан огибает ряд блоков на тележке. При
движение каретки подъемный канат перематывается по блокам, но
длина подвеса и положение груза по вертикали не изменяется.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные полиспасты
При переходе с блока одной обоймы на блок другой
допустимый угол отклонения каната в среднем не
должен превышать 4° во избежание ускоренного
перетирания каната о борта ручья, при больших углах
отклонения возможно выскакивание каната из ручья блока.
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные полиспасты
Кратностью полиспаста называется отношение:
- окружной скорости барабана к скорости подъема груза,
или
- числа грузонесущих ветвей каната в полиспасте к числу
ветвей каната, спускающихся с барабана
б
г
nк
nкб
б n k
kn 

,
 г n кб
- окружная скорость барабана, м/мин;
- скорость подъема груза, м/мин;
- число несущих ветвей каната в полиспасте;
- число ветвей каната, спускающихся с барабана
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные барабаны
Барабаны, так же как и блоки, отливают из серого чугуна или
стали, иногда выполняют сварными из листового металла.
Для легких условий работы допустимо применять барабаны
из тонколистовой стали с накатанными на них канавками.
Канат укладывается на барабан в один слой или в несколько
слоев в зависимости от длины каната.
Сварной гладкий барабан
для многослойной навивки
Литой нарезной барабан
для многослойной навивки
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные барабаны для сдвоенных полиспастов
КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА
Канатные барабаны
Профиль канавки нарезного барабана
Глубина канавки с = (0,25 ... 0,4) dк
Шаг канавок b = dк + (2 ... 3) мм
Радиус канавки r = (0,6 ... 0,7) dк