РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ

ПРАКТИЧНА РОБОТА

РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Ознайомитись з конструкціями, навчитись визначати параметри гаків, сталевих канатів, барабанів і блоків, кранових електродвигунів та редукторів. Ознайомитись з методикою браковки каната.

Закріпити знання та навички по читанню, складанню кінематичних схем механізмів підйому, визначенню параметрів та запису умовних позначень гака, сталевих канатів, ланцюгів. Відпрацювати уміння підбирати електродвигун, редуктор та гальмо в приводі механізму підйому.

1 ВКАЗІВКИ З САМОПІДГОТОВКИ ДО РОБОТИ

1.1 Завдання для самостійної підготовки

Під час підготовки до практичного заняття проробити матеріали лекції „Механізм підйому вантажу“, переглянути та засвоїти основні положення рекомендованої навчальної літератури.

Вивчити та вміти вільно оперувати такими поняттями, як вантажопідйомність, тип привода, режим роботи механізму, коефіцієнт запасу міцності, виліт крана, висота підйому, швидкість підйому вантажу. Ознайомитись з конструкціями сталевих канатів та вантажних ланцюгів.

Вивчити класифікацію, конструкції та принцип роботи механізму підйому вантажопідйомних машин (ВПМ) на прикладі стрілового крана, а також конструкції елементів вантажопідйомних машин. Повторити формулювання поняття поліспаста, передаточного відношення та кратності поліспаста, вміти знаходити значення кратності поліспаста будь-якого механізму підйому.

Користуючись літературними посібниками і методичними вказівками кафедри ознайомитись з методикою проведення паспортизації обладнання, принципами маркування елементів ВПМ.

Крім того вміти складати кінематичні схеми різноманітних видів вантажопідйомних механізмів, користуючись зображеннями умовних позначень елементів кінематичних схем згідно з ГОСТ 2.770-68.

1.2 Питання для самопідготовки

1.2.1 Характеристики ВПМ.

1.2.2 Режими роботи ВПМ.

1.2.3 Параметри вантажозахватних пристроів та гнучких тягових органів.

1.3 Рекомендована література

1. Інженерна механіка (Деталі машин). Конспект лекцій.

2 Іванченко Ф.К. Підйомно-транспортні машини: Підручник / Ф.К. Іванченко. – К., 1993. – 41 4 с. – ISBN 5-11-004088-5.

3 Красников В.В. Подъемно-транспортные машины в сельском хозяйстве: учеб. / В.В. Красников. – М., 1973. – 464 с.

4 Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: учеб. / М.П. Александров. – 2-е изд. перераб. – М, 1984. – 336 с.

2 ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ РОБОТИ

2.1 Програма роботи

– Визначити основні характеристики механізму підйому.

– Вибрати гак, канат, визначити розміри вантажного барабана.

– Вибрати електродвигун, перевірити його на пусковий момент.

– Вибрати гальмо.

– Зробити висновок.

Скласти звіт та захистити роботу.

2.2 Оснащення робочого місця

2.2.1 Методичні вказівки.

2.2.2 Навчальна та наукова література.

2.3 Теоретичні відомості

Вантажопідйомні крани віднесені до машин циклічної (періодичної) дії, роботу яких характеризує цикл (від однойменного грецького слова - коло) - послідовність періодично повторюваних операцій, в результаті виконання яких машина знову повертається в початковий стан.

Основним механізмом вантажопідйомної машини є механізм підйому. Він складається (рисунок 1) з вантажозахватного пристрою; гнучкого органа (канат або ланцюг), до якого підвішено вантажозахватний пристрій; нерухомого блоку; барабана, на який намотується гнучкий орган; редуктора; гальма і електродвигуна.

11.1.png

Механізми крана працюють (включені) не весь час робочого циклу крана. Механізм підйому вантажу працює тільки під час опускання порожньої підвіски крюка і підйому її з вантажем, а механізми пересування крана і вантажного візка працюють тільки під час виконання відповідних рухів. Під час виконання інших технологічних операцій: стропування вантажу, установки його на опору і расстроповкі механізми крана не працюють.

Правила по кранах на підставі даних коефіцієнтів встановлювали такі режими роботи вантажопідіймальних кранів і їх механізмів: з ручним приводом і з машинним - легкий Л, середній С, важкий Т і вельми важкий ОТ. Дана класифікація досить умовна і не дозволяє врахувати реальні умови роботи крана (механізму); отримати фактичні дані для проектування і розрахунку крана; забезпечити необхідний рівень надійності, довговічності і безпеки; здійснювати уніфікацію деталей і складальних одиниць і т. д. Тому в даний час вказану класифікацію режимів роботи застосовують для розрахунків і вибору кранового електроустаткування.

Вантажопідйомність кранів від 5 до 450 тон з режимом роботи А3-А5 по ISO; спеціальних кранів вантажопідйомністю до 1000 т. Тому для кранів, як правило, використовуються потужні електродвигуни.

Режим роботи електродвигуна характеризує величина ПВ (повторність вмикання), яка для механізмів кранів групи режиму роботи 1М-3М дорівнює 15%, 4М – 25% і 5М – 40%, а також число включень двигуна в годину (середнє за зміну), відповідно рівне 60, 120 і 240.

До вантажозахватних пристроїв відносяться гаки однорогі й дворогі, петлі, кліщі, кліщові захвати, ковші, електромагніти, грейфери. Гаки, вантажні петлі відносяться до універсальних, інші – до спеціальних вантажозахватних пристроїв.

Розміри гаків стандартизовані. Їх виготовляють куванням або штампуванням зі сталі 20, застосування високо вуглецевих сталей і чавуну не допускається через крихкість. При конструюванні гаків вихідним розміром є діаметр зіва s, що повинен бути достатнім для розміщення в ньому строп чалкових канатів (додаток Б).

Гнучкі тягові органи – прядивні канати, сталеві канати,

зварні й пластинчасті ланцюги. Їхній вибір залежить від призначення, умов експлуатації, режиму роботи й особливих вимог.

Сталеві канати мають більшу міцність, довговічність, гнучкість у всіх напрямках, надійність, здатність до демпфірування, відносно невелику вагу. Початок руйнування каната сигналізується розривом окремих дротів. Кількість обірваних дротів на один крок звивки каната служить бракувальною ознакою.

Сталеві канати бувають одинарної, подвійної і потрійної звивки. Канат одинарної звивки одержують скручуванням окремих дротинок, подвійної – сталок, потрійної – скручуванням декількох окремих канатів подвійної звивки.

Поліспастом називають систему рухомих і нерухомих блоків, з'єднаних гнучким зв'язком. Вони служать для виграшу в силі і в швидкості. Відношення числа вантажних гілок до числа тягових гілок називають кратністю поліспаста й позначають m, а відношення швидкості руху приводного ланцюга до швидкості підйому – передаточним числом і позначають i.

Блоки бувають рухомі й нерухомі. Рухомі переміщаються у просторі й застосовуються для зміни натягу й швидкості каната. Нерухомі служать для зміни напрямку каната. Виготовляються литтям із чавуну СЧ 12-28 і СЧ 15-32 або зі сталі 25Л, 35Л.

Барабани служать для перетворення обертового руху привода піднімального механізму в поступальний рух підйому або опускання вантажу. Їх виготовляють литтям із чавуну СЧ 15, СЧ 28, сталей 25Л, 35Л або Ст.3. Робоча поверхня барабана буває гладкою або з гвинтовою канавкою, що сприяє правильному укладанню каната й зменшує його зношування.

Завдання та вихідні дані для розрахунків

1 Оформлення вихідних даних на розрахунок:

- вантажопідйомність Q = 18 кН;

- швидкість підйому вантажу v = 13 м /хв. = 0,217 м/с;

- привод механізму машинний;

- режим роботи механізму 3М, ПВ 15%.

11.2.png

2 Визначення вильоту стріли, висоти піднімання вантажу та вибір гака

Вантажопідйомність стрілового крана залежить від вильоту, а також від того, працює кран на додаткових опорах або без них. Із збільшенням вильоту вона зменшується. До величини вантажопідйомності всіх машин включають вагу знімних вантажозахватних пристроїв, а машин, вантажозахватним органом яких є грейфер, магніт – вагу останніх.

Висоту піднімання гака та виліт стріли визначаються з вантажної характеристики у залежності від вантажопідйомності крана (додаток А). Стрілові крани зі змінним вильотом розраховують на можливість змінювати виліт з вантажем у межах вантажної характеристики. Заданий вантаж вагою Q = 18 кН можна підняти стрілою максимальним вильотом L = 6,8 м на висоту Н = 8,2 м.

Гак вибирається у залежності від вантажопідйомності крана, типу приводу та режиму роботи механізму за Держстандартом. Для сили ваги Q = 18 кН, машинного приводу і режиму роботи 3М приймається гак однорогий № 9 (додаток Б).

11.2.1.png

де k_м – коефіцієнт запасу міцності каната, для режиму роботи 3М k_м = 5 (таблиця 1).

Вибір каната за Держстандартом (додаток В). При виборі каната слід враховувати, що табличне значення руйнівного навантаження каната Q_р повинно бути найближчим більшим розрахункового значення будь-якої маркіровочної групи каната.

По руйнівному навантаженню із таблиці вибрано канат 9,9-Г-1-Р-1570 ГОСТ 2688-80, діаметром d_к= 9,9 мм, вантажний, зі світлого дроту марки 1, який розкручується, з границею міцності дроту s_в= 1570 Н/мм², руйнівним навантаженням Q_р= 48,85 кН.

4 Визначення розмірів вантажного барабана

Для правильного укладання каната й зменшення його зношування для кранових механізмів рекомендується використовувати барабани з гвинтовою канавкою (нарізні).

Діаметр барабана, м

11.2.2.png

l_к – робоча довжина каната.

l_к= H×m; (7)

Z_зап – мінімальна кількість запасних витків на барабані, Z_зап = 1,5;

Z_закр – кількість витків на закріплення каната, Z_закр = 2,0.

Число витків каната на барабані округлити до більшого цілого числа.

Довжина барабана

L_б= Z×t_б + 4×d_к, (8)

де t_б – крок навивки каната на барабан, мм (додаток Г).

Довжину барабана прийняти з розмірів стандартного ряду.

5 Вибір електродвигуна та редуктора

Вибір типу електродвигуна проводиться з урахуванням конкретних умов роботи машини. Для кранових механізмів рекомендовано вибирати кранові електродвигуни серії МТ та МТВ з фазним ротором (додаток Д).

11.2.3.png

По значенню потужності вибирається електродвигун, з урахуванням режиму роботи визначається частота обертання та маховий момент електродвигуна. При цьому слід пам’ятати, що завдяки великої перевантажної здібності кранових електродвигунів їх можна вибирати найближчої меншої потужності.

Вибір редуктора. Редуктор механізмів крана підбирається по передаточному числу, частоті обертання, режиму роботи і допустимій потужності. Передаточні числа найбільш поши-рених при будуванні редукторів наведено в додатку Е. Типорозмір редуктора вибирається з урахуванням режиму роботи, потужності та частоти обертання електродвигуна. Якщо відхилення швидкості підйому вантажу від заданої не перевищує ± 5%, можна вибирати редуктор з найближчим меншим передаточним числом. При перевищенні допустимого відхилення фактичної швидкості підйому від заданої діаметр барабана слід змінити до необхідного.

Передаточне число механізму

11.2.4.png

Розбіжність між заданою і фактичною швидкістю підйому не повинна перевищувати ± 5%. Якщо умова не виконується, для досягнення заданої швидкості підйому вантажу діаметр барабана необхідно змінити.

11.2.5.png

11.2.6.png

11.2.7.png

За гальмівним моментом вибирається гальмо (додаток Е). Значення гальмівного моменту вибраного гальма потрібно бути більше розрахункового. З метою зменшення зносу гальмівних накладок вибране гальмо слід відрегулювати на момент, який було розраховано.

7 Висновки по розрахунку

На основі матеріалу, вивченого на практичному занятті студент представляє виконаний і належним чином оформлений розрахунок механізму підйому крана у відповідності до вихідних даних, що пропонується індивідуальним завданням.