Подъёмно транспортные машины

 

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Нижегородский государственный архитектурно-

Строительный университет

Инженерно-строительный институт

 

 

Грузоподъёмные

машины.

 

 

 

       Выполнил                                                  Букина И.В.

          Студент :                                           ИИЭСиС 4к. ТГВ гр.7/08-2

     Проверил

       Преподаватель:                                    Можаев И.В.          

 

 

 

 

Нижний  Новгород 2011 г.

 

 

Содержание:

  Введение                                                                                          --- 3 – 5 стр.

        1. Простейшие грузоподъёмные устройства                        --- 5 – 9 стр.

         1.1 Домкраты                                                                                 --- 5 стр.

         1.2 Лебёдки                                                                                        --- 6 – 7 стр.

        1.3 Тали                                                                                               --- 7 – 9 стр.

      2. Грузоподъёмные краны                                                             --- 9 – 16 стр.

         2.1 Кран мостового типа                                                            --- 9 – 11 стр.

         2.2 Кран стрелового типа                                                          --- 11 – 12 стр.

         2.3 Стреловые передвижные краны                                       --- 12 – 16 стр.

      3. Общие положения расчёта грузоподъёмных  машин      --- 17 – 18 стр.

      4. Грузозахватные устройства                                                   --- 18 – 22 стр.

         4.1 Крюки и петли                                                                          --- 18 – 20 стр.

         4.2 Специальные захваты                                                           --- 20 стр.

        4.3 Грузозахватные устройства для  насыпных грунтов --- 21 – 22 стр.

      5. Грузовые и тяговые гибкие  элементы                                 --- 22 – 24 стр.

      6. Тормозные устройства                                                              --- 25 стр.

      7. Привод грузоподъёмных машин                                              --- 26 стр.

      8. Механизмы подъёма груза                                                        --- 26 стр.

      9. Механизмы изменения вылета  стрелы                              --- 26 – 27 стр.

      10. Механизмы передвижения                                                      --- 27 стр.

      11. Механизмы поворота                                                               --- 28 стр.

            Список литературы                                                                   --- 29 стр.                                

 

 

Введение

        Поточные технологические линии, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочно – разгрузочные операции органически связаны с применением разнообразных подъёмно транспортных машин и механизмов, обеспечивающих непрерывность и ритмичность производственных процессов. Использование подъёмно – транспортных машин во многом определяет эффективность производства, а уровень механизации технологического процесса – степень совершенства и производительность предприятия. При современной интенсивности производства нельзя обеспечить его устойчивый ритм без согласованной и безотказной работы средств транспортирования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на всех стадиях обработки и складирования.

        Для механизации подъёмно –  транспортных и погрузочно –  разгрузочных работ создан ряд  высокопроизводительных, экономичных  и удобных в эксплуатации машин  и в первую очередь конвейеров  различных типов. Созданы электро  – и автопогрузчики, разгрузочные  машины для штучных и насыпных грузов, штабелирующие и другие подъёмные средства и лифты, а также новые конструкции мостовых электрических кранов грузоподъёмностью 5…50 т с повышенными технико – экономическими показателями благодаря применению новых металлоконструкций, более выгодных профилей проката металлов и качественной термической обработки деталей и узлов механизмов кранов.

        Механизмы кранов и элементы  металлической конструкции должны  состоять из транспортабельных  сборочных единиц, обеспечивающих  сборку их на месте монтажа.

Современное производство подъёмно – транспортных машин основывается на создании блочных  и унифицированных конструкций, позволяющих получить наиболее высокий  технико – экономический эффект при изготовлении и эксплуатации машин. Блочной называют конструкцию, состоящую из самостоятельных сборочных  единиц – блоков ( рис. 1 ), соединённых  между собой посредством легкоразъёмных элементов. Применение блочных конструкций  позволяет выпускать сборочные единицы «на склад» в законченном виде, что приводит к специализации отдельных цехов и заводов. Специализация производства, в свою очередь, обеспечивает повышение качества изготовляемых элементов.

        Блочная конструкция позволяет  легко отделить от машины сборочную  единицу, требующую ремонта, без  разборки смежных элементов конструкции.  При наличии запасных блоков  можно производить их замену  в короткое время, что уменьшает простои оборудования и позволяет осуществлять более качественный ремонт в специализированных цехах. Кроме того, применение блочных конструкций даёт возможность максимально унифицировать отдельные сборочные единицы и детали выпускаемых подъёмно – транспортных машин, что увеличивает массовое производство.

 

Рис. 1

        Внутризаводские, межцеховые и  внутрицеховые транспортные операции  выполняются грузоподъёмными и  транспортными устройствами иногда  по сложной транспортно – развитой  трассе, представляющей собой горизонтальные, наклонные и вертикальные участки.  Характер производственного процесса, его специфические особенности,  род и физико – механические  свойства перемещаемых грузов  определяют тип и конструкцию  применяемых грузоподъёмных и  транспортных устройств.

         Подъёмно –транспортные машины и устройства настолько разнообразны по своему назначению, принципам действия и конструктивному исполнению, что не представляется возможными дать подробное описание и детальные расчёты даже для основных типов. В основном эти машины можно разделить на две группы: подъёмно – транспортные машины периодического действия – грузоподъёмные машины и подъёмно – транспортные машины непрерывного действия – транспортирующие машины.

         Характерной особенностью машин  периодического действия является  цикличность работы, подача груза  порциями, соответствующими грузоподъёмности  рабочих органов, непосредственно  несущих транспортируемый  груз  по произвольной 

 

 

пространственной  трассе. Работа таких машин обычно осуществляется по принципу попеременно  – возвратных движений: в одном  направлении с грузом, в обратном без 

 

груза. Рабочий орган машин периодического действия загружается и разгружается во время остановки; иногда рабочий орган разгружается во время движения.

         Характерной особенностью машин  непрерывного действия является  перемещение грузов непрерывным  потоком по одной строго определённой  трассе. Перемещаемый груз (обычно  насыпной) располагается на рабочем  органе сплошной непрерывной  массой или отдельными порциями  в рабочих сосудах (ковшах, коробках), движущихся последовательно. Загрузка  и разгрузка рабочих органов  таких машин происходит во  время их движения.

 

1. Простейшие грузоподъёмные устройства

         К простейшим устройствам для  подъёма грузов относятся домкраты, лебёдки, тали и однорельсовые  тележки.

 

1.1 Домкраты

         Домкрат – простейшее грузоподъёмное  устройство в виде толкателя  (винтового, реечного, гидравлического), поднимающее груз на небольшую  высоту. Винтовой домкрат  (рис. 2) устанавливают под грузом 3. Под  действием усилия F_t  рабочего на рукоятку 2 рычага вращается винт 1 и происходит подъём или опускание груза. Передаточное отношение только винтовой пары 70…80; при усилии рабочего     F_t  = 0,1…0,4 кН грузоподъёмность винтового домкрата составляет 7…32 кН.

         В реечном домкрате  (рис.3) под  действием усилия рабочего на  рукоятку 3 вращается зубчатая шестерня 2 и рейка 1 поднимает груз 4. Грузоподъёмность  реечного домкрата зависит от  передаточного отношения зубчатой  передачи.

         Гидравлический домкрат (рис.4) представляет собой рабочий цилиндр с поршнем 2 диаметром D для подъёма груза 1.Насос с поршнем 3 диаметром d нагнетает жидкость в рабочий цилиндр с помощью рычага. Передаточное отношение гидравлического домкрата равно u = D² / d² и может быть большим при малых размерах домкрата.

                                 

                    Рис.2.Схема винто-    Рис.3.Схема ре-       Рис.4.Схема гидравлического

                       вого домкрата       ечного  домкрата               домкрата

 

1.2 Лебёдки

         Лебёдка – это более сложное  устройство – грузоподъёмная  машина для перемещения груза  посредством гибкого элемента. Лебёдки бывают тяговые и подъёмные. В конструкцию лебёдки входит ворот и дополнительная передача в приводе. В вороте (рис.5) груз 1 поднимается гибким элементом 2 (канатом или цепью), наматываемым на барабан 3. Барабан, закреплённый на валу, вращается с помощью рукоятки 4. Передаточное отношение ворота невелико; оно равно отношению радиуса приводной рукоятки l к радиусу R барабана, поэтому и грузоподъёмность ворота незначительна. В лебёдках любое тяговое усилие достигается увеличением передаточного отношения дополнительной передачи, устанавливаемой между валом барабана и рукояткой.

        В тяговой лебёдке 6 (рис.6) груз 1 подтягивают гибким элементом  2, наматываемым на барабан 3, который  вращается рукояткой 5 через зубчатую  или червячную передачу 4. Тяговые  лебёдки используют для перемещения  груза по плоскости или по  направляющим.

                                    Рис.5.Схема ворота            Рис.6.Схема тяговой лебёдки

 

        Подъёмная лебёдка (рис.7) по конструкции  аналогична тяговой.  Для подъёма  свободно подвешенного или движущегося в направляющих груза используют отклоняющий блок 2.

Рис.7.Схема подъёмной лебёдки

                                                  1 – груз; 2 – отклоняющий неподвижный  блок; 3 – гибкий элемент (канат);

                                                                       4 – зубчатая передача; 5 – барабан; 6 - рукоятка

       

 

         Лебёдки изготовляют с ручным и машинным приводом. Лебёдки с приводом от электродвигателя называют электролебёдками.

        При маневровых работах на  железнодорожных путях, в портах  и доках, для подъёма якорей  на судах, подтягивания различных  грузов применяют шпили (рис.8), т.е. лебёдки с фрикционным барабаном, имеющим горизонтальную или вертикальную ось вращения. Грузовой канат шпиля не закреплён на барабане, а навивается на него несколькими витками, и тяговое усилие передаётся благодаря силам трения, возникающим между поверхностью барабана и витками каната. Это позволяет использовать канат большой длины при малой длине барабана.

 

Рис.8. Электрошпиль

 

1.3 Тали

         Основное назначение талей –  внутрицеховое и межцеховое транспортирование  грузов, обслуживание поточных и  автоматических линий, станков  и т.п. Таль представляет собой  особо компактную лебёдку с ручным, электрическим или пневматическим приводом. Они могут быть выполнены стационарными или с возможностью передвижения. В последнем случае их устанавливают на тележках.

        Таль с ручным приводом, показанная  на рис.9, подвешена к опоре  при помощи крюка 3 и приводится  в действие с помощью бесконечной  сварной цепи 7, соединённой с  приводным цепным колесом 4. В таких талях в качестве гибкого грузового элемента для уменьшения размеров и массы используют сварную калиброванную цепь или пластинчатую грузовую шарнирную цепь 1. Поднятый груз удерживается в неподвижном состоянии дисковым тормозом 5, который замыкается под действием силы тяжести 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.

       

 

Рис.9 Таль с ручным приводом и сосной зубчатой передачей

 

        Тали с электрическим приводом (электротали) имеют грузоподъёмность 0,25…16т и скорость подъёма 0,063…0,25 м/с. Обычно электротали подвешивают к тележкам 1, имеющим ручной или электрический (рис.10,а,б) привод механизма передвижения, при помощи бесконечной сварной цепи. Скорость передвижения талей по однорельсовым путям принимают в зависимости от длины пути и назначения тали. При скорости передвижения до 0,53 м/с управление механизмами электротали производят с подвесного пульта управления, а при скорости более 32 м/мин. из кабины управления, перемещающейся вместе с талью по подвесному пути (рис.10,б).

                          

                                        

                          

                           Рис.10 Электротали                                 Рис.11 Электроталь с микро-

               а – с ручным механизмом передвижения;                                      приводом и управлением снизу:

                   б – с машинным приводом  механизмапередвижения                       1 – пульт управления; 2 - микропривод

                                          и управления из кабины

 

 

 

 

         Правилами Госгортехнадзора установлено,  что вновь изготовляемые грузоподъёмные  машины, предназначенные для выполнения  монтажных и других работ, требующих  точности и осторожности при  посадке грузов, должны иметь  возможность работать с малыми  скоростями механизмов. Для этого  электротали изготовляют с микроприводом,  обеспечивающим при наличии нормальной  скорости подъёма и опускания  груза также возможность работы  с весьма малыми скоростями (рис.11). Скорость подъёма и опускания  груза можно изменять благодаря  применению многополюсного двигателя  или вспомогательного двигателя  малой мощности, приводящего в  движение барабан с малой скоростью  через дополнительные передачи, а также при помощи механического  устройства – включением дополнительной  передачи через фрикционную муфту.

2. Грузоподъёмные  краны

         Кранами называют грузоподъёмные  машины циклического действия, предназначенные  для подъёма и перемещения  груза, удерживаемого грузозахватным  устройством. Они являются наиболее  распространёнными грузоподъёмными  машинами, имеющими весьма разнообразное  конструктивное исполнение и  назначение. По конструктивному  признаку их разделяют на краны мостового типа, к которым относятся мостовые, козловые и полукозловые краны, перегрузочные мосты, настенные передвижные консольные краны, мостовые краны – штабелеры; краны стрелового типа, к которым относятся поворотные краны на колонне, имеющие постоянный или переменный вылет, стреловые передвижные краны со стрелой, закреплённой на раме ходового устройства или поворотной платформе, размещённой непосредственно на ходовой раме, башенные краны, портальные и полупортальные краны и т.п. По виду грузозахватного устройства различают крюковые, грейферные, магнитные, клещевые краны и т.п. По виду привода механизмов краны бывают с ручным и машинным (электрическим, гидравлическим, пневматическим и др.) приводами. По степени поворота стрелы относительно опорной части различают неповоротные, полноповоротные и неполноповоротные краны. По способу опирания ходовой части на рельсовый путь краны могут быть опорного типа, опирающиеся на путь сверху, и подвесного типа, перемещающиеся по нижним полкам рельсов подвесного кранового пути.

2.1 Краны мостового типа

         Мостовой кран (рис.12) представляет  собой мост 8, перемещающийся по  крановым путям 11 на ходовых  колёсах 12, которые установлены  на концевых балках 13. Пути 11 укладывают  на подкрановые балки, опирающиеся  на выступы верхней части колонн  цеха. Расстояние между осями  подкрановых рельсов называют  пролётом крана, расстояние между  осями ходовых колёс (при установке  моста на четырёх ходовых колёсах)  – базой крана.

        

 

 

        По верхнему (в некоторых конструкциях  – по нижнему) поясу балок  моста в поперечном направлении относительно пролёта цеха передвигается крановая тележка 5, снабжённая механизмом 4 подъёма груза. В зависимости от назначения крана на тележке размещают один или два механизма подъёма. При наличии двух механизмов подъёма один из них является главным 4, а второй меньшей грузоподъёмности – вспомогательным 3. Механизм передвижения 10 крана установлен на мосту крана, механизм передвижения 9 тележки – непосредственно на тележке. Управление всеми механизмами осуществляют из кабины 1, прикреплённой к мосту крана.

         Питание электродвигателей осуществляется  по цеховым троллеям, изготовленным  обычно из прокатной стали  углового профиля и закрепляемых  на стене здания. Для подвода  электроэнергии применяют токосъёмы  скользящего типа, прикрепляемые  к металлоконструкции крана, башмаки которых скользят по троллеям при перемещении моста крана. Для обслуживания цеховых троллеев на кране предусмотрена специальная площадка 7. Для токоподвода к двигателям, расположенным на тележке используют троллеи, изготовленные из круглой или угловой стали, установленные с помощью специальных стоек на площадке, расположенной в продольном направлении относительно главной балки. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод к тележке осуществляется с помощью гибкого кабеля 2, подвешиваемого на проволоке 6.

             

                          

                                                         

                                             Рис. 12 Мостовой кран общего назначения

 

 

 

         Мостовые краны в зависимости  от назначения и характера  выполняемой работы снабжают  различными грузозахватными приспособлениями: крюками, подъёмными электромагнитами, грейферами, специальными захватами  и т.п. Мостовой кран весьма  удобен для использования, так  как благодаря перемещению по  крановым путям, располагаемым  в верхней части цеха, он не  занимает полезной площади.

         Козловой кран (рис. 13) – кран мостового  типа, несущие элементы конструкции  которого опираются на крановый  путь с помощью опорных стоек,  применяют на открытых площадках  складов, например, для разгрузки железнодорожных вагонов. По металлоконструкции 1 крана движется тележка с механизмом 2 подъёма. Кран передвигается по рельсам 3.

         Кабельный кран (рис. 14) – кран, несущими  элементами которого являются  канаты 2, закреплённые на опорах 1. По канату движется тележка  3 с механизмом подъёма.

                  

 

    Рис. 13. Схема козлового крана                             Рис. 14. Схема кабельного крана

 

2.2 Краны  стрелового типа

         У кранов стрелового типа груз  подвешен к стреле (с постоянным  или переменным вылетом) и находится  вне опорного контура крана.  К кранам этого типа относят  настенные и полноповоротные.  Настенный кран (рис. 15) с постоянным  вылетом l стрелы, равным расстоянию от оси вращения крана до точки подвеса груза 2 к стреле 1, при подъёме груза имеет зону 3 обслуживания, равную (в плане) половине окружности. У такого крана должен быть механизм подъёма груза (лебёдка) и механизм поворота стрелы.

        В настенном кране с переменным  вылетом (рис. 16) вылет изменяется  перемещением по стреле 1 тележки  3 с механизмом подъёма 2. Обслуживаемая  зона 4 в плане – половина круга.  Вылет консольного крана может  изменяться также путём подъёма  и опускания стрелы.

        У полноповоротного консольного  крана (рис. 17) вокруг неподвижной  колонны 1 может поворачиваться  металлоконструкция 2 крана. Обслуживаемая  зона 3 – окружность при постоянном  вылете и круг при переменном  вылете.

 

        Рис.15. Схема настенного           Рис.16. Схема настенного        Рис.17. Схема свободносто-

консольного поворотного          консольного поворотного        ящего полноповоротного

крана с постоянным вылет.     крана  с переменным вылет.    консольного крана на коло-

                                                                                                                        нне с постоянным вылет.  

2.3 Стреловые  передвижные краны

         У стреловых кранов стрела  закреплена на раме ходового  устройства или на поворотной  платформе, размещённой непосредственно  на ходовой раме. По конструкции  ходового устройства самоходные  стреловые краны могут быть  разделены на гусеничные, пневмоколёсные  и автомобильные, тракторные, железнодорожные.

         Гусеничные и пневмоколёсные  краны характеризуются повышенной  маневренностью, их используют для  строительных, монтажных и погрузочных  работ, связанных с частым перебазированием.

         Гусеничные  краны имеют грузоподъёмность не более 160 т. Ходовая часть крана снабжена рамой, установленной на гусеничных тележках, приводимых в движение от двигателя, размещённого на поворотной части крана. Скорость движения гусеничных кранов обычно не превышает 6 км/ч, поэтому на большие расстояния эти краны транспортируют на специальных платформах. Наличие гусеничного хода уменьшает нагрузки крана нам грунт, что позволяет использовать эти краны для работы на мягких, неплотных грунтах.

         Масса груза, поднимаемого передвижными  кранами, зависит от их вылета  L. Эта масса определяется по условию обеспечения необходимой устойчивости крана и уменьшается с увеличением вылета. Указанная зависимость может быть представлена в виде графика, используя который можно определить допускаемую массу груза при любом вылете стрелы. Так, гусеничный грейферный кран (рис. 18), который поднимает не передвигаясь груз массой 4 т. при вылете 3 м, может при вылете 9 м поднять только груз массой 1 т.

         Пневмоколёсные краны устанавливают на стандартных автомобильных шасси, а также на усиленных и специальных шасси. Пневмоколёсные краны разделяют на: краны общего назначения, используемые только при работе с грузовым крюком; полууниверсальные, работающие с крюком и грейфером; универсальные, работающие с любым видом сменного оборудования как кранового, так и землеройного (краны – эксковаторы).Пневмоколёсные краны имеют значительно более высокую

 

грузоподъёмность (до 100 т.), чем а втомобильные.

 

                                       

                       Рис. 18. Зависимость грузоподъёмности  крана от вылета стрелы

 

      Автомобильный кран КС – 6471 с гидравлическим приводом рабочих механизмов на специальном автомобильном шасси показан на рис. 19а

          

Рис. 19. Самоходные стреловые                 Рис. 20. Башенный монтажный кран КБ-674А

                           краны                                                             с решетчатой башней

 

         Кран имеет телескопическую стрелу, длину которой можно изменять от 11 до 27м. Для устойчивости и уменьшения нагрузки на ходовую часть автомобиля кран снабжен выносными опорами, имеющими гидравлический привод и индивидуальное управление, что обеспечивает независимую установку опор применительно к неровностям рабочей площадки. Наибольшая грузоподъёмность при установке крана на выносных опорах 40 т., транспортная скорость крана 50 км/ч. Кран оборудован также гидравлическими стабилизаторами рессор, повышающими его устойчивость и обеспечивающими более равномерную нагрузку на рессоры при движении на поворотах. На поворотной платформе установлены грузоподъёмная лебёдка, поворотный механизм, кабина крановщика и стрела. На оголовке стрелы расположен ограничитель грузоподъёмности и высоты подъёма груза.

         Благодаря гидравлическому приводу  можно плавно изменять в широких  пределах скорость движения механизмов. Автомобильные консольные краны (рис.19,б) с объёмным гидроприводом предназначены для погрузки груза на транспортные средства и для самозагрузки, укладки груза в штабеля, а также для других погрузочно – разгрузочных работ.

        Опорно – поворотная часть  автомобильного консольного крана  типа 4030П в виде колонны с  гидроцилиндром подъёма размещена  на шасси автомобиля между  кузовом и кабиной. Стрела крана  выполнена шарнирной, двухзвенной,  оригинальной складывающейся конструкции.  В транспортном положении эта  стрела отведена за кабину, не  выходя за габариты автомобиля. Кран оснащён крюком и сменным  оборудованием в виде специальных  захватов (для штучных грузов) и  грейферов.   разгрузки рессор  при работе кран снабжён стабилизирующим  устройством, позволяющим передавать  нагрузку непосредственно на  задний мост и колёса, в результате чего уменьшается боковой крен крана и повышаетсяего устойчивость.

         Башенные краны. Стрела этих кранов закреплена на верхней части вертикально расположенной башни. Башенные краны предназначены для строительных и монтажных работ. Изменение вылета таких кранов производят либо перемещением грузовой тележки по однорельсовому пути, прикреплённому к стреле крана, либо подъёмом стрелы.

         Башенный кран КБ – 674А (рис. 20) имеет решётчатую сварную башню.  Изменение вылета от 4 до 35 м осуществляется  перемещением грузовой тележки  с крюковой подвеской 1 по горизонтальной  стреле 2. Кран снабжён передвижным  противовесом 3, обеспечивающим необходимую  устойчивость против опрокидывания.  Положение противовеса определяется  положением грузовой тележки.  Механизм подъёма 4 расположен  на консоли противовеса. Кран  имеет 16 ходовых колёс, из них  шесть – приводные. Управление  краном производят из кабины  управления. Имеется исполнение  крана этого типа с дистанционным  радиопрограммным управлением. Этот  кран имеет номинальный грузовой момент 4000 кН ∙м. Грузоподъёмность крана, при наибольшем вылете составляет 10 т, а при минимальном – 25 т.

 

         Портальные краны. Для погрузки и выгрузки штучных и насыпных грузов в морских и речных портах с высоким грузооборотом применяют портальные краны. Кроме того, эти краны могут быть использованы в судостроении и на сборочно – монтажных строительных работах. Портальные краны передвигаются по рельсовому пути. Они состоят из портала и поворотной части (рис. 21). Нижняя часть крана (портал) является пространственно жесткой четырёх -  или трёхстоечной рамой, перекрывающей железнодорожные пути или безрельсовые дороги и обеспечивающей свободный проезд транспортных средств. На портале установлена поворотная часть крана со стрелой, противовесом и механизмами подъёма, поворота и изменения вылета стрелы.