Достоинства и недостатки. 11 страница

На рис. 6.4, б дана схема электрореверсивной лебедки. Она приводится в движение реверсивным электродвигателем, вал которого жестко связан с барабаном с помощью редуктора. Опускание груза производится при обратном ходе двигателя на режиме его работы. Между двигателем и редуктором устанавливается тормоз для удержания груза. Обычно применяют тормоза двухколодочные электромагнитные, которые автоматически включаются при отключении электродвигателя. На рис. (6.4,в) показана схема фрикционной лебедки. Привод осуществляется от электродвигателя, связанного с барабаном не жестко, а с помощью фрикционной муфты. Включение барабана производится включением и выключением фрикциона при помощи рукояти, вращающей гайку с прямоугольной нарезкой, которая сидит на оси барабана таким образом, что при вращении гайки барабан отжимается или прижимается к конусным фрикционным колодкам. Для удержания груза на весу в этих лебедках имеется храповое устройство. Тормоз (обычно ленточный) устанавливается на шкиве фрикционной муфты и управляется вручную.

Основными параметрами электро - реверсивных лебедок являются номинальная мощность приводного двигателя Р_да (кВт), крутящий момент на барабане Те (кНм) и частота вращения барабана пе (об/мин). При известной грузоподъемности Q (т) полиспаста, в комплекте с которым работает лебедка и требуемой скорости Vr (м/с) перемещения груза номинальная мощность двигателя определится как

Pдв = Ogvr/η

где g - ускорение свободного падения, м/с ; ц - суммарный КПД механизма, включающий КПД канатно-блочной системы Г)к-б- барабана rj6a_P и трансмиссии

В случае электрического привода электродвигатель выбирают по номинальной мощности и режиму работы. Частоты вращения электродвигателя ц_т и барабана лб (см. выше) связаны между собой передаточным отношением трансмиссии:

В качестве трансмиссии обычно используют стандартные зубчатые, реже червячные, редукторы. Если передаточное отношение (_Р выбранного редуктора отклоняется больше чем на 5% от расчетного передаточного отношения трансмиссии, его дополняют либо открытой зубчатой передачей, либо корректируют прежде назначенный диаметр барабана. При использовании первой меры следует избегать применения в одной трансмиссии участков, понижающих (редуктор) и повышающих (открытая передача) частоту вращения. В соответствии с этим требованием передаточное число редуктора не должно быть больше общего передаточного числа трансмиссии. При использовании второй меры в случае принятого ранее диаметра барабана по минимальному значению с его корректировкой можно только увеличить этот размер, в связи с чем следует также откорректировать (уменьшить) требуемую частоту вращения барабана, что приведет к повышению передаточного отношения трансмиссии. Следовательно, эта мера может быть использована, если передаточное число редуктора окажется больше предварительно рассчитанного (до корректировки диаметра барабана) передаточного числа трансмиссии. Барабан и электродвигатель располагают как с одной стороны редуктора, так и по разные его стороны. Более компактно одностороннее расположение. Тормоз выбирают по тормозному моменту (Нм):

Тт ⁼ КтТт.ст

где Кт - коэффициент запаса торможения, в зависимости от режима работы принимаемый равным от 1,5 до 2,5; Тт.ст - наибольший статический тормозной момент, Н-м.

Существуют также более компактные, но и более дорогие электрореверсивные лебедки со встроенными в барабан планетарными редукторами и электродвигателем. Тяговые усилия наиболее часто применяемых однобарабанных электрореверсивных лебедок составляют от 3,2 до 125 кН при скорости каната 0,5 ... ОД м/с и канатоемясости от 80 до 800м.

Определим параметры электрореверсивной лебедки, в составе которой применен рассчитанный ранее (см. стр. 147 - 148) барабан диаметром 360 мм с трехслойной навивкой каната диаметром дк ~ 21 мм и требуемой частотой вращения ш = 27 об/мин и канатно-блочная система с полиспастом грузоподъемностью Q = 25 т при средней скорости подъема груза v_г = 0,15 м/с. Максимальное усилие в канате 5 = 64,54 кН; диаметр барабана по ребордам D_p = 570мм; режим работы легкий (ПВ = 25%).

Предварительно примем суммарный КПД механизма, включая канатно - блочную систему, =0.8 Требуемую мощность электродвигателя найдем по формуле (6.6):

∆Р_дв = 25-9,81 0,15 / 0,8 = 45,98 кВт.

Принимаем электродвигатель с фазовым ротором МТН 512-8. При ПВ= 25% номинальная мощность Р_{дв HOM} ⁼ 45 кВт, частота вращения ротора пдв = 695 об/мин, радиус корпуса а = 212мм. Перегрузка:

∆Р_дв=(Рдв- Рдв.ном)/ Рдв ном 100% = (45,98 - 45)/45-100% = 2,18% что допустимо.

Требуемое передаточное отношение трансмиссии:

µ =ηдв ηб=695/27-25,74.

При расположении барабана и электродвигателя с одной стороны редуктора межосевое расстояние А последнего должно быть не менее: Аmin = D_p/2 + a = 570/2 - 212 - 495мм.

Передаваемой мощности и синхронной частоте вращения 750 об/мин соответствует цилиндрический двухступенчатый редуктор Ц2-400, а по более компактному расположению элементов лебедки - Ц2-500.

Окончательное решение принимается после анализа компоновки с учетом конструктивных, эксплуатационных и иных требований, предъявляемых к машине, на которой устанавливается лебедка. Для определенности принимаем редуктор Ц2-500. При передаточном числе и_р = 24,9 он способен передавать движение мощностью 103 кВт, а при и_р = 32,42 - 83 кВт. Отклонение от расчетного значения и составит соответственно:

∆µ1= (25.74 - 24,9)/25,74 100% = 3,26%,

что ниже допустимой расчетной погрешности 5%.

Аµ₂ = (32,42 - 25,74)/25,74 100% = 37,6%,

что выше допустимой расчетной погрешности. Окончательно принимаем редуктор Ц2-500 с передаточным числом и_р =24.9

При необходимости могут быть уточнены скорости подъема груза при работе на каждом слое навивки каната на барабан. Также может быть уточнено значение общего КПД лебедки и откорректированы все рассчитанные выше силовые параметры. Однако это уточнение не внесет каких-либо существенных поправок в результаты расчетов.

Тормоз устанавливаем на ведущем валу редуктора. Наибольший статический тормозной момент:

где η_Р двухступенчатого зубчатого редуктора. Требуемый тормозной момент при К_т — 1,5:

Тт=КтТт.ст = 1,5-627,74= 941,61 Н м.

Принимаем колодочный тормоз ТКТГ-400М с электрогидравлическим толкателем ТГМ-80. Диаметр шкива Dт=400 мм; тормозной момент Тт.ФАКТ=1500 Нм

Для соединения валов электродвигателя и редуктора принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП-7 с диаметром тормозного шкива D_m = 400мм и расточками под цилиндрический конец вала электродвигателя диаметром 70мм и конический конец вала редуктора диаметром 60мм с конусом 1:10. Муфта способна передать крутящий момент Тм факт= 5500 Нм

Кроме описанных в подъемных механизмах кранов с электроприводом, работающих на монтаже строительных конструкций, широко применяют многоскоростные лебедки.Для привода такой лебедки используют два установленные по разные или по одну сторону редуктора 2 (рис. 6.5). Для подъема и опускания номинального груза с номинальной скоростью используют основной двигатель 3при невключенном, но с вращающимся валом, вспомогательном двигателе 1.

Малые грузы и крюк без груза поднимают и опускают вспомогательным двухскоростным двигателем, номинальная частота вращения вала которого значительно выше, чем основного двигателя. "Посадочная" скорость, используемая при установке строительных конструкций в проектное положение, обеспечивается совместной работой основного двигателя в специальном режиме динамического торможения и вспомогательного двигателя на малой скорости. Как и у односкоростных лебедок, тормоз 4устанавливают на быстроходном валу, обычно - на валу основного двигателя.

В конструкциях машин с групповым приводом применяют также лебедки с двумя барабанами, посаженными на один вал. В этом случае каждый барабан подключают к единой трансмиссии через фрикционные муфты, благодаря чему оба барабана можно включать в работу как одновременно, так и поочередно. Устройство и кинематика таких лебедок применительно к приводам одноковшовых канатных экскаваторов будут рассмотрены ниже в главе 7.

В лебедках с канатоведущими шкивами(рис. 6.6) применяемых в качестве подъемных механизмов шахтных подъемников - лифтов, несколько параллельных канатов охватывают шкив с кольцевыми желобками. При отсутствии отклоняющих блоков угол обхвата составляет 180°. К концам каната с одной стороны подвешена кабина, а с другой -противовес, масса которого равна массе кабины, сложенной с половиной массы расчетного груза. При этом условии противовес обычно удерживает груженую и груженую кабину без проскальзывания канатов относительно шкива. Для подъёма грузов небольшой массы (до 5 т) на высоту до 3м, например, при выполнении ремонтных работ, используют ручныетали (рис. 6,8), которые подвешивают к потошиангбалкам, треногам и другим устройствам с помощью крюка 5. Тяговым органом является грузовая пластинчатая или овально -звеньевая цепь 1, охватывающая звёздочку 3, жестко связанную с червячным колесом 4 червячного редуктора. Для подъёма и опускания груза червяк 7 приводят во вращение цепью 8, охватывающей колесо 6.

Для перегрузки грузов в складских и производственных помещениях, на монтажных площадках, а также для комплектования комбинированных однобалочных козловых и полукозловых кранов применяют тали с электрическим приводом (тельферы) (рис. 6.9), перемещаемые по монорельсовым путям прямолинейного или замкнутого контура собственным механизмом передвижения 1 (рис. 6.9, а). Подъемный механизм 2 электротали приводится прифланцованным к корпусу 6 (рис. 6.9, б) или встроенным в барабан 7 асинхронным короткозамкнутым крановым электродвигателем 8 через редуктор 5. Таль оснащена действующим автоматически нормально замкнутым дисковым электромагнитным тормозом 4. Управляют электроталью с пола с помощью кнопочного пульта 3 (рис. 6.9, а), подвешенного на гибком кабеле.

Для увеличения КПД применяют двухзаходную несамотормозящую червячную передачу, а для удержания груза на весу используют дисковый или конический грузоупорный тормоз 2. Во избежание спадания грузовой цепи со звездочек ее пропускают между блоком 10крюковой обоймы и пальцами, соединяющими боковые пластины 9. Прилагаемое к приводной цепи усилие Q(Н) связано с массой поднимаемого груза (вместе с крюковой обоймой и тяговой цепью) т (кг) соотношением

где г и R - радиусы начальных окружностей звездочки и цепного колеса (м); u - передаточное число червячной передачи; η - кпд тали, учитывающий потери энергии на трение в червячной передаче, в паре приводная цепь -цепное колесо, а также в зацеплениях тяговой цепи со звездочкой и с блоком крюковой обоймы.

Грузоподъемность электроталей составляет обычно от 0,25 до 5 т, высота подъема - до 6м, скорость подъема груза - 8 м/мин, скорость передвижения - 20 м/мин. Известны также электротали грузоподъемностью Ют при высоте подъема до 20м.

6.2.3 Строительные подъёмники и вышки.

Для подъема строительных, материалов и деталей на перекрытия или леса зданий, для подачи сыпучих материалов в смесительные машины и грохоты, а также для монтажных работ широко применяют подъемники. Все строительные подъемники изготовляются и эксплуатируются в соответствии с Правилами Госгортехнадзора РФ. До пуска в работу подъемники подлежат регистрации в органах Госгортехнадзора и подвергаются техническому освидетельствованию. Строительные подъемники разделяются на следующие группы: по способу их установки — на свободностоящие и приставные; по назначению — на грузовые и грузопассажирские; по конструкции направляющих — на мачтовые (стоечные), шахтные, струнные; по типу привода — на реечные и канатные.

Грузоподъемность подъемника 300 кг, высота подъема до 10 м. Монтаж и демонтаж такого подъемника занимает не более 5—10 мин. На подъемнике установлен конечный выключатель, ограничивающий высоту подъема, а также автоматический аварийный ловитель клинового типа для остановки платформы при обрыве каната. Грузопассажирские подъемники (рис. 6.11) поднимают не только строительные материалы, сантехническое оборудование и другие грузы, но и рабочих. Применение таких подъемников значительно сокращает потери рабочего времени на Подъем и спуск рабочих с этажей. Кинематическая схема этого подъемника не отличается от схемы двухстоечного подъемника; мачта его более мощная, представляет собой сварную пространственную форму из швеллеров и труб и состоит из отдельных секций по 3 м каждая. Вместо площадки такие подъемники имеют кабину, в которой помещаются подъемная лебедка и механизмы управления. Грузоподъемность их до 800 кг груза или до 10 чел, скорость подъема 35 м/мин. Подъем кабины осуществляется при помощи лебедки, оборудованной двумя колодочными электромагнитными тормозами, показан на рис. 6.11, б. На рис. 6.11,в приведена схема запасовки канатов ограничителя скорости. Если скорость каната увеличивается более чем на 15% от номинала, центробежный регулятор включает систему ловителей, которые останавливают кабину.

Для перемещения поднимаемых грузов на этажи к строящихся зданий применяют различные способы и устройства. На рис. 6.12,а показано перемещение груза на " шарнирно-сочлененной стреле с гуськом; на рис. 6.12, б — При помощи выдвижной площадки грузового подъемника; на рис. 6.12, в — При помощи выдвижной площадки грузопассажирского подъемника; на рис. 6.12, г — при помощи выдвижного монорельса.

Ковшовые (скиповые) подъемники (рис. 6.13) применяютдля подачи сыпучих материалов и растворов в бункера, смесительные машины и грохоты. Объем ковша обычно составляет 1м , скорость подъема 60 м/мин. Подъемник устанавливают в углубление, в которое опускается ковш 1, что значительно облегчает разгрузку автомобиля и наполнение ковша. Ковш поднимается при помощи каната 2 по направляющим 5. Для выгрузки ковша направляющие 3 на определенной высоте имеют изогнутую форму, благодаря чему ковш опрокидывается по достижении этой высоты.

Шахтные подъемникиприменяют для подъема сыпучих материалов, раствора, бетонной смеси на высоту 100ми выше. Масса поднимаемого груза достигает 3 т, скорость подъема 30 м/мин. Ковш с грузом помещается на площадке или в клети, которая движется внутри металлической шахты, внизу заглубленной в грунт. К шахте прикреплено приемное устройство для разгрузки материалов из транспортных средств прямо в приемное устройство.

Выгрузка осуществляется через проемы в шахте, в которые опрокидывается ковш, шарнирно подвешенный к площадке так, что в загруженном состоянии он стремится опрокинуться вперед. Ковш от опрокидывания предохраняют стойки, по которым он скользит с помощью роликов, прикрепленных по бокам ковша и спереди его. В местах выгрузки эти стойки прерываются и ковш опрокидывается в проем, при этом ролики выходят за пределы шахты по специальным направляющим. Материал из ковша высыпается в разгрузочный лоток. При опускании клети ковш возвращается в прежнее положение, так как

ролики снова начинают опираться на стойки. Шахтные подъемники устанавливают как внутри, так и снаружи здания. Одна из конструкций шахтного подъемника дана на рис. 6.14.