Общие сведения о передачах

В машиностроении широко применяют механические,электрические, пневматические и гидравлические передачи. Мы рассмотрим только механические передачиобщего назначения.

Механическими передачами, или просто передачами, называютмеханизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние, как правило, с преобразованием скоростей и моментов, иногда с преобразованием видов (например, вращательное в поступательное) и законов движения.

Передачи получили широкое распространение в машиностроении;например, в таких машинах, как автомобиль или станок, имеется понескольку десятков зубчатых передач.

Основные причины применения передач в машинах следующие:

1) требуемые скорости движения рабочих органов машины, какправило, не совпадают с частотами вращения двигателей общемашиностроительного применения, а тихоходные двигатели для низкихчастот вращения и больших моментов очень громоздки и дороги;

2) для большинства технологических и транспортных машин необходима возможность регулирования скорости и периодическая работа с большими моментами (при малых скоростях); между тем регулирование скорости двигателя не всегда возможно и экономично;

3) двигатели обычно выполняют для равномерного вращательного движения, а в машинах часто оказывается необходимым поступательное движение с заданным законом изменения скорости;

4) двигатели не всегда могут быть непосредственно соединены сисполнительными механизмами из-за требования к габаритам машины, условий техники безопасности, удобства обслуживания, а иногдадолжны приводить в движение по нескольку механизмов.

В зависимости от назначения передачи выполняют с постояннымили с переменным (регулируемым) передаточным отношением. Впоследнем случае применяют ступенчатое или бесступенчатое регулирование. Ступенчатое регулирование дешевле и осуществляется более простыми и надежными механизмами. Бесступенчатое регулирование благодаря возможности выбора оптимального процесса способствует повышению производительности и качественных показателей работы машины.

Описание редуктора

На рисунке 1.1 изображен редуктор электрокабельной лебедки.

Редуктор типа трехступенчатый с цилиндрической прямозубой передачей. Корпус редуктора стальной сварной с горизонтальным разъемом. Зубчатые передачи прямозубые, шестерни стальные, валы уложены на подшипниках качения, фиксация которых производится торцевыми крышками.

Смазка редуктора картерная непроточная, подшипники смазываются разбрызгиванием. Контроль масла выполняется масломерным щупом. Для смазки используется масло ТАД - 17.

Технические характеристики редуктора:

Мощность на быстроходном валу 4,3 кВт;

Передаточное число 1-й ступени 1,8;

Передаточное число 2-й ступени 2,1;

Передаточное число 3-й ступени 2,8;

Передаточное число 4-й ступени 3,2;

Передаточное число 5-й ступени 0,6.

Лабораторное оборудование

Редуктор электрокабельной лебедка, линейка, штангельциркуль.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и конструкцией редуктора. Начертить кинематическую схему редуктора с указанием вида передач, их отношения (рис.1.1 и рис. 1.2).

2. Произвести расчет общего передаточного числа и передаточных чисел каждой ступени.

а) Общее передаточное число находиться по формуле:

,

где i_общ - общее передаточное число;

i₁, i₂, i₃, i_n – частные передаточные числа отдельных передач.

б) Передаточное число ступени находиться по следующей формуле:

,

где i₁, i₂, i₃, i_n – передаточные числа 1-й, 2-й, 3-й и n-ой ступени соответственно;

z₁,z₂,z₃,z₄-число зубьев 1-го, 2-го, 3-го, 4-го колеса;

z_n– число зубьев n-ого колеса;

z_n+1 – число зубьев колеса входящего в зацепление с n-ымколесом.

3. Произвести расчет зацепления кинематики.

Определяется расчетом на прочность, и округляют до ближайшего большего модуля по ГОСТу 9563 (Предпочтительный ряд модулей m: 1;1.25;1.5;2;2.5;3;4;5;6;8;10;12;16).

Делительный диаметр окружности , мм:

,

где m – модуль, мм;

z – число зубьев.

4. Произвести расчет межосевого расстояния ступени передачи А, мм:

,

где , -делительный диаметр окружности колеса и шестерни, мм.

5. Произвести расчет К.П.Д. редуктораη:

,

где η₁, η₂, η₃, …, η_n– К.П.Д. различных передач, подшипниковые опоры валов и т.п.

Рисунок 1.1 – Редукторэлектрокабельной лебедки, верхняя крышка не изображена

Рисунок 1.2 – Кинематическая схема принципиальная
электрокабельной лебедкиредуктора

 

1-шестерня z=36

2-колесо зубчатое z=64

3-шестерня z=47

4-колесо зубчатое z=97

5-шестерня z=42

6-колесо зубчатое z=118

7-шестерня z=30

8-шестерня промежуточная z=95

9-колесо зубчатое z=60

10-муфта зубчатая

11-корпус редуктора

12-радиальные подшипники

13-тихоходный вал

14-быстроходный вал

15-вал винта канатоукладчика

Вопросы для самоконтроля

1 Кинематическая схема редуктора?

2 Конструктивная схема редуктора?

3 Что такое передаточное число редуктора и как его найти?

4 Что такое К.П.Д. редуктора и как его находят?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
ЛЕБЕДКА ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬНАЯ

Лебедка предназначена для выборки и травления электрокабеля совместно с тралом, а также поддержания его в натянутом состоянии с заданным тяговым усилием в режиме траления рис.2.1.

Рисунок 2.1 – Общий вид электрокабельной лебедки

1-электродвигатель постоянного тока ДПМ-12, 2-кулачковая муфта,
3-барабан лебедки, 4-токосьемник, 5-редуктор с закрытой крышкой,
6-каретка канатоукладчика, 7-винт ходовой, 8-направляющие для каретки канатоукладчика, 9-фундаментная рама.

 

Технические характеристики лебедки:

Скорость выборки/травления

кабеля на среднем слое, не менее 2,0/4,0 м/мин

Тяговое усилие 4,3 Н

Диаметр каната - 6,3мм

Длина каната – 1500м

Масса лебедки 400 кг

Габариты:

- длина 1600мм

- ширина 1600мм

- высота 510мм

Описание лебедки

Лебедка, имеющая в качестве исполнительного органанавивной барабан обеспечивает выборку, укладку и выметку канатов. Приводом является электродвигатель постоянного тока ДПМ-12. Электродвигатель через кулачковую муфту соединен с быстроходным валом редуктора, тихоходный вал которого соединен закрытой зубчатой передачей с грузовым валом лебедки. Грузовой вал лебедки уложен на подшипниках качения стоек станины. Токосъемник передает информацию от излучателя на информационный блок. Кабельный барабан оборудован винтовым кабелеукладчиком, осуществляющего, благодаря зубчатой передачи от барабана, синхронную укладку на него каната. Лебедка установлена на фундаментной раме (рис. 2.1).

Основные узлы лебедки

1. Электродвигатель постоянного тока ДПМ-12

Мощность 4,3 кВт

Угловая скорость 1340 об/мин

Напряжение питания 220 В

Масса 170 кг

2. Редуктор типа трехступенчатый с цилиндрической прямозубой передачей. Корпус редуктора стальной сварной с горизонтальным разъемом. Зубчатые передачи прямозубые, шестерни стальные, валы уложены на подшипниках качения, фиксация которых производится торцевыми крышками.

Смазка редуктора картерная непроточная, подшипники смазываются разбрызгиванием. Контроль масла выполняется масломерным щупом. Для смазки используется масло ТАД – 17.

Технические характеристики редуктора:

Мощность на быстроходном валу 4,3 кВт

Передаточное число 1-й ступени 1,8

Передаточное число 2-й ступени 2,1

Передаточное число 3-й ступени 2,8

Передаточное число 4-й ступени 3,2

Передаточное число 5-й ступени 0,6

3. Барабан стальной сварной конструкции с зубчатой муфтой вращается на подшипниках качения. Кабель крепится к токосъемнику. Смазка подшипников осуществляется пластинчатой смазкой.

4. Канатоукладчик винтовой. Основной элемент – ходовой винт с прямой и левой прямоугольной резьбой. С ходовым винтом взаимодействует поводок, который перемещает по ходовому винту каретку с кабелем. Каретка движется по двум направляющим цилиндрического сечения.

5. Смазка узлов лебедки. Наружные поверхности всех трущихся или вращающихся частей лебедки подлежат регулярной смазки. Масло в редукторе следует менять не реже одного раза за шесть месяцев. Смазка подшипниковых узлов грузового вала и канатоукладчика производится техническим вазелином при сборке, а периодическая смазка – с помощью масленки.

Лабораторное оборудование

Электрокабельная лебедка, рулетка, линейка.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и конструкцией лебедки. Начертить кинематическую схему установки с указанием вида передач, их передаточного отношения.

2. Произвести расчет требуемой мощности электрокабельной лебедки.

Для определения требуемой номинальной мощности электродвигателя необходимо знать общий К.П.Д. лебедки.

,

где N_дв – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

N–требуемая номинальная мощность электродвигателя, кВт;

η_л – общий К.П.Д. лебедки.

,

где Р - тяговое усилие на барабане, Н;

- скорость выборки, м/мин.

 

Рисунок 2.2- Кинематическая схема

 

1-электродвигатель ДПМ-12

2-муфта кулачковая

3-шестерня z=36

4-колесо зубчатое z=64

5-шестерня z=47

6-колесо зубчатое z=97

7-шестерня z=42

8-муфта зубчатая

9-колесо зубчатое z=118

10-барабан лебедки

11-токосъемник

12-шестерня z=30

13-шестерня промежуточная z=95

14-колесо зубчатое z=60

15-муфта зубчатая

16-каретка канатоукладчика

17-винт ходовой

18-корпус редуктора

 

Вопросы для самоконтроля

1 Основные узлы лебедки и их назначение?

2 Кинематическая схема лебедки?

3 Конструктивныеэлементы лебедки?

4 Основные элементы навивного барабана?

5 Конструкция каретки канатоукладчика?

6 Правила изготовления сварного корпуса редуктора?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
БАРАБАН ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬНОЙ ЛЕБЕДКИ

На рисунке 3.1 показан чертеж барабана и его основные конструктивные параметры. К техническим характеристикам барабана относятся: d_к — диаметр каната, мм; t_н— шаг укладки (навивки) каната, мм; z — число витков каната в одном слое; n— число слоев навивки; —максимальная канатовместимость барабана, м. Конструктивные параметры барабана: δ — толщина стенки втулки, мм; δ_б — толщина реборды барабана, мм; D_p—диаметр реборды.

Связь между D_б и d_к для навивных барабанов, как и дляфрикционных, определяется по условию допустимого значениякоэффициента интенсивности изгиба каната на барабане, т. е.

Рисунок 3.1 –Барабан лебедки

При укладке каната на барабан применяют многослойную навивку на барабан. Размеры навивных барабанов рассчитываются исходя из необходимой длины канатов по соответствующим формулам. Расчетные схемы укладки каната на барабан представлены на рис. 3.2.

а)	б)

Рисунок 3.2- Схемы укладки каната на барабан

Укладка каната на барабанобеспечивается канатоукладчиком, который послойно формирует тело намотки на барабан (рис.3.1). Каждый слой, начинаяс первого, содержит z витков.

Длина витка каната в любом слое:

,

где n-число слоев каната на барабане.

Длина всего каната на барабане:

.

Число рядов (слоев) каната на барабане:

.

На рис.3.2показаны схемы укладки каната на барабан, но как видно из этих схем при укладке каната между витками и рядами каната имеются пустоты. Поэтому при расчетах вводится понятие плотности укладки каната ψ_п, под которым понимают отношение объема каната к занимаемой им емкости барабана.Из этого определения следует, что всегда ψ_n≤1. Чемрыхлее укладка каната на барабане, тем больше просветов между витками и рядами каната, тем меньше коэффициент ψ_n. Из расчетной схемы следует:

,

где d_k - диаметр каната, мм;

h – высота между центрами двух рядов, мм;

t – расстояние между центрами двух соседних канатов, мм.

Если известны диаметр каната d_k,его длина , и плотность укладки каната на барабан, то пользуясь известными эмпирическими выражениями, можно определить основные размеры барабана:

Диаметр втулки D_б, .

Длина втулки L_б, .

Диаметр реборды D_p, .

Длина втулки барабана определяется либо по условиюрекомендуемых витков каната zв одном слое:

.

либо по условию рекомендуемого удлинения втулки:

Лабораторное оборудование

Электрокабельная лебедка, линейка, штангельциркуль.

Порядок выполнения работы

1. Измерить:

- Диаметр реборды барабана D_p,мм

- Диаметр втулки барабана D_б, мм

- Длина втулки барабана L_б, мм

- Диаметр каната d_k, мм

2. Включить лебедку и осуществить укладку шести слоев каната на барабан.

3. Отметить длину каната L_к,намотанного на барабан.

4. Определить шаг навивки каната на барабан:

,

где- 1,06 (6%) - увеличение диаметра каната;

0,2÷0,4 – коэффициент неплотности навивки.

5. Определить количество витков на длине барабана:

.

6. Определить коэффициент отношения диаметра барабана к диаметру каната:

.

7. Вычислить среднюю величину диаметр последнего слоя навивки D_n:

.

8. Определить коэффициент плотности укладки каната:

.

9. Определить максимальную канатоемкость барабана лебедки:

.

10. По одному из вариантов табл. 3.1 и найденному ψ_n
определить основные размеры барабана лебедки.

 

Таблица 3.1 Варианты самостоятельной работы

№ варианта	Диаметр каната dk , мм	Длина каната L, м
	6,3
	17,5

Вопросы для самопроверки

1. Расчетные схемы укладки каната на барабан?

2. Коэффициент плотности укладки каната и его определение?

3. Конструкция навивного барабана для выборки и укладки каната?

4. Способы увеличения коэффициента плотности укладки каната на барабан?

5. Форма витка каната на барабане?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
КАНАТОУКЛАДЧИК ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬНОЙ ЛЕБЕДКИ

Назначение канатоукладчиков

Канатоукладчик- это устройство,которое обеспечивает рядовую укладку каната, благодаря чему значительно улучшаютсяусловия эксплуатации, и увеличивается срок службы каната. Кроме того повышаются плотность укладки каната и коэффициент использования полезной емкостибарабана. При примененииканатоукладчиков исключается ручной труд при укладке канатов и повышается безопасность труда.Наибольшеераспространение в канатовыборочных лебедках получили винтовые канатоукладчики.

Привод в большинстве случаевосуществляется от ступицы барабанов, причем каждый барабанимеет свой укладчик. Все канатоукладчики с механическим приводом имеют еще и ручной привод для установки кареток висходное положение.

Конструкция канатоукладчика

Винтовой канатоукладчик (рис. 4.1) состоит из каретки с двумя вертикальными и горизонтальными роликами, которые являются направляющими для каната. Каретка перемещается по ходовому винту, имеющему двойную прямоугольную нарезку (правую и левую). Каретка перемещается по одной направляющей по ходовому винту, которая выполняет роль продольной связи рамы лебедки. Привод к винту осуществляется от ступицы барабана с помощью зубчатой передачи. Зубчатая передача позволяет осуществить синхронную укладку каната при вращении барабана. Одно вращение барабана соответствует перемещению каретки на один шаг укладки (диаметр каната).

Рисунок 4.1 - Винтовой канатоукладчик

1-подшипниковый корпус, 2-фундамент, 3-направляющая каретки, 4-винт ходовой, 5-каретка кабелеукладчика, 6-горизонтальные направляющие ролики каретки, 7-вертикальные направляющие ролики каретки, 8-поводок, 9-

Лабораторное оборудование

Электрокабельная лебедка, штангельциркуль, секундомер, рулетка.

Рисунок 4.2 – Схема действия сил на винтовой канатоукладчик

а)схема проводки кабеля на барабан, б) конструктивные элементы ходового винта, в) поводок

1-кабель, 2-блок, 3-каретка канатоукладчика, 4-ролики каретки,
5-барабан, 6-винт ходовой, 7- опоры

Порядок выполнения работы

1. Измерить:

· шаг винта канатоукладчика t_в, мм (между соседними гребнями резьбы винта);

· внутренний (минимальный) диаметр винта d_вн, мм;

· наружныйдиаметр винта d_н, мм;

· диаметр каната d_к, мм;

· длину втулки барабана L_б, мм;

· число витков в одном слое z, шт.;

· диаметр барабана D_б, мм;

· число зубьев на шестерне и колесах.

2. Для того чтобы обеспечить правильную рядовую укладку каната на барабане, необходимо, чтобы скорость перемещения каретки укладчика V_k вдоль барабана была равна скорости раскладки каната по барабану V_p,т. е:

.

3. Определить потребную мощность привода канатоукладчикаN, кВт:

,

где (W₁) - усилие в продольном направлении винта канатоукладчика; Н (в пределах от 10 Н до 100 Н)

η_л - КПД лебедки;

V_k – скорость перемещения каретки, м/с.

,

где n_в – частота вращения ходового винта, с^-1;

t_в – шаг нарезки ходового винта, мм.

4. Определить потребный шаг t_н навивки заданного каната при плотной укладке на барабан и сравнить с фактическим шагом навивки t_ф:

5. Определить передаточное число привода ходового винта от барабана i_х.в.:

,

где i₄, i ₅ – передаточные числа 4-й и 5-й ступеней.

Вопросы для самопроверки

1. Назначение и классификация канатоукладчиков?

2. Конструкция канатоукладчика?

3. Кинематическая схема канатоукладчика?

4. Какие существуют кинематические передачи от барабана на ходовой винт?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
ЛЕБЕДКАЯРУСНАЯ ДЛЯ ВЫБОРКИ ДОННЫХ ЯРУСОВ

Лебедка предназначена для выборки донных ярусов со среднетоннажных и малотоннажных судов. Тяговое усилие создается за счет заклинивания каната в жолобе вращающегося диска. Выход канатов из дисков обеспечивается отсекателями. Сбегающий конец каната (хребтины и буйрепа) самопроизвольно койлается в специальную емкость.

 

Рисунок 5.1-Общая схема лебедки ярусной

1-редуктор, 2-гидромотор, 3-кронштейн, 4-вертикальная стойка,

5-штуцера гидропривода, 6-регулировочный винт, 7-диск для выборки хребтины, 8-диск для выборки буйрепов.

Технические характеристики:

1. Тяговое усилие, Н (кгс)

при выборке хребтины 2452(250)

при выборке буйрепа 981(100)

2. Скорость выборки, м/с (м/мин)

хребтины 0,5-1,3(30-80)

буйрепа 07-1,7(40-100)

Регулирование скорости выборки плавное, реверсивное

3. Тип привода гидравлический.

гидромотор МНШ-46

рабочее давление, мПа 9,81

мощностьгидромотора, кВт 5,20

4. Диаметры синтетических канатов

(хребтины, буйрепов), мм 4-10

5. Угол заклинивания дисков 10º

6. Обслуживающий персонал 2чел

 

Рисунок 5.2 –Схемакинематическаяпринципиальная лебедки
ярусной

Рисунок 5.3 - Схема гидравлическая принципиальная

Описание лебедки

Подъемник состоит из следующих основных узлов и деталей:

а) корпус представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух частей, соединенных между собой в вертикальной плоскости крепежом. Внутри корпуса размещен редуктор 1, на выходные валы которого насажены клиновые диски 7 и 8. Сверху к корпусу в посадочное гнездо крепится шпильками гидромотор 2.

К корпусу редуктора болтами крепятся: отсекатель хребтины, отсекатель буйрепов.

б) редуктор подъемника — трехступенчатый, цилиндрический, прямозубый с коническим отбором мощности на валы для выборки буйрепа и выборки хребтины.

Шестерни на валах имеют опоры на подшипниках качения. От гидромотора на ведущий вал передается крутящий момент через шлицевое соединение. Осевое смещение ведущей шестерни ограничивается концевой шайбой. Для устранения действий изгибающего момента и осевой нагрузки на вал гидромотора, ведущий вал редуктора вместе с подшипниками заключен в стакан.

в) клиновой диск для выборки хребтины состоит из двух дисков, соединенных между собой болтами. Нижнийдиск представляет собой круглую плоскую пластину. Верхнийдиск сварная конструкция, состоит из цилиндрической ступицы и диска с углом клина 10⁰.

Конструктивное решение клинового диска для выборки буйрепов аналогично диску для выборки хребтины.

г) отсекатели выполнены в сварном варианте. Поверхности клиньев соответствуют углам заклинивания рабочих дисков. Отсекатели крепятся к корпусу редуктора болтами.

2) станина представляет собой конструкцию, состоящую из сварных узлов: а) стойки; б) кронштейна.

3) рукава высокого давления состоят из накидных гаек, муфт, наконечников и рукавов 16х1200 по ГОСТ 6286-73 и предназначены для подключения к гидромотору подъемника.

Для определения усилий в набегающей и сбегающей ветвях каната рассчитываются уравнением Эйлера:

,

где S₁ - усилие в набегающей ветви, Н;

S₂ - усилие в сбегающей ветви, Н;

е - основание натуральных логарифмов;

μ - коэффициент трения;

α - угол обхвата, рад.

Лабораторное оборудование

Ярусовыборочная лебедка, динамометр, секундомер, линейка, набор хребтин.

Порядок проведения работы

1 Ознакомиться с устройством и конструкцией лебедки.

2 Выполнить чертеж кинематической и гидравлической схемы представленных на рис. 5.2, 5.3.

3 Измерить:

· Рабочии диаметры клиновых дисков выборки хребтины D_х и буйрепа D_б, мм

· угол обхвата α₁, α₂, рад

4 Определить К.П.Д. лебедки :

,

где - К.П.Д. зубчатой пары, подшипника качения и клиновых дисков соответственно.

5 Определить частоту вращения ярусовыборочногодиска n₃:

,

где V_хр. - скорость выборки хребтины;

R_хр – радиус диска выборки хребтины.

6 Определить частоту вращения буйрепного дискаn₄:

,

гдеV_б - скорость выборки буйрепа;

R_б. – радиус диска для выборки буйрепа.

7 Определить передаточное отношение на ярусовыборочном диске i_хр:

,

где n₁- частота вращения гидромотора, с^-1;

n₃ – частота вращения ярусовыборочного диска, с^-1.

8 Определить передаточное отношение на буйрепного диске i_б:

,

где n₁- частота вращения гидромотора, с^-1;

n₄ – частота вращения буйрепного диска, с^-1.

9 Общее передаточное отношение i_общ1.для ярусовыборочного диска:

.

10 Общее передаточное отношение i_общ2. для буйрепного диска:

.

 

11 Определить натяжение набегающих S₁ и сбегающих ветви хребтины S₂ на ярусном диске:

,

где S₁ - усилие в набегающей ветви хребтины, Н;

S₂ - усилие в сбегающей ветви хребтины, Н;

е - основание натуральных логарифмов;

μ₁ - коэффициент трения;

α₁ - угол обхвата, рад.

 

12 Определить натяжение набегающих S₃ и сбегающих ветви хребтины S₄ на буйрепном диске:

,

где S₃ - усилие в набегающей ветви хребтины, Н;

S₄ - усилие в сбегающей ветви хребтины, Н;

е - основание натуральных логарифмов;

μ₂ - коэффициент трения;

α₂ - угол обхвата, рад.

13 Определить крутящий моменты на ярусовыборочном и буйрепном диске:

,

.

Вопросы для самоконтроля

 

1 Правила изображения элементов кинематической принципиальной схемы лебедки?

2 Правила изображения элементов гидравлическойпринципиальной схемы лебедки?

3 Что такое передаточное число редуктора и как его найти?

4 Что такое К.П.Д. лебедки и как его находят?

5 Что такое набегающее и сбегающее натяжение хребтины?

6 Что такое крутящий момент барабана и его определение?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№6
ЛЕБЕДКА ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ДЛЯ ВЫБОРКИТУНЦЕЛОВНОГО ЯРУСА

Предназначена для выборки тунцеловного яруса на малых, средних и крупных судах длиной от 6 до 40м., палубная планировка которых позволяет разместить промысловое оборудование для выметки яруса в кормовой, а ярусовыборочное у борта, в носовой части судна.

Компоновка деталей и узлов и независимая блочная их сборка упрощает осмотр и ремонт лебедки.

Гидравлическая схема привода и управления позволяет плавно регулировать скорость выборки, осуществлять реверс и остановку лебедки.

Технические характеристики:

Номинальное тяговое усилие 18Н

Диаметр выбираемой хребтины 5-8мм

Скорость выборки:

максимальная 212м/мин

минимальная 55м/мин

Регулирование скорости выборки дроссельное,

плавное

бесступенчатое

Тип гидропередачи кинетическая

Управление лебедкой дистанционное

с выносного пульта

Привод лебедки гидромотор МНШ - 46

Удельное производительность q-46.5 куб.см/об

Крутящий момент на валу до 0,7Нм.

Рабочее давление в гидросистеме 10Нс/кв.см.

Редуктор односкоростной

Передаточное отношение 5.1

Привод насоса НШ-46Д

от электродвигателя П61М

n=1500об/мин,

Р=13кВт,

U=220В

(вариант на постоянном токе)

Габариты лебедки, мм 595х765х1500

 

Рисунок 6.1- Лебедка гидравлическая для выборки

тунцеловного яруса

1-тумба, 2-бребтина, 3-шкив клиновой, 4-отсекатель,
5-головка, 6-шкив ведущий, 7-поворотная часть
головки, 8-прижимной ролик, 9-стакан амортизатора,

10-отражатель, 11-рычаг

 

 

Рисунок 6.2 –Кинематическая схема принципиальная

1-гидромотор, 2-муфта, 3-корпус редуктора, 4-колесо,

5-подшипник, 6-шестерня паразитная, 7-колесо, 8-шестерня,

9-корпус поворотной части головки, 10-цепь, 11-звездочка,

12-ролик прижимной, 13-узел подшипниковый, 14-аммортизатор, 15-шкив ведущий, 16-шестерня, 17-шкив клиновой, 18- отсекатель, 19-звездочка.

Рисунок 6.3 –Гидравлическая схема

1-насос, 2-электродвигатель, 3-трубопровод, 4-насос, 5-манометр, 6-маслобак, 7-распределитель трехпозиционный; 8-гибкие рукава высокого давления;

Описание лебедки

Отечественный ярусоподъемник с гидравлическим приводом (рис. 6.1) состоит из тумбы 1 и головки 5, в которой расположены рабочие тяговые шкивы 3 и 6, и передача к ним , редуктор и гидромотор(и передача на них крутящего момента передается через редуктор от гидромотора. В состав лебедки входят также насосная станция и пульт управления. В головке 5 (рис 6.2) расположены рабочие тяговые шкивы. Приводной гидромотор 1 соединен с ведущим валом через упругую муфту 2. Вращение от гидромотора передается на шестерню 15, жестко посаженной на вал. От главного вала вращение передается посредством шестерни 15, паразитной шестерни 6 свободно насаженной на подшипниках качения на осях, зубчатого колеса 7, на котором консольно закреплен ведущий клиновой шкив. От зубчатого колеса 7 вращение передается на звездочку 19, которая консольно закреплена на валу шестерни 8. А от звездочки 19 с помощью втулочно-пальцевой цепи—на звездочку 11, на валу которой консольно закреплен прижимной ролик 12. Шестерня входит в зацепление с зубчатым колесом 4, на валу которого расположен клиновой шкив 17.

Прижимной ролик смонтирован в поворотном корпусе и к ведущему тяговому шкиву прижимается пружинным устройством. На корпусе головки под клиновым шкивом 17 установлен отсекатель18, предотвращающий наматывание хребтины на барабан. Все валы редуктора и головки вращаются в подшипниках качения.

Принципиальная гидравлическая схема ярусоподъемной лебедки показана на рис. 6.3. Рабочая жидкость (масло) от насоса 1, приводимого электродвигателем 2, по трубопроводу 3 подводится к гидромотору 4 ярусоподъемной лебедки управляемый трехпозиционным распределителем 7, для управления режимом работы гидромотора в зависимости от промысловой обстановки. Слив рабочей жидкости через фильтр 11 возвращается в масленый бак 6. Всасывание рабочей жидкости насосом производится трубопроводом всасывания из масленого бака.

Регулирование подачи рабочей жидкости на гидромотор осуществляется за счет дросселирования потока дросселем 10. Для предохранения гидросистемы ярусоподьемника от перегрузок предусмотрен предохранительный клапан 9, а для контроля за давлением и настройки давления осуществляется манометром 5.

Применение гидравлического привода влияет на массо-габаритные размеры в сторону уменьшения за счет высокого крутящего момента на валу гидромотора ярусной лебедки. Гидравлическая схема привода обеспечивает возможность дистанционного управления скоростью выборки яруса плавным регулированием, а также позволяет осуществлятьреверс лебедки и ее остановку.

В таблице 6.1 представлена информация об углах обхвата α при различных схемах обхвата канатом фрикционного барабана.

 

Таблица 6.1 – Зависимость угла обхвата от схемы обхвата канатом фрикционного барабана.

Схема обхвата	Формула

Лабораторное оборудование

Ярусовыборочная лебедка, динамометр, секундомер, линейка, набор хребтин.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и конструкцией лебедки.

2. Выполнить чертеж кинематической и гидравлической схемы представленных на рис.6.2 и 6.3.

3. Измерить:

· Диаметры шкивов D₁, D₂, D₃, м;

· угол обхвата α₁, α₂, α₃, рад.

4. Определить натяжение набегающих S₁, S₂и сбегающих ветви хребтины S₃:

,

,

,

где е=2,15-коэффициент(проверить правильное название и число);

μ-коэффициент трения.

Определить силу прижиманияP,H:

.

5. Определить крутящий момент на каждом колесе М_кр.1, М_кр.2, М_кр.3, Нм:

где R₁, R₂, R₃-радиусы шкивов, м;

V - заданная скорость выборки каната, м/с;

n_ном – частота вращения вала гидромотора, с^-1;

n₁, n₂, n₃-частота вращения вала шкивов, с^-1.

6. Определить крутящий момент на валу двигателя М_кр.дв., Нм:

.

7. Определить необходимую мощность двигателя N, кВт:

.

Рисунок 6.4 –Расчетная схема	Рисунок 6.5 – Профили тяговых шкивов

Вопросы для самоконтроля

1 Правила изображения элементов кинематической принципиальной схемы лебедки?

2 Правила изображения элементов гидравлической принципиальной схемы лебедки?

3 Что такое передаточное число редуктора и как его найти?

4 Что такое К.П.Д. лебедки и как его находят?

5 Что такое набегающее и сбегающее натяжение хребтины?

6 Что такое крутящий момент барабана?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ЛЕБЕДКА АВТОМАТИЧЕСКАЯ КАЛЬМАРОЛОВНАЯ

Лебедка (производства Япония) представляет собой электромеханическое автоматическое устройство для лова кальмара, обеспечивающее периодический спуск и подъема ярусной снасти, а также подергивание хребтины, улучшающее игру блесен и способствующее эффективному захвату объекта лова.

Лебедка снабжена автоматическими устройствами управления, контроля и защиты.

Скорость выборки хребтины яруса автоматически изменяется в зависимости от нагрузки, что исключает её обрыв и обеспечивает надежное удержание кальмара на крючке блесен.

Специальное исполнение электропривода и системы управления обеспечивает оптимальное натяжение хребтины яруса без провисания, что стабилизирует процесс лова (особенно, при качке судна).

Рисунок 7.1 – Общий вид лебедки

1-трубка барабана; 2-щека барабана; 3-ручка подъема;

4-тумблер тормоза; 5-ручка опускания(подъема); 6-верхняя крышка корпуса; 7-вал; 8-корпус лебедки; 9-неподвижный
индикатор(зеленый); 10-ручка установки глубины; 11-шкала глубины; 12-подвижный индикатор; 13-ручка регулировки
частоты подсечки; 14-тумблер режима подсечки;
15-ограничитель вращающего момента.

Электродвигатель:

Мощность 400Вт

Напряжение 220В

Число оборотов в минуту 2500

Барабан лебедки:

Частота вращения 10-80об/мин

Осевое перемещение 156мм

Периметр 1,2м

Величина заглубления яруса 0-180м

Рисунок 7.2 –Кинематическая схема принципиальная

1-электродвигатель, 2-клино-ременная передача, 3-конечный выключатель, 4-винт глубиномера, 5,6-цепные передачи, 7-червячный редуктор.

Описание лебедки

Автоматизированная кальмароловная лебедка комплекса состоит из двух эллиптических реечно-цевочных барабанов и реверс-редуктора. Кинематическая схема лебедки показана на рис. 7.2.

Грузовой вал 8 установлен на самоустанавливающихся подшипниках 9 скольжения и приводится вдвижение двигателем постоянного тока посредством цепной передачи 5, червячного редуктора 7 иременной передачи 2. От электродвигателя 1 вращение передается на клиновой шкив консольно посаженный на валу электродвигателя. Клино-ременная передача передает вращение зубчатому колесу цепной передачи через червячный редуктор.

Вал 8 посредством цепной передачи 6 с ходовым винтом механизма задания глубины 10 опускания и подъема кальмароловных снастей.

Осевое перемещение грузового вала при вращении для укладкияруса на барабаны 3 осуществляется при помощи ходового винта и поводка.

Барабаны лебедки оснащены кожухамиограждения для обеспечения безопасности оператора при обслуживании и местном управлении лебедкой.

Лабораторное оборудование

Кальмароловная лебедка, динамометр, секундомер, линейка, набор хребтин.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и конструкцией лебедки.

2. Выполнить чертеж кинематической схемы (рис.7.2).

3. Измерить:

· шаг винта ярусоукладчика;

· t_в, мм (между соседними гребнями резьбы винта);

· внутренний (минимальный) диаметр винта d_вн, мм;

· диаметр винта d_н, мм;

· длина винта ℓ_в, м.

4. Определить мощность двигателя N_дв.

Для определения требуемой номинальной мощности двигателя необходимо знать общий К.П.Д. лебедки.

,

где N_дв – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

N – требуемая мощность электродвигателя, кВт;

η_л – общий К.П.Д. лебедки.

5. Определить КПД лебедки :

,

где η₁, η₂, η₃, …, η_n – К.П.Д. различных передач, подшипниковые опоры валов и т.п.

6. Определить общеепередаточное число от электрического привода до грузового вала :

,

где i_1, i_2, i₃передаточные числа 1-й, 2-й и 3-й ступени соответственно.

7. Определить общее передаточное число от грузового вала к винту глубиномера :

,

где -

 

Вопросы для самопроверки

1 Что такое К.П.Д. лебедки и как его находят?

2 Правила графического изображения элементов кинематической принципиальной схемы лебедки?

3 Что такое передаточное число?

4 Что такое потребляемая мощность и как ее находят?

5 По каким основным параметрам производится расчет потребляемой мощности?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8
НЕВОДОВЫБОРОЧНЫЙ КОМПЛЕКС

Тренажер промысловой гидравлики предназначен для ознакомления обучающихся в лабораторных условиях с устройством гидравлических систем привода промысловых механизмов, правилам обслуживания и безопасности их эксплуатации.

Тренажер может быть использован для установления взаимозависимости нагрузок на электродвигатель, на гидронасос, по показаниям приборов, в зависимости от вида рабочего органа (блок, шкив, барабан) промыслового механизма и нагрузки на него, а также вида элемента орудий лова (хребтина, дель и т.д.) и угла их обхвата на рабочем органе механизма.

Такие барабаны широко применяются как рабочие органы многих неводовыборочных машин. Благодаря клиновой формежелоба барабана достигается большая площадь соприкосновения жгута с рабочим органом и, следовательно, возрастает силасцепления жгута с его поверхностью, что,безусловно, способствует увеличению еготяговых способностей.

Рисунок 8.1 – Общий вид тренажера

Рисунок 8.2 –Тренажер промысловой гидравлики

1-скоба, 2-тумба, 3-силовой блок, 4-гидромотор, 5 и 6-рукав гибкий, 7-гидробак, 8-манометры, 9-стойка каркаса, 10-выход трубопроводов для лебедки ярусной, 11-панель управления,
12-сливной кран, 13-рукоятка подачи рабочей жидкости,
14-фундамент крепления эл.двигателя, 15-регулятор управления потока, 16-установочные винты, 17-электродвигатель,
18-клапан предохранительный, 19-фильтр, 20-насос гидравлический, 21-панель управления, 22-панель управления,
23-крышка съемная, 24-заливная горловина, 25- маховики подачи масла на манометры, 26-рукоятки управления механизмами, 27-манометры.

Технические параметры тренажера:

1. Установленная мощность электродвигателя, кВт 3,0

2. Максимальная производительность насоса, л/мин 20,0

3. Максимально допустимое давление
вырабатываемое насосом, Мпа/кГ(с/см²) 15,0(150)

Рабочее, ограниченное клапаном, Мпа/кГ(с/см²) 6,0(60)

4. Количество и марка рабочей жидкости в гидросистеме

масло И20 ГОСТ 20799-86

max, л 95

min, л 65

5. Масло тренажера:

общая, кг 215-245

без рабочей жидкости, кг 150

Техническая характеристика электропривода:

1. Мощность электродвигателя, кВт 3,0

2. Потребляемая мощность, кВт 3,06

3. Род тока трехфазная сеть

4. Напряжение сети, В 380±10

5. Частота сети, Гц 50

Описание лебедки

Устройство тренажера

Все механизмы и элементы тренажера смонтированы на каркасе 9, изготовленном из профилей прямоугольного сечения и уголка, и на стойке 2 сосъемной верхней частью, изготовленных из труб. Блок сетевыборочный3 из алюминиевого сплава подвешен на стойке 2 с помощью такелажной скобы 1. На щеке сетевыборочного блока укреплен гидромотор 4, который зубчатой передачей связан с блоком 3.

Рабочая жидкость (масло И20) подводится к гидромотору гибкими рукавами 5, гибким рукавом 6 от гидромотора отводятся утечки масла(дренаж) непосредственно в гидробак 7. Гидробак 7 прямоугольной формы закреплен вертикально между стойками каркаса 9. На передней стенки бака науровне оператора расположено мерное стекло с указателями уровней масла«max», «min».

Панели 8; 11; 21; 22; 23 - съемные, выполненные из листовой стали крепятся винтами. На верхней наклонной панели 8 размещены манометры 27 для измерения давления масла в напорной и сливной линии. На лицевой передней панели 11 размещеныпрорези для вывода рукояток гидрораспределителя управления блоком сетевыборочными лебедкой выборки яруса. Также на панели размещены,индикатор «аварийная остановка» -индикатор отключения электродвигателя, индикатор «пуск» - индикатор работы электродвигателя насоса, индикатор «сеть» - индикатор наличия напряжения в сети управления, кнопка«пуск» - пуск электродвигателя насоса, кнопка «стоп» - остановка электродвигателя насоса.

Через правую боковую панель выведены трубопроводы 10 с накиднымигайками для подсоединения трубопроводов системы лебедки выборки яруса. На переднюю нижнюю панель 23 выведены маховичок 15 управления регулятором потока и рукоятка 13 двухходового крана подачи масла из бака к насосу. Все приборы контроля и рукоятки управления снабжены соответствующими надписями. Над маховичком 15 управления регулятором потока расположен лимб с цифрами от 1 до 4 указателя оборотов маховичка. Вращениемпо часовой стрелке увеличивают поток масла через регулятор потока, вращением против часовой стрелки - закрывают регулятор потока, направляя потокмасла через рабочий механизм. Маховик 15 может быть застопорен доскообразной гайкой. На торце оси штока ручки крана 13 риска, горизонтальноеположение ее означает «Закрыто», вертикальное - «Открыто». За панелью 23 расположен патрубок 12 с вентилем для слива масла из бака.

Все трубопроводы системы расположены под баком и кожухом из панелей. На площадке расположены насос 20, механически связанный с электродвигателем 17, фильтр очистки масла 19, гидроклапан предохранительный 18, отрегулированный на давление масла в гидросистеме 6(60) МПа(кгс/см²).

Для установки тренажера на неровной поверхности каркас снабженподпятниками и пятью установочными винтами 16.

На гидробаке 7 находиться горловина с пробкой 24 для заливки масла.Для сбора масла при возможных утечках тренажер снабжен поддоном, устанавливаемым под тренажером между опорами.

Рисунок 8.3 – Гидравлическая схема тренажера

Лабораторное оборудование

Тренажер промысловой гидравлики, секундомер, линейка, штангельциркуль.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и конструкцией лебедки.

2. Выполнить чертеж гидравлической схемы (рис.8.3).

3. Измерить:

· Внутренний диаметр клинового шкива D_вн, мм;

· Наружный диаметр реборды клинового шкива D_p, мм.

4. Определить средний диаметр проходящего жгута орудия лова D_ср, мм:

.

5. Определить подачу насоса по документации на насос и электродвигатель , м³/с :

,

где - частота вращения вала электродвигателя, с^-1;

-рабочий объем гидравлического насоса, м³;

- объемный К.П.Д. насоса.

6. Определить общее передаточное число силового блока i_общ:

,

где - частота вращения вала гидромотора, с^-1;

-частота вращения клинового шкива с^-1.

,

где - К.П.Д. гидромеханический гидромотора;

-рабочий объем гидромотора, м³.

Вопросы для самопроверки

1. Основные узлы тренажера и их назначение?

2. Что такое К.П.Д. силового блока и как его находят?

3. Правила графического изображения элементов гидравлической принципиальной схемы тренажера?

4. Как посчитать общее передаточное число силового блока?

5. Как определяется подача насоса через его рабочий объем и частоту вращения вала?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №9
КОМПЛЕКС ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ДЛЯ ДОБЫЧИ ДОННЫХ РЫБ «РИФ»

Сетевыборочный комплекс «РИФ» предназначен для механизированных процессов выборки дрифтерных и донных сетей на рыболовных мотоботах типа МРБ-40.

Комплекс «РИФ» обеспечивает ведение промысла при следующих условиях:

-волнении моря, баллов, не более 3;

-силе ветра, баллов, не более 4;

-длительном крене на любой борт, град, не более 10;

-длительном дифференте, град, не более 8;

-бортовой качке с углом крена, град, не более 10;

-килевой качке с углом дифферента, не более 4;

-температуре окружающей среды, °С -5...+30.

Рисунок 9.1 – Общий вид сетевыборочного комплекса «РИФ»

1 - Клиновой диск, 2- тумба, 3 - станина, 4 - редуктор, 5 - шкив,
6 – регулятор скорости.

 

Комплекс «РИФ» состоит из следующих составных частей:

-устройство отбора мощности;

-лебедка сетевыборочная.

Рисунок 9.2 – Кинематическая схема принципиальная

1-станина; 2-гидромотор; 3-муфта; 4-тумба; 5-шкив клиновой; 6-траверса; 7-выборочный сетной барабан; 8-зубчатое коническое колесо.

Лабораторное оборудование

Сетевыборочный комплекс «РИФ», штангельциркуль, линейка.

Порядок проведения работы

1. Ознакомиться с устройством и конструкцией лебедки. Начертитькинематическую схему установки.

2. Произвести расчет гидросистемы.

Задачей расчета является проверка работоспособности и надежности наиболее ответственных элементов гидравлической системы «РИФ».

Расчет гидравлической системы производится в номинальном режиме.

2.1. Определяем передаточное отношение редуктора.

Частота вращения рабочего вала лебедки при номинальной скорости выборки , с^-1 рассчитывается по формуле:

,

где - номинальная скорость выборки сетей, м/с;

D - рабочий диаметр клинового шкива, м.

2.2. Частота вращения вала гидромотора при номинальной скорости выборки , с^-1:

,

где i- передаточное отношение редуктора лебедки;

-частота вращения клинового шкива, с^-1.

2.3. Расход гидромотора при номинальной скорости выборки, м³/с:

,

где - рабочий объем гидромотора, м³;

- объемный К.П.Д. гидромотора.

2.4. Номинальная подача рабочей жидкости насосом, ,м³/с:

.

2.5. КПД сетевыборочной машины:

,

где - КПД клинового диска;

- КПД пары подшипников в редукторе;

- КПД конической передачи.

2.6. Номинальный крутящий момент на валу гидромотора ,Нм:

,

где - максимальное тяговое усилие, Н (кг·с).

D_шк- диаметр клинового шкива, м.

2.7. Перепад давления на гидромоторе , Па:

,

где - гидромеханический КПД гидромотора.

2.8. Мощность гидроматора ,Вт:

.

Вопросы для самопроверки

1 Как определить передаточное число редуктора?

2 Определить частоту вращения рабочего вала лебедки?

3 Определить частоту вращения вала гидромотора?

4 Как определить К.П.Д. лебедки?

5 Как определить мощность гидромотора?

6 Как определить номинальный крутящий момент на валу гидроматора?

7 Как определить расход рабочей жидкости гидромотора?