Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ПРЕДИСЛОВИЕ
' В комплексной механизации и автоматизации производственных процессов на заводах строительных материалов важное место занимают грузоподъемные и транспортирующие машины. Опи поднимают, переставляют и переносят грузы, освобождая люден от тяжелой работы и делая труд более производительным.
За время, прошедшее с момента предыдущего издания данной книги, промышленность строительных материалов пополнилась новой подъемно-транспортной техникой. Большое применение получили мостовые, козловые и другие краны, универсальные самоходные авто- и электропогрузчики, специализированный автомобильный транспорт.
На современном цементном заводе работают от 10 до 15 мостовых кранов грузоподъемностью 5—50 т. Они обслуживают технологическое оборудование и производят погрузочно-разгрузочные операции. В формовочных цехах и складах заводов сборного железобетона работают от 4 до 12 мостовых крапов грузоподъемностью от 10 до 30 т. Разнообразная подъемно-транспортная техника используется на стекольных, керамических и других заводах строительных материалов.
Возросла роль различных конвейеров в связи с внедрением поточных методов производства, где они наряду с перемещением грузов выполняют очень важные функции регулятора производственного процесса, определяя размещение технологического оборудования и ритм работы. Конвейеры все чаще используются не только для перемещения грузов, но и для выполнения различных технологических операций.
Значительные изменения произошли в подъемно-транспортном машиностроении. Почти на все машины разработаны параметрические ряды и типажи, утверждены новые стандарты. Разработаны новые конструкции козловых, мостовых однобалочпых и двухбалочных крапов, электроталей, которые при меньшей металлоемкости обладают большей долговечностью и эксплуатационной
надежностью, удобством управления и изготовляются на основе широкой унификации узлов и деталей.
В транспортирующих машинах все большее применение получают новые синтетические материалы, в частности для изготовления тканевых прорезиненных конвейерных лент.
В 1965 г. изданы переработанные и дополненные Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов.
И, наконец, в настоящем издании применена Международная система единиц (СИ), ГОСТ 9867—61.
Все указанное выше определило направление и содержание переработки учебника к настоящему изданию.
В 1964 г. по заказу Центрального методического кабинета МВ и ССО СССР применительно к данному учебнику выпущен диафильм, содержащий 150 кадров, который целесообразно использовать при прохождении курса.
ВВЕДЕНИЕ
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН
- Подъемные и транспортирующие устройства применялись еще в глубокой древности. Сохранившиеся до наших дней памятники материальной культуры свидетельствуют, что простейшие грузоподъемные устройства — рычаги и рычажные подъемники, подобные колодезным журавлям, подъемные вороты и ковшовые водоподъемники были известны человечеству в очень давние времена.
Применение подъемных и транспортирующих устройств в основном было связано с возведением строительных сооружений и поливным земледелием.
Для подъема тяжестей использовали простейшие грузоподъемные устройства прерывного действия, а для водоподъема уже в те времена характерно использование транспортирующих устройств непрерывного действия, приводимых в движение мускульной силой людей и животных.
За первые 14 веков нашей эры были изобретены транспортирующие устройства, являющиеся прообразом многих современных машин: скребковых, ковшовых и винтовых конвейеров, канатноподвесных дорог. Об умении в древности оперировать с тяжелыми грузами при помощи рычагов н простейших приспособлений свидетельствуют сохранившиеся до наших дней исторические памятники. Так, например, пирамида Хеопса в Египте, построенная около 2200 лет дои. э. и имеющая высоту 147 л, облицована каменными плитами размером 9x2x2 л весом до 90 т каждая.
Однако производство таких работ достигалось ценой огромных трудовых затрат. На строительстве пирамиды Хеопса в течение 20 лет ежегодно было занято около ста тысяч человек.
В летописях XI в. упоминается о применении на Руси блоков (векшей), домкратов (подъемов), воротов и других устройств при добыче соляного раствора. Указания об использовании грузоподъемных средств имеются в «Уставе ратных, пушечных и других дел», составленном Анисимом Михайловым в 1607—1621 гг.,
5
в сохранившихся до наших дней рукописных технических руководствах XV—XVI веков, в переписке Московского пушечного двора, Приказа каменных дел и пр.
Многовековой процесс создания транспортирующих машин получил широкое развитие лишь с ростом тяжелой промышленности во второй половине XIX века. С этого периода в создании подъемно-транспортирующих машин участвовали многие поколения талантливых механиков всех стран.
Много оригинальных транспортирующих устройств было создано русскими мастерами. Так, например, в 1764 г. талантливый механик Е. Г. Кузнецов соорудил на руднике близ Нижнего Тагила многоковшовый цепной водоподъемник, впоследствии использованный им же для подъема земли н руды [151.
В 1788 г. на Змеиногорском руднике на Алтае замечательным русским гидротехником Козьмой Дмитриевичем Фроловым была сооружена крупнейшая в мире установка для подъема руды и удаления воды из шахт. Она состояла из системы поршневых насосов, бадьевого рудоподъемника и рудоподъемника-элеватора, поднимавшего с глубины 68 м около 80 т руды в смену. Подъемники приводились в действие от вододействующих колес.
В «Горном журнале» за 1861 г. описан опыт применения А. Лопатиным ленточных конвейеров на золотых приисках Сибири. Текстильные и кожаные ленты были снабжены поперечными планками и поддерживались роликовыми опорами.
Русский изобретатель М. Коузов в 70-х годах прошлого столетия на приисках Сибири ввел в эксплуатацию первые пластинчатые передвижные конвейеры. Через десять лет после Коузова пластинчатые конвейеры стали применять в странах Западной Европы.
Примерно в это же время начали применять пневматические транспортирующие установки. Одна из первых пневматических транспортирующих установок была сооружена в 1888 г. в Петербургском портовом элеваторе для перегрузки зерна.
В 1879 г. крестьянину Федору Блинову была выдана привилегия (патент) на изобретенный им гусеничный ход, который широко применяют в современных тракторах и передвижных кранах.
Существенный вклад в науку о подъемно-транспортных машинах сделали русские ученые. В 1722 г. вышел краткий учебник механики, автор которого Г. Г. Скорняков-Писарев дал оригинальное и научное изложение расчета основных грузоподъемных машин того времени. Изложением описательного курса грузоподъемных машин явились разделы третьей части «Первых оснований металлургии и рудных дел» Михаила Васильевича Ломоносова, опубликованные в 1763 г.
Во второй половине прошлого столетия проф. И. А. Вышнеградский написал первый отечественный курс грузоподъемных машин.
Благодаря работам М. О. Доливо-Добровольского, создавшего электродвигатели трехфазного переменного тока и разработавшего систему передач переменного тока на большие расстояния, было ускорено использование электроэнергии в приводах подъемных машин.
Однако в условиях царской России творческие силы народа не получали должного развития. Основанный в 40-х годах прошлого столетия машиностроительный завод в Костроме долгое время был единственным заводом, изготовляющим крановое оборудование по отдельным заказам. Лишь в 1898—1900 гг. изготовление кранов было организовано па Путиловском, Брянском и Краматорском заводах, но выпуск их был небольшим. Не получило должного развития и производство машин непрерывного транспорта.
Только после Великой Октябрьской социалистической революции, особенно с Первой пятилетки, подъемно-транспортное машиностроение начинает быстро развиваться. Десятки конструкторских бюро заводов и проектных организаций (Союзпром- механизацня, Гипроцсмент, Гипростроммаш, Ги простройматериалы, Росстромпроект и др.), Всесоюзные научно-исследовательские институты подъемно-транспортного машиностроения (ВНИИПТМАШ) и строительного и дорожного машиностроения (ВНИИСТРОЙДОРМАШ) ведут сейчас разработку новых и совершенствование существующих подъемно-транспортных машин.
Советским ученым принадлежит приоритет в научной разработке важнейших вопросов теории подъемно-транспортных машин. Капитальные труды чл.-кор. Академии наук СССР А. О. Спиваковского, проф. П. С. Козьмина, проф. Л. Г. Кифера, проф. А. И. Дукельского и др. являются ценным вкладом в науку.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРИМЕНЕНИИПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МАШИННА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Работа любого промышленного предприятия связана с транспортированием грузов. Доставка сырья, перемещение его в соответствии с технологической схемой производства, вывоз готовой продукции и отходов должны производиться бесперебойно и своевременно. Пропускная способность транспортных средств должна полностью обеспечить нормальную работу предприятия, а также иметь необходимый резерв для возможности интенсификации процессов производства и повышения производительности основного технологического оборудования.
Операции по перемещению грузов осуществляются промышленным транспортом, который обслуживает внешние и внутренние перевозки предприятия и соответственно подразделяется на транспорт внешний и внутренний (внутризаводский).
Внешний транспорт используют для перевозки оборудования, сырья, топлива и других необходимых материалов, а также для доставки готовой продукции потребителям. Для этих перевозок заводы строительных материалов, как правило, имеют подъездные железнодорожные пути нормальной колеи, примыкающие к путям железнодорожной станции, а также безрельсовые дороги для автомобильного транспорта.
В зависимости от зоны действия внутризаводской транспорт разделяют на межцеховой и внутрицеховой. С помощью межцехового транспорта перемещают поступающие грузы по заводу, а готовую продукцию и отходы производства — к пунктам погрузки. К межцеховому относят также транспорт, связывающий завод с карьером, что характерно для большинства заводов стройматериалов, которые, являясь крупными потребителями сырья, обычно строятся в непосредственной близости от его источников. Внутрицеховой транспорт на заводах строительных материалов соединяет отдельные агрегаты между собой в технологические линии или комплексы.
Внутризаводской транспорт на заводах строительных материалов очень тесно связан с технологическим процессом производства, а транспортирующие машины вместе с технологическим оборудованием составляют единый комплекс, обслуживание и ремонт которого входит в обязанности цеховых и заводских механиков.
В процессе производства перерабатываемые материалы подвергаются неоднократной перевалке и перемещению. На крупных предприятиях суточный грузооборот сырьевых материалов, полуфабрикатов н готовых изделий исчисляется десятками тысяч тони.
На отдельных стадиях производства применяется различное транспортное оборудование. Например, на цементном заводе сырье поступает в вагонах-самосвалах или автосамосвалах. Крупные куски известняка подают к дробилкам пластинчатыми питателями. Шлам от мельниц в бассейны и из бассейнов в печь подается по трубам специальными шламовыми насосами. Клинкер от вращающихся печей на склад транспортируется пластинчатыми конвейерами, а со склада в бункера цементных мельниц загружается мостовым грейферным краном. Для подачи цемента от мел.ьниц в силосы применяют пневматический транспорт, а для загрузки в железнодорожные вагоны или упаковочные машины используют пневматические транспортирующие желоба. По мере надобности перемещаемые материалы проходят через дозировочные и взвешивающие аппараты (питатели, автоматические весы И др.).
На некоторых крупных заводах приготовление глиняного шлама и дробление известняка производят непосредственно в карьере. В этом случае шлам транспортируют на завод по трубам с помощью насосов, а известняк — ленточными конвейерами.
ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ
И ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ МАШИН, ПРИМЕНЯЕМЫХНА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
На заводах строительных материалов для перемещения насыпных и штучных грузов применяют разнообразные машины, которые по назначению в основном можно подразделить на следующие шесть групп:
грузоподъемные машины; 2) транспортирующие машины и установки непрерывного транспорта; 3) погрузочные и разгрузочные машины; 4) вспомогательные транспортирующие устройства; 5) машины и установки наземного и надземного (подвесного) рельсового транспорта; 6) машины и установки безрельсового транспорта.
Основное назначение грузоподъемных машин — подъем грузов и перемещение их с одного места на другое.
Для грузоподъемных машин характерны управляемые рабочие движения, чередующиеся в определенной последовательности: захватывание груза, подъем, перемещение в нужном направлении, опускание в назначенном месте и возвращение грузозахватного приспособления в исходное положение. Производительность грузоподъемных машин зависит от расстояния транспортирования. Подъем грузов и цикличность действия являются основными характерными признаками грузоподъемных машин.
К грузоподъемным машинам относят: а) домкраты, полиспасты, тали и лебедки, составляющие подгруппу простейших подъемных машин, применяемых главным образом для вспомогательных, например ремонтных и монтажных работ; б) краны общего и специального назначения, используемые для работ со штучными и насыпными грузами; при работе с насыпными и однородными штучными грузами краны оснащают специальными грузозахватными устройствами — грейферами и клещами; в) подъемники, у которых груз перемещается в кабине или в скипе, движущемся по проводникам.
Главное назначение транспортирующих машин — перемещение грузов в горизонтальном илн наклонном направлении. В последнем случае транспортирующие машины осуществляют также н подъем груза. Для транспортирующих машин характерно перемещение грузов непрерывным потоком, постоянство места загрузки и разгрузки и постоянство производительности независимо от расстояния транспортирования.
К транспортирующим машинам и установкам непрерывного транспорта относятся конвейеры, установки пневматического и гидравлического транспорта, а также самотечные (гравитационные) транспортные устройства.
В группу погрузочных и разгрузочных машин входят специализированные машины цикличного и непрерывного действия,
предназначенные для погрузки, выгрузки и штабелирования материалов в цехах, на складах и перегрузочных площадках. Многочисленную и конструктивно разнообразную группу подъемнотранспортных машин составляют самоходные погрузчики, предназначенные для захватывания, перемещения и погрузки насыпных и штучных грузов.
К вспомогательным устройствам относятся бункера, воронки, затворы, питатели, которые не выполняют самостоятельных транспортных функций, а используются для накопления и регулирования подачн материалов, взвешивания их в процессе доставки, перекрытия выпускных отверстий бункеров и т. д.
К машинам и установкам наземного и надземного (подвесного) рельсового транспорта относятся самоходные и несамоходные тележки, движущиеся по рельсовым путям, локомотивный транспорт, канатные откатки по наземным рельсовым путям, подвесные канатные и рельсовые дороги. Для этой группы характерно перемещение грузов отдельными порциями в вагонетках или на платформах. Чаще всего работа их протекает циклично, реже — непрерывно (откатка бесконечным канатом, канатные подвесные дороги).
Группу машин и установок безрельсового транспорта составляют самоходные и несамоходные тележки, автомобили и тягачи.
Особенно широко на заводах строительных материалов применяются машины непрерывного транспорта, которые обеспечивают поточность производства и возможность полной или частичной автоматизации процессов. Одновременно на предприятиях стройиндустрии возрастает роль кранов, автопогрузчиков для механизации работ в цехах, на складах сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, особенно в связи с крупноблочным и заводским домостроением.
О МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЕ ЕДИНИЦ (СИ)
В учебнике применена Международная система единиц (СИ), ГОСТ 9867—61.
При описании и расчетах грузоподъемных и транспортирующих машин часто встречаются термины масса и вес. В системе СИ единицей массы является килограмм, а единицей силы (в том числе и силы тяжести) — ньютон. Поэтому там, где идет речь о количестве перемещаемого груза, количестве металла, идущего на изготовление машины или ее узлов, это количество — массу выражают в килограммах, например, в технической характеристике или спецификациях деталей и оборудования. В силовых расчетах, где
определяют силы сопротивления движению, напряжения в дета, лях и т. д. мы говорим о силе тяжести и выражаем ее в ньютонах, погонный вес металлоконструкции, материала ленты и др. выражают соответственно (ньютон на метр).
Для пересчета единиц силы — килограмм-сила (кас) в единицу СИ — ньютон (н) следует исходить из того, что ньютон—сила,, под действием которой масса в 1 кг получает ускорение в 1 мкек2. Отсюда следует, что 1 кге = 9,806 н, 1 кге 10 н, т. е. приблизительно в 10 раз больше одного ньютона, что можно принимать в большинстве технических расчетов подъемно-транспортных машин, ошибка при этом будет составлять 2%.
Раздел первый
ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
Глава I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Конструктивные формы грузоподъемных машин, их очертания, размеры, степень сложности н весовые характеристики весьма разнообразны и зависят от рода груза и условий применения. Грузоподъемная машина состоит из остова (фермы) подъемного механизма и механизмов горизонтального перемещения. У некоторых грузоподъемных машин механизмы для горизонтального перемещения груза могут отсутствовать. В простейших конструкциях может отсутствовать и ферма; только подъемный механизм является основной определяющей частью любой грузоподъемной машины.
В настоящее время существует много конструкций грузоподъемных машин, различающихся по подъемной силе, высоте подъема груза, роду привода и числу движений, которые можно сообщать грузу.
По числу движений грузоподъемные машины могут быть разделены на три группы.
1-я группа (рис. 1) — грузоподъемные машины с одним движением, сообщающие грузу только вертикальное перемещение (подъем); проекция следа движения груза на плоскость —точка. Сюда относят домкраты, лебедки, тали ручные и электрические, подъемники клетьевые (лифты) и скиповые.
2-я группа (рис. 2) — грузоподъемные машины с двумя движениями, которые, кроме вертикального перемещения (подъема), осуществляют также линейное перемещение груза (проекция следа движения груза на плоскость—линия). К этой группе относят домкраты па салазках, ручные тали с кошкой, тельферы.
3-я группа (рис. 3) — грузоподъемные машины с числом движений три и более, которые могут поднимать груз и перемещать его по горизонтали в любую точку обслуживаемого поля (проекция следа движения груза на плоскость — площадь). К этой группе машин относятся краны. Обслуживаемое поле может иметь различный контур в зависимости от типа крана, например, прямо- 12
Рис. I. Грузоподъемные машины I-й группы:
/ — реечный домкрат; 2 — винтовой домкрат; 3 — гидравлический домкрат;
4 — ручная шестеренная таль; 5 — ручная лебедка; 6 —лифт; 7—скиповыйподъемник
Рис. 2. Грузоподъемные машины 2-й группы:
/ — тельфер; 2 — передвижная ручная таль; 3 — неприводная тележка (кошка) для руч-ной тали; 4 — винтовой домкрат с горизонтальным перемещением
Рис. 3. Грузоподъемные машины 3-й группы: мостовой крап; 2 — башенный кран; 3 — козловый кран; 4 — автомобильный кран; 5 — портальный кран: 6 — кран-балка феромРис. 3. Грузоподъемные машины 3-й группы: мостовой крап; 2 — башенный кран; 3 — козловый кран; 4 — автомобильный кран; 5 — портальный кран: 6 — кран-балка фером
Рис. 3. Грузоподъемные машины 3-й группы: мостовой крап; 2 — башенный кран; 3 — козловый кран; 4 — автомобильный кран; 5 — портальный кран: 6 — кран-балка фером
Рис. 3. Грузоподъемные машины 3-й группы: мостовой крап; 2 — башенный кран; 3 — козловый кран; 4 — автомобильный кран; 5 — портальный кран: 6 — кран-балка фером
угольный для мостового и козлового, кольцевой для башенного поворотного крана и любой для крапов па ппсвмоколссном и гусеничном ходу.
Конструкции кранов зависят от назначения. Например, строительные и монтажные крапы должны поднимать грузы на большую высоту, а краны металлургических цехов приспособлены для загрузки печей и оборудованы специальными захватами для слитков. Поэтому принято различать краны общего назначения и специальные (строительные, металлургические, портовые).
На заводах строительных материалов применяют преимущественно краны общего назначения: мостовые, козловые, стреловые на пневмоколесном и гусеничном ходу, а также грузоподъемные машины 1 и 2-й групп: домкраты, электротали, скиповые и клетьевые подъемники и др.
Основными параметрами, характеризующими грузоподъемные машины, являются: грузоподъемность, скорость подъема и передвижения, высота подъема, геометрические размеры машин (габариты, величины пролетов и вылетов) и род привода.
ГОСТом 1575—61 установлен ряд грузоподъемностей для отдельных видов машин.
Производительность грузоподъемных машин — основной эксплуатационный показатель, характеризующий количество (массу) груза, перемещаемого в течение часа, определяют по формуле
Q = qn = q т!ч, (1)
где q — вес одновременно поднимаемого груза в т;
3600 ,
п — —количество рабочих циклов машины в течение часа;
2/— продолжительность одного цикла веек.
Время цикла складывается из суммы времени, затрачиваемого на выполнение отдельных операций (подъем, перемещение, опускание, возвращение крана в исходное положение), и зависит от высоты подъема и расстояния перемещения, а также от степени совмещения по времени отдельных операций.
Производительность одной и той же грузоподъемной машины в различных производственных условиях не остается постоянной. Она увеличивается с приближением веса поднимаемых грузов к номинальному и уменьшается по мере возрастания дальности перемещения.
§ 2. РЕЖИМ РАБОТЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
Грузоподъемные машины работают прерывно и с разной интенсивностью, поэтому режим работы их различный. По режиму работы грузоподъемные машины с моторным приводом относят
к одному из пяти номинальных режимов: легкому — Л, среднему — С, тяжелому — Т и весьма тяжелому — ВТ.
Основанием для отнесения грузоподъемной машины к той или другой группе режима эксплуатации являются: коэффициент использования оборудования в течение года Кс (отношение числа дней работы к полному календарному числу дней в году — 365); коэффициент использования оборудования в течение суток Кг (отношение времени работы оборудования в течение суток к полному суточному времени в часах); число включений механизма в течение часа ЧВ; температура окружающей среды; относительная продолжительность включений электродвигателя в течение цикла ПВ, определяемая по формуле ПВ = е-100%, где
Время работы механизма в течение цикла
Полное время цикла"' '
Под полным временем цикла понимается промежуток времени от момента начала подъема груза до возвращения грузозахватного органа в исходное положение.
Применительно к величинам указанных коэффициентов по табл. 1 определяют режим работы крана.
Режим работы механизмов
Коэффициенты использования
м с
©
а
= ’
V а
о з
и
по времени
у о
Легкий Л
0,75— 1,0
Нерегулярная редкая работа
15
20
25
Средний С
0,75
0,5
0,33
25
120
25
Тяжелый Т
1,0
1,0
0,33
40
240
25
Весьма тяжелый ВТ
1,0
1,0
1,0
60
300—.
600
45
Режим работы механизмов
Таблица 1
Краны на заводах стройматериалов в большинстве случаев работают в среднем режиме.
Режимы эксплуатации отдельных механизмов одной и "той же машины (механизмы подъема, передвижения) могут быть различны. В таких случаях машину в целом относят к одной из групп, приведенных в табл. 1, по режиму работы механизма подъема.
Грузоподъемные машины с ручным приводом, для которых характерны малые скорости и длительные перерывы в работе, по режиму работы объединяют в одну группу (Р).
16
От режима работы зависят принимаемые запасы прочности в деталях грузоподъемных машин, пути торможения, динамические коэффициенты для расчета механизмов и металлоконструкций, а также параметры электродвигателя.
Расчет деталей механизмов кранов на выносливость производится по эквивалентным нагрузкам, действие которых в течение всего срока службы детали равноценно действию фактических нагрузок. При этом исходят из обеспечения качественной работы всех элементов крана (за исключением быстроизнашивающихся сменных "деталей) в течение всего срока службы, который, например, для мостовых кранов принимается:
для механизмов режима Т и ВТ10лет
»»» С15»
»»» Л25»
Суммарное время работы механизма может быть подсчитано по формуле
(3)(3)T = KiK=^t,
(3)
(3)
где t — срок службы крана в час (остальные коэффициенты см. в табл. 1).
ииДля кранов, работающих на открытом воздухе, необходимо учитывать ветровую нагрузку (табл. 2 и 3), которая согласно
и
и
Группа кранов
Давление ветра, принимаемое при расчете, в н/м
металлоконструкции и грузовой устойчивости кранов
мощности двигателей механизмов
кртноп
Все краны, кроме портовых и плавучих
Портовые и плавучие краны
250
400
150
250
Таблица 2
Расчетные величины ветровой нагрузки рабочего состояния
Таблица. 3
Место установки крана
Расчетное давление на высоте от поверхности земли в bi
0—20
20-40
40-60
60-80
80—И)0
100 н выше
На берегу моря, в низовье больших рек, район г. Новороссийска Все остальные районы
1000
700
1150
850
1300
1000-
. 1500*
1800
Ш00
21
^«^тКлсхег» Ж 17
Расчетные величины ветровой нагрузки нерабочего состояния в н/м2.
ГОСТу 1451—42 подразделяется на нагрузку рабочего состояния (при этой нагрузке крап должен нормально работать) и на нагрузку нерабочего состояния, при которой кран не работает, а в элементах конструкций крана не должны возникать опасные напряжения и кран не может быть угнан ветром или опрокинут.
Ветровая нагрузка принимается действующей горизонтально и Равной" Р^Ррн,(4)
F = F6p — Fltycm М",(5)
где Р8 — расчетная величина ветровой нагрузки в н!мг\
F — площадь «нетто», перпендикулярная направлению действия ветра, в м-;
FGp — площадь «брутто», т. е. площадь, очерченная внешним габаритом машины, в л<;
Fnyun — площадь пустот в и2.
Подветренная площадь груза определяется по фактическому контуру груза. Для предварительных расчетов можно принимать размеры подветренной площади груза Fcn в зависимости от веса
груза: Q в тс 1235102050100
Рги в л? 235710152535
Аварии грузоподъемных машин могут вызвать человеческие жертвы, поэтому нормы изготовления и эксплуатации их регламентированы «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов» [12], а также «Правилами устройства и эксплуатации подъемников». Указанные правила имеют силу закона. Они разрабатываются и издаются Государственным Комитетом по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору при Совете Министров РСФСР (Госгортехнадзор) г.
Госгортехнадзор следит также за соблюдением правил изготовления и эксплуатации грузоподъемных машин на предприятиях, для чего в каждой области имеются областные инспекторы Госгортехнадзора.
Основные положения правил Госгортехнадзора часто включают в общие правила эксплуатации оборудования заводов’стройматериалов. Так, например, правила обслуживания подъемных кранов изложены в § 372—401 «Правил технической эксплуатации цементных заводов» [24].
Вопросы для повторения
По каким признакам принято классифицировать грузоподъемные машины?
Па какие группы по режиму работы разделяют грузоподъемные машины?
Что является основанием для отнесения грузоподъемных машин к той или другой группе по режиму эксплуатации?
На какие виды подразделяется ветровая нагрузка?
Глава II. ГИБКИЕ ПОДЪЕМНЫЕИ ТЯГОВЫЕ ОРГАНЫ
§ 1. КАНАТЫ
Для подъема грузов и передачи тяговых усилий используют гибкие рабочие органы — канаты и цепи.
Канаты для подъема грузов называются грузовыми, для передачи тягового усилия в механизмах перемещения грузов — т я г о в ы м и, а для обвязки и крепления грузов к крюкам — чало ч н ы м и или стропами.
В грузоподъемных машинах применяют стальные проволочные канаты. Канаты из органического волокна (пеньковые, хлопчатобумажные н из синтетического волокна) используют в качестве чалочных. Применение канатов из органи-/<fe\ Г
ческого волокна в кранах и"°
подъемных механизмах с ма- ^г—- ^jrхлУ j
шинным приводом правилами
Госгортехнадзора не допус-Р*|С- 4. Пеньковый канат
кается.
Канат из органического или синтетического волокна состоит из нескольких прядей, свитых между собой. Наибольшее распространение получили трехпрядные канаты (рис. 4). Для работы в сухих помещениях обычно используют несмоленые (бельные) пеньковые или хлопчатобумажные канаты, которые обладают относительно большей разрывной прочностью и гибкостью. Для работы в условиях повышенной влажности можно использовать канаты, пропитанные смолой (смоленые), стойкие против гниения, но с разрывной прочностью примерно на 10% меньше, чем у больных канатов. Канаты из органического волокна, применяемые для стропов, должны удовлетворять требованиям ГОСТа 483—55.
Расчет пеньковых и хлопчатобумажных канатов производят по полному (без вычета пустот между прядями) сечению. Если растягивающее усилие S, то искомый наружный диаметр каната б/мм,(6)
кI л[а]р ’v '
где |оГ, — условное допускаемое напряжение, которое для групповых бельных пеньковых и хлопчатобумажных канатов принимают 10 к/мм- (1 кгс!мм^ и для смоленых 9 н!ммг (0,9 кге’мм^. Для чалочных канаюв допускаемое напряжение в 2 раза меньше, чем для грузовых.
Полученный диаметр каната округляют до ближайшей большей величины по ГОСТу 483—55. По диаметру каната определяют диаметр блоков D,-„ огибаемых канатом, из соотношения
D6 = (6л-10) dK.
19192*
19
19
В грузоподъемных машинах с машинным приводом применяют стальные проволочные канаты из проволок толщиной 0,4—2 лл, изготовляемые па специальных канатовьющих станках. Для изготовления канатов используют светлую проволоку из углеродистой мартеновской стали с расчетным пределом прочности или растяжении, равным 1300—2000 н/мм\ (130н-200 кгс!ммгу Иногда применяют оцинкованную проволоку с целью защиты канатов от ржавления при работе во влажных условиях.
Канатные заводы изготовляют стальные проволочные канаты различных типов, для применения в разных эксплуатационных условиях и отличающиеся конструкцией, характером и направлением свивки и размером проволок (рис. 5).
По форме поперечного сечения канаты делятся на плоские и круглые, а по характеру свивки — на канаты одинарной свивки (рис. 5, а), в которых все проволоки размещены последовательными концентрическими слоями; двойной свивки (тросы), которые свиты из отдельных прядей (рис. 5, б); канаты тройной свивки (кабельные), в которых пряди свивают в стренги, а последние — в канат (рис. 5, ву
В зависимости от направления свивки прядей и самого каната различают канаты односторонней свивки (рис. 5, а), в которых направления свивки проволок в пряди и прядей в канат одинаковы, и канаты крестовой свивки (рис. 5, 6), в которых направления свивки прядей и самого каната противоположны.
Канаты по роду свивкн проволок в прядях разделяются на:
с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей (по ГОСТу 3241—55, обозначаемые ТК); пряди по отдельным слоям изготовляют из проволок одинакового или разного диаметра;
с линейным касанием проволок в пряди (по ГОСТу 3241—55, обозначаемые ЛК).
Канаты с линейным касанием проволок (рис. 5, е, ж и з) могут быть с проволоками одинакового диаметра в отдельных слоях (обозначаемые ЛК—О), с проволоками двух разных диаметров в верхнем слое пряди (ЛК—Р) и с проволоками разного и одинакового диаметра по отдельным слоям (ЛК—РО).
В грузоподъемных и транспортирующих машинах используют круглые канаты двойной свивки, преимущественно крестовой, с одним пеньковым сердечником. За последнее время все большее распространение получают канаты, пряди которых свиты из проволоки разного диаметра. С целью повышения долговечности наружные проволоки таких канатов изготовляют большего диаметра, чем внутренние. Тонкие проволоки внутренних слоев делают канат более гибким. Из канатов этого типа в подъемно- транспортирующих машинах применяют преимущественно канаты ЛК—Р по ГОСТу 2688—55 (рис. 5, ж) и типа ЛК—О по ГОСТу 3077—55 (рис. 5, з).
Канаты односторонней свивки более гибки, чем крестовой. Они имеют гладкую наружную поверхность, а поэтому меньше изнашиваются при огибании блоков и барабанов. Однако такие канаты легко раскручиваются при подъеме и перемещении свободно подвешиваемых грузов. Поэтому применение их ограничено подъемниками, в которых грузы находятся в клетях, движущихся по направляющим. При этом навивание канатов на барабаны производят только в один слой. В канатах с линейным касанием проволок типа ЛК—Р и ЛК—РО вследствие устранения взаимного пересечения проволок и обеспечения параллельности их по всей длине свивки достигается увеличение разрывной прочности и значительно снижается удельное давление между проволоками. Это обусловливает повышенную гибкость и долговечность таких канатов по сравнению с канатами обычного типа с точечным касанием проволок. Выборочная характеристика стальных проволочных канатов типа ТК. двойной свивки приведена в табл. 4.
Канат при огибании блоков и барабанов в общем случае испытывает напряжение растяжения от концевой нагрузки и напряжение изгиба.
Таблица 4
Стальные проволочные канаты типа ТК двойной свивки (тросы) шестипрядные, с 19 проволоками в пряди и с одним органическим сердечником 6X19 — 114
(по ГОСТу 3070—55)
сх ~
Разрывное yci про
лис каната в целом и кгс при пределе
4 пости проволок ^Кгс/Л1
■и2)
1-1 ”
s t
пч
~ о о
а
ч т ч Сий
< е
1150
180
9,3
0,6
32,26
30,57
3560 3830
4 100 4 380 4 650
4 930 5 200
11,0
0,7
43,89
41,59
4 840 5 210
5 590 5 960 6 340
6710; 7080
12,5
0,8
57,34
54,33
6 330 6 810,
7 310 7 790' 8 270
8 750' 9 230
Г4,0
IT,9
72,50
68,70
8 000 8 620
5*220 9 850110 450
11 050 II 650
15^
1,0
89,49
84,80
9 860 10 600
11 350 12 150 12 900
13 650 14 4 50
17,0
1,1
108,30
102,6
11 900 12 850
13 750 14 700 15 600
16450 17 400
18,5
1,2
128,32
122,0
14 150 Д5.300
16 4 00 17 500 18 550
19 600 20700
2о,о.
1,3
151,28
143,3
16 700 17 950
19 250 20 550 21 800
22 0
1,4
175,56
166,3'
19 350 20^50
22 350 23 800 25 300
23,5
1.5
200,64
190,1
22-100 23 800
25 500 27^50
25,0
1,6
229,14
217,1
25 250 27 200
29150. 31 150'
26 5
1,7
258,78
2-15 2
28'550 3£)_15р
32 950'35 1501
При проектировании и перед установкой стальные канаты, применяемые в качестве грузоподъемных, стреловых, тяговых и др., должны быть проверены расчетом.
По правилам Госгортехнадзора стальные проволочные канаты рассчитывают на растяжение с регламентированным запасом прочности, при обязательном соблюдении минимального отношения диаметра блока или барабана к диаметру каната.
Необходимо разрывное усилие каната
Р > kS, 4- > к,(7)
где Р — разрывное усилие каната в н (кгс), указываемое в таблицах ГОСТов (см. табл. 4);
к — коэффициент запаса прочности, значение 'Которого должно соответствовать нормам, приведенным в табл. 5;
S — наибольшая расчетная нагрузка на канат в н (кгср
При выборе каната следует обязательно соблюдать регламентированное Госгортехнадзором отношение между диаметром блоков и барабанов и диаметром каната
D6 > d (е — 1),(8)
где D§ — диаметр блока или барабана, измеряемый по дну канавки;
е — коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной машины, выбираемый по табл. б.
Таблица 5
Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности канатов
На именован ио
Привод грузоподъемной машины и режим работы механизма
Коэффициент запаса прочности к
Грузовые и стреловые
Ручной
4,0
Машинный:
легкий, среднни, тя-
5,0
желый и весьма тя-
5,5
желый
6,0
Растяжки стрелы
—
3,5
Канаты лебедок, предназначенные для изменения вылета стрелы без груза
4,0
Грейферные:
у грейферов с раздельным двухмоторным приводом(принимая, что вес грейфера с материалом равномерно распределен на все канаты)
6,0
у грейферов с одномоторным приводом
5,0
у грейферов одноканатных и моторных
5,0
Оттяжки мачт и опор
—
3,5
Тяговые канаты, применяемые на кранах
4.0
Канаты лебедок» предназначенных для подъема людей
9,0
Канаты, используемые при монтаже кранов
4,0
Пример. Определить диаметр стального проволочного каната для стрелового крана, обслуживающего погрузку контейнеров с кирпичом на складе кирпичного завода. Нагрузка на канат S 24 000 н (2400 кгс). Режим работы крана средний.
По табл. 6 для среднего режима работы стрелового железнодорожного крана наименьший коэффициент запаса прочности К — 5,5. Необходимое разрывное усилие каната
Р = kS = 5,5-24 000 - 132 000 н (13 200 кгсу
По таил. 5 выбираем канат 6 X 19 = 114 диаметром 17 мм, при пределе прочности проволоки 1400 hImm1 (140 кгс/лм?), с разрывным усилием 137 500 a (13 750 кгс). -
Минимальный допускаемый диаметр барабана (табл. 6)
Dg — ]8dK — 18-17 — 310 мм.
Долговечность стальных проволочных канатов зависит от правильного выбора типа каната для заданных условий, от соотношения между диаметрами каната и барабана или блоков и от ухода за канатами, в частности, от систематической смазки их наружных поверхностей специальной графитовой мазью.
(9)(9)
(9)
(9)
Наименьшие допускаемые значения коэффициента е
Тип грузоподъемной машины
Привод механизма
Режим работы механизма
я 1 у
tr-e-s
я о к и к у
Грузоподъемные>1ай1ины всех типов, за исключением стреловых кранов, электроталей^и лебедок
Стреловые краны:
механизмы подъема груза и стрелы
механизм д^я^монтажа крана
Электрические тали
Грейфер н ые _ дебедки:
грузоподъцмны^машин, указанных в п. Хиастоящей таблицы стреловых/кранов
Блоки грейферов
Лебедки:
для подъема грузов
для подъема ладей
Ручной Машинный
Ручной Машинный
То же
То же
Ручной Машинный
Ручной Машинный
Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый
Легкий Средний Тяжелый Весьма тяжелый
18 20 25 30 35
16 Ж 18 20 25
16 20
30 20 18
12 2Ь 16 25
Показателем износа канатов являются обрывы проволок на его поверхности, легко замечаемые при наружном осмотре. Обрывы проволок происходят не одновременно, а постепенно, все нарастая с течением времени.
Основанием для браковки канатов является число допускаемых обрывов проволок на длине одного шага свивки. Количество допускаемых обрывов проволок в канате зависит от первоначального запаса прочности и конструкции каната (числа проволок в канате и характера свивки). Предельные допускаемые числа обрывов проволок на длине одного шага свивки каната по нормам Госгортехнадзора приведены в табл. 7.
Для определения шага свивки от точки / (см. рис. 5, г и д) отсчитывают число прядей на единицу больше числа их в канате. Расстояние /—// и будет шагом свивки каната.
Концы канатов закрепляют в сопряженных конструкциях грузоподъемных машин одним из способов, показанных на рис. 6: 1) загибают вокруг стальных сердцевинных обойм-коушей (по ГОСТу 2224—43), образуя петли и оплетая их проволокой на 24
Таблица 7
Нормы браковки стальных канатов по числу оборванных проволок
Конструкция канатов
Первоначальный коэффициент запаса прочности при соблюдении норм, требуемых Госгортехнадзором
6 X 19
= 114
6 X 37
= 222
крестовой свивки
односторонней свивки
крестовой свивки
односторон - ней свивки
Число обрывов проволок на длине одного шага свивки, при котором канат должен быть забракован
До 6
От 6 до 7
Свыше 7
12
14
16
6
7
8
22
26
30
11
13
15
длине не менее 15 диаметров каната, но ие менее 300 мм (рис. 6, а); 2) зажимают не менее, чем тремя сжимами (хомутами) (рис. 6, б); 3) расплетенные [проволокиJ помещают в конические втулки (рис. 6, в) и заливают баббитом; 4) помещают во втулки (рис. 6, г), снабженные стальными зажимными клиньями.
Рис. 6. Способы заделки концов канатов
Сжимы (хомуты) получают все более широкое применение в практике эксплуатации грузоподъемных машин. Количество сжимов, необходимое для надежного крепления канатов, определяют по формуле
— рПс”" [а]/
где Р — разрывное усилие каната в н (кгс)\
d0 — внутренний диаметр резьбы сжима (хомута);
[ст]р = 100 -^- [ст]р = 1000 кгс!смг —допускаемое напряжение для сжимов при растяжении.
Сращивание (счаливание) грузовых канатов в подъемных машинах посредством сплетения концов запрещено.
СВАРНЫЕ ЦЕПИ
Сварные цепи (рис. 7) состоят из звеньев овальной формы, сделанных из круглой стали и сваренных кузнечным способом или электросваркой. Они, так же как и канаты, делятся на грузовые, тяговые и чалочные.
В зависимости от длины звеньев сварные цепи разделяют па длиннозвенные (с длиной звена t "> 5d, где d —диаметр цепной 'стали) и короткозвепные (с длиной звена t = (2,7 :-2,8) d\
Рис. 7. Сварная цепь: а и б — заготовки; в— собранная цепьРис. 7. Сварная цепь: а и б — заготовки; в— собранная цепьВ грузоподъемных машинах применяют исключительно короткозвепные цепи (по ГОСТу 2319—60).
Рис. 7. Сварная цепь: а и б — заготовки; в— собранная цепь
Рис. 7. Сварная цепь: а и б — заготовки; в— собранная цепь
По степени точности изготовления короткозвенные цепи разделяют на некалиброванные, у которых допускаемые отклонения от номинальной длины и ширины звена могут достигать 10% величины диаметра цепной стали, и калиброванные, у которых отклонения ио длине звена не превышают 3% и по ширине 5%. Некалиброванные цепи предназначены для работы на гладких блоках и барабанах, а калиброванные — для работы на цепных блоках-звездочках с углублениями (гнездами) для звеньев.
Основными преимуществами сварных цепей являются большая сопротивляемость износу и гибкость, допускающая огибание блоков и звездочек малых диаметров. К числу недостатков относятся: больший вес, чем у стальных канатов, сложность изготовления и внезапность разрыва звеньев при перегрузке (в ироволоч-
ных канатах при перегрузке сначала лопаются отдельные проволоки). Сварные цепи применяют главным образом в ручных
подъемных механизмах.
Выборочная характеристика сварных калиброванных цепей приведена в табл. 8.
Расчет (определение прочных размеров) сварных цепей ведут аналогично расчету стальных проволочных канатов — по заданным нагрузке и коэффициенту запаса прочности. Сначала определяют необходимое разрывное усилие цепи по формуле (8), а затем по табл. 8 ГОСТа 2319—60 выбирают соответствующую цепь.
По нормам Госгортехнадзора сварные цепи в кранах и подъем
ных механизмах должны иметь следующие запасы прочности;
с ручным приводом — не менее 3 при работе калиброванных и пекалиброванных цепей па гладких блоках и барабанах и не менее 4,5 при работе калиброванных цепей на звездочках;
с машинным приводом — не менее 6 при работе калиброванных и некалиброванных цепей на гладких блоках и барабанах и не менее 8 при работе калиброванных цепей на звездочках.
26
Цепи сварные калиброванные (по ГОСТу 2319—60)
Размеры звена
Нагрузка В ЩС
Погонная масса в кг’.м
Допускаемый отклонения для калиб- ринашюп цепи в лл/
Толщина
Шаг
Ширина
разру• шмо-
проб-
щипе
PG ЩИГУ
ПО ширине
длине
19
17
0,64
0,32
0,5
±0,15
±0,25
^1,5
—0,6
6
19
21
1
0,5
0,8
±0,18
±0,3
7
21
24
1,5
2.2
0,75
1,2
±0,2
±0,21
±0,35
8
23
27
1,1
1,55
1.5
±0,24
±0,4
9,5
27
32
3,4
2
±0,28
±0,45
Ч 2,8
И
31
36
4.4
2,2
2,7
±0,33
±0,55
—0,9
13
36
43
. .6,6
3,3_.
_ 3,9
±0,39
±0,65
' 16
44
53
102
12^
5,1
6
±0,24
±0,48
±0,8
18
50
58
6,4
7,3
±0,54
±0,9
+4,5 — 1,5
20
56
66
16
8
9,2
±0,6
±1
23
64
76
21
10,5
•42
±0,69
±1,15
.26
72
84
26,6
13J-
1±.
±0,28
±0,78
+ 1,3
+6,5
28
' 78" "
91
51,2
15,6
17.4
±0,84
±1,4
-2,2
30
84
98
35,6
17,8
20 '
±0,9
± 1,5
-1 8
32
91
104
4]
20,5
22,1
±0,96
±1,6
-2,6
35
98
114
46,4
23,2
27,5
±1,05
±1,75
38
105
123
54,8
27,4
32,5
±0,34
±1,14
±1,9
4 10
41
114
133
63,6
31,8
38
±1,23
±2
—3,2
Повышенный запас прочности для калиброванных цепей принимается во избежание деформаций звеньев. Коэффициент запаса прочности сварных цепей для стропов должен быть не менее 5.
Пример. Подобрать для ручной тали калиброванную сварную цепь, нагрузка S 12 000 к (1200 кге)- Запас прочности в соответствии с нормами принимаем равным к — 4,5.
Необходима цепь с разрушающей нагрузкой Р — 4,5-12 000 — 54 000 н (5400 кгс").
По табл. 8 принимаем сварную калиброванную цепь из круглой стали диаметром 13 дои, для которой разрушающая нагрузка равна 6,6 тс (66 000 н).
Износ звена сварной или штампованной цепи допускается не более 10% первоначального диаметра (калибра) плюс минусовый допуск на изготовление цепи.
ПЛАСТИНЧАТЫЕ ШАРНИРНЫЕ ЦЕПИ
Пластинчатые шарнирные цепи (рис. 8) применяются в подъем- но-транспортирующих машинах для подвешивания грузов (грузовые цепи, рис. 8, а), для передачи движения в механизмах (привод-
ные цепи, рис. 8, б) и для передачи тягового усилия рабочим органам транспортирующих машин (тяговые цепи, рис. 8, в).
Грузовые пластинчатые шарнирные цепи (рис. 9, а) состоят из стальных пластин /, шарнирно соединенных между собой валиками 2 и закрепленных расклепыванием концов валиков (при нагрузке на цепь до 10000 кас) или шплинтами, вставляемыми в отверстия валиков (при нагрузке на цепь свыше 10 000 кгсу
б)б)б)б)Рис. 8. Типы пластинчатых цепей:Рис. 8. Типы пластинчатых цепей:Диаметры и длина валиков, размеры и форма пластин одинаковы для всех звеньев цепи. Только для концевого звена 3 применяют пластины увеличенной длины с утолщенным валиком, при помощи которого цепь прикрепляют к деталям грузоподъемного механизма.
б)
б)
б)
б)
Рис. 8. Типы пластинчатых цепей:
Рис. 8. Типы пластинчатых цепей:
Выборочная характеристика грузовых пластинчатых цепей приведена в табл. 9.
а — грузовые; б — приводные;в — тяговыеа — грузовые; б — приводные;в — тяговыеКоэффициент запаса прочности грузовых пластинчатых цепей по нормам Госгортехнадзора при машинном приводе должен быть не меньше 5, а при ручном не менее 3.
а — грузовые; б — приводные;в — тяговые
а — грузовые; б — приводные;в — тяговые
Приводные пластинчатые цепи (рис. 9, б) отличаются от грузовых цепей тем, что здесь во внутренние пластины 4 запрессовывают втулки 5, а наружные пластины неподвижно закрепляют иа валиках 6.
Рис. 9. Схемы пластинчатых цепейРис. 9. Схемы пластинчатых цепей
Рис. 9. Схемы пластинчатых цепей
Рис. 9. Схемы пластинчатых цепей
Во втулочных цепях валик вращается во втулке, и нагрузка распределяется на всю поверхность касания втулки и валика, благодаря чему достигается небольшое удельное давление в шарнирах, а следовательно, и небольшой износ трущихся поверхностей.
Цепи грузовые пластинчатые(по ГОСТу 191—63)Размеры в
а
3
Ч
X X
х
йя Ч X
* S
8 |
£ a.cf
Пластина
Валик
Р я я Ч у С X
о а
!1 г ^ О 0 X с
Нагрузка » кгс
ч о
3
X ч с*
я
X ч ЕС
К а ч о
X
X
S
X ЕС
«Я S 3 е s У 3 3 ч
X Ф я я о
ЕС О С
X X
« а
н- = я S
2 я tic
1 ^ 3 | °- S
С- х
а
5
5
S
25
18
2,5
15
41
35,0
10
9
2
2 500
40
1,4
I
35
22
2,5
16
53
13
9
4
5 000
150
2,7
ЯГ
^5
з1о
20"
’62
59^0
14
и
4
000
200
3,4
50
36
3,0
30
83
78,0
22
17
4
12 500
500
7,0
60
45
4,0
38
104
97,0
26
22
4
20 000
750
10,5
11
70
50
5,0
47
120
104,0
32
26
4
32 000
1300
17,0
80
60
5,0
51
134
146,0
36
28
6
50 000
1600
23,0
Помимо втулочных цепей в приводах грузоподъемных машин применяют втулочно-роликовые цепи (рис. 9, в), в которых на втулку свободно насаживают ролик, способствующий уменьшению износа зубьев звездочек. Вес таких цепей несколько превышает вес простых втулочных при равных величинах шага звеньев и разрушающих нагрузок.
Тяговые цепи устроены так же, как и втулочные, но отличаются от приводных большим шагом и наличием ходовых роликов (см. рис. 8, в).
Вопросы для повторения
Укажите эксплуатационные свойства и область применения канатов из органических волокон.
Перечислите основные конструкции проволочных стальных канатов и области их применения.
Какие запасы прочности принимают при расчете проволочных канатов? Какие факторы учитывают при выборе запаса прочности?
Какие признаки указывают на износ проволочного каната? Что является основанием для браковки изношенного каната’
Задачи и упражнения
Выбрать канат для мостового грейферного крана при нагрузке на канат S — 20 000 н. (2000 кгс"). Режим работы каната средний (то же для нагрузки 30 000 н (3000 кгс).
Подобрать стандартную калиброванную сварную цепь для ручной грузоподъемной тали при нагрузке на цепь 10 000 и 20 000 н (1000 и 2000 кгс).
Выбрать грузовую пластинчатую шарнирную цепь для ручного мостового крана при нагрузке на цепь S = 50 000 н (5000 кгс).
Глава III. БЛОКИ, ПОЛИСПАСТЫ, БАРАБАНЫ
/ И ЗВЕЗДОЧКИ
' § 1. БЛОКИ И ПОЛИСПАСТЫ
Для изменения направления гибкого тягового органа, а также для выигрыша в силе или скорости применяют блоки (рис. 10).
Неподвижные блоки (рис. 10, а), оси которых закреплены, служат для изменения направления каната. Подвижные блоки используются для выигрыша в силе (рис. 10, б) или скорости (рис. 10, в).
Рис. 10. Блоки и полиспасты:
G — сила груза и обоймы; S — сила каната или подвижного блока
Система из двух обойм со смонтированными в них блоками (из которых одна обойма подвижная, а другая неподвижная), предназначенная для выигрыша в силе или скорости, называется полиспастом. На рис. 10, г показан полиспаст для выигрыша в силе, а на рис. 10, д — для выигрыша в скорости. В частном случае полиспаст может иметь одну обойму с одним подвижным блоком (рис. 10, б и в).
Принцип действия полиспастов основан на общеизвестном «золотом правиле механики»: выигрываешь в силе, проигрываешь в скорости и наоборот.
Основной характеристикой полиспаста является его грузовая кратность т, показывающая, на какое число ветвей распределяется сила поднимаемого груза в полиспасте для выигрыша в силе или на сколько ветвей передается усилие от обоймы подвижных блоков в полиспасте для выигрыша в скорости.
У полиспаста для выигрыша в силе (рис. 11, в) с кратностью т — ^ нагрузку на канат без учета трения в блоках (идеальные блоки) определяют по формуле
(10)
где G — сила груза и обоймы.
В действительности из-за трения на осях блоков, а также сопротивления от жесткости канатов натяжение сбегающей ветви будет больше So.
Рис. 11. Схемы полиспастовРис. 11. Схемы полиспастов
Рис. 11. Схемы полиспастов
Рис. 11. Схемы полиспастов
5
Отношение = т^ называется коэффициентом полезного действия (к. п. д.) полиспаста. Следовательно, в реальном полиспасте натяжение сбегающей ветви каната при подъеме груза будет равно
а при спуске
тт(12)
т
т
Соответственно скорость каната, наматывающегося па барабан
(13)(13)^ - ти£р,
(13)
(13)
где игр — скорость подъема груза в м!сек.
При высоте подъема груза //длина наматываемой части каната
L = Нт.
В полиспасте для выигрыша в скорости (рис. 10, д)
S =(U)
и скорость каната
(15)
При перемещении обоймы на длину L высота подъема груза Н = Lm м.
К- п. д. полиспаста зависит от к. п д. отдельных блоков и может быть подсчитан следующим образом.
Обозначим через S натяжение конца каната, сбегающего с подвижного блока (рис. 11, в). Тогда натяжение следующей ветви
Sx = S ц5л,
где Пол — к- п. д. блока.
Соответственно
S2 = Sx^ и т. д.
При числе ветвей т натяжение последней ветви
S
o 1
Из условия равновесия системы имеем
G = S + Si + Sa + • • • +Sm—i — S (1 + г|бл + Лбл + • • • +л^ ) * откуда натяжение сбегающей ветви каната
S =•(16)
+ Лбл + Лбл + ■ * ■ + Лбл
Натяжение каната в идеальном блоке (без учета сопротивлений в блоках)
So = ~.0 nt
К. п. д. полиспаста
So 1 + Лбл 'I" Лбл + ■ ■ ' -Н Л(?л 1,. 7х
’I" = -S =й•(17)
Числитель правой части равенства (17) представляет собой сумму членов убывающей геометрической прогрессии, в которой первый член равен единице; знаменатель прогрессии — Пил» а число членов прогрессии — т. Вычисляя по известной из курса алгебры формуле сумму членов прогрессии, получим значение к. п. д. полиспаста, когда канат сбегает с подвижного блока
^ — т(1 — Т]бл) ‘)
При сбегании каната с неподвижного блока (рис. И, о) нужно учитывать к. п. д. дополнительного неподвижного блока Л. Поэтому к. п. д. таких блоков определяют по формуле
Ч/гЧ/г"И1—Пб-1)"И1—Пб-1)(19)(19)
Ч/г
Ч/г
"И1—Пб-1)
"И1—Пб-1)
(19)
(19)
К. и. д. блока т^ зависит от рода его подшипников и определяется опытным путем. Для расчета можно принимать при подшипниках скольжения i^, = 0,95 и при подшипниках качения т|,г, — 0,98.
Полиспасты, схемы которых приведены на рис. К), г и 11, а и а, называют одинарными.
В мостовых, козловых и других кранах обычно применяют сдвоенные полиспасты (рис. 11, б), в которых на барабан наматываются два конца каната. При одновременном наматывании обоих концов средняя точка каната на уравнительном блоке В (рис. 11, б) остается неподвижной. Уравнительный блок при подъеме груза не вращается и только при неравномерной вытяжке концов каната слегка проворачивается.
Сдвоенный полиспаст по существу представляет два отдельных полиспаста, нагруженных каждый силой -|-. К- п. д. сдвоенного полиспаста подсчитывают по формуле (16), в которую вместо т подставляют кратность одной половины полиспаста пг -у-, считая конец каната закрепленным па уравнительном блоке.
В сдвоенном полиспасте, как и в одинарном, грузовая кратность полиспаста определяется числе и ветвей каната, воспринимающих нагрузку. Скоростная кратность полиспаста в связи с навиванием на барабан одновременно обоих концов каната будет в 2 раза меньше.
В некоторых конструкциях кранов с гидравлическим приводом, изготовляемых на базе автомобилей и тракторов, а также в автопогрузчиках применяют полиспасты для выигрыша в скорости. Такие полиспасты выполняют по схеме, показанной на рис. 10, д. Подъем груза осуществляется с помощью гидроцилиндра. Жидкость насосом нагнетается в цилиндр /, давит на плунжер 2, на котором укреплена обойма 3, и выдвигает плунжер вместе с обоймой. При кратности полиспаста т и ходе плунжера L высота подъема Н = mL. В результате при небольшой величине L можно поднять груз на значительную высоту.
Пример. Определить к. п. д. сдвоенного полиспаста по схеме, указанной на рис. 14, б. Грузовая кратность т = 4; Т]бл = 0,95.
По формуле (16), подставляя вместо пг nV — -^-, находим
1—0,95^ пп__
1,2 " т'(1-тЫ ' 2(1-0,95)°’975’
3 Евневич33
т. е. в данном случае к. п. д. полиспаста выше к. п. д. одного неподвижного блока, что на первый взгляд кажется парадоксальным. Однако в данном случае никакой ошибки нет. Действительно, рассматривая одну половину полиспаста (рис. 11.6), мы имеем только один подвижный блок, который при наматывании каната одновременно сам поднимается вверх. Поэтому окружная скорость блока будет меньше, чем если бы он оставался неподвижным. Следовательно, и потери на трение в подвижном блоке будут меньше, чем в неподвижном, что и получилось в данном примере.
§ 2. БАРАБАНЫ
Барабаны для навивки канатов представляют собой цилиндры с гладкой поверхностью (рис. 12, б) или с канавками для укладки каната (рис. 12, а), изготовляемые из чугунного или стального литья, а иногда сваркой из листовой стали.
6)Рис. 12. Барабаны для каната
При однослойной навивке, что характерно для кранов, применяют барабаны с канавками по винтовой линии, в которые укладывается канат. Канавки увеличивают площадь соприкосновения каната с барабаном и уменьшают удельное давление, а также предотвращают трение витков друг о друга. Благодаря канавкам повышается срок службы каната и устраняется опасность защемления витков.
Радиус канавки (рис. 12, а)
г = 0,54dx жж.(20)
Концы каната на барабанах закрепляют прижимными планками (рис. 12, в), обычно это делается на мостовых и козловых кранах, и в пазе барабана с помощью клиньев (рис. 12, д) или прижимных болтов (рис. 12, а). Последние два способа получили распространение на стреловых кранах.
Длина нарезного барабана по правилам Госгортехнадзора должна быть такой, чтобы при крайнем нижнем положении грузозахватного приспособления на барабане оставалось не менее 1,5 витков каната, не считая витков, находящихся под зажимными планками.
Основными параметрами барабана являются диаметр и длина.
(21)(22)(21)(22)Если высота подъема Н м, кратность полиспаста т, а диаметр барабана D61 ж, то число рабочих витков Нт
(21)
(22)
(21)
(22)
Для барабана с нарезными канавками длина составит / = (^-+г„)= (г ++
где li = 3/ — ширина зазоров по краям для крепления каната посредством прижимных планок или зажимных клиньев (рис. 12, в, а и д);
г0 — число дополнительных никогда не сматываемых витков, уменьшающих нагрузку на канат в месте закрепления его к барабану; по нормам Госгортехнадзора z0 = 1,5;
t dK -Г (2-^3) мм — шаг канавок.
Наличие запасных витков очень важно, так как в месте закрепления к барабану канат деформируется и в ием возникают дополнительные напряжения. Пользуясь зависимостью Эйлера для трения гибкой нити о барабан, можно определить натяжение каната в месте закрепления к барабану
8,6 = ^,(23)
где SHa6 S — натяжение каната, определяемое по формуле (16); е 2,71 — основание натуральных логарифмов;
/0,12-^0,15 — коэффициент трения каната о барабан;
ос — угол обхвата в рад. Согласно правилам Госгортехнадзора а — Зл.
Если на барабан наматывают две ветви каната (сдвоенный полиспаст), то для каждого конца каната длину барабана подсчитывают по формуле (22), а между рабочими участками барабана оставляют промежуток /2 (см. рис. 12, а).
Величину /2 (см. рис. 11, а) выбирают конструктивно такой, чтобы канат, когда крюк находился в крайнем верхнем положении, при сходе с барабана не отклонялся на угол 0, больший 6°. 3*35
При многослойной навивке (см. рис. 12, б) и числе витков в каждом слое г длина каната, навиваемого на барабан,
L = гл (DT + D2 41- Оф
где Dv D.2, . . ., Dn— диаметры окружностей, измеренные по центрам каната соответственно для 1, 2, 3-го и п-го слоев.
Как видно из рис. 12, б,
DX=D6^ dK; D2 - D6 + 34; D„ = D6 + dK (2л - 1), тогда
L zn \D6n + dK [1 + 3 + . . . (2n — 1) ]).
Слагаемые в квадратных скобках представляют сумму членов арифметической прогрессии, первый член которой равен единице, 'последний (2л—1), а разность прогрессии равна 2.
Вычисляя сумму членов арифметической прогрессии, получим
L гл фбп + <1кпф(24)
Толщину стенок барабанов 6 предварительно определяют по эмпирической формуле
6 = 0,0205 + (6-н 10) мм(25)
и проверяют расчетом.
Стенки барабана подвергаются совместному действию усилий сжатия, кручения и изгиба. Как показывает опыт, основным является напряжение от сжатия.
Проверку напряжений сжатия в стенках барабана производят по формуле
где S — натяжение каната в н;
OG — диаметр барабана в см;
6 — толщина стенок барабана в см;
t — таг винтовой канавки в см;
[а] —допускаемое напряжение сжатия, принимаемое для чугуна марки СЧ 15—32 равным 8000 н!см- (800 кгскмф для стального литья марки 35Л—10 000 н!см2 (1000 кгс'смф, для листовой стали Ст. 3 — 11 000 н/см2 (1100 кгс!смгУ
На рис. 13 приведены характерные схемы подъемных механизмов. В ручных лебедках, а также в некоторых простейших кранах применяют передачу крутящего момента на барабан открытой зубчатой передачей (рис. 13, а и б). В схеме, показанной па рис. 13, а, барабан и ведомое зубчатое колесо закреплены на валу н передача момента происходит через вал, который нагружен крутящим и изгибающим моментами. Вал барабана установлен на выносных подшипниках.
В схеме, изображенной на рис. 13, б, ведомое зубчатое колесо выполнено в виде венца, прикрепленного болтами к барабану, которому он непосредственно передает момент. Ось закреплена неподвижно, а подшипники размещены в торцовых стенках барабана.
Типичной является блочная конструкция подъемных механизмов, в которых принимают стандартные закрытые зубчатые передачи (редукторы), работающие в масляной ванне.
Рис. 13. Схемы установки барабанов
На рис. 13, в показан случай, когда тихоходный вал редуктора удлинен и на нем укреплен барабан. Ввиду значительной консоли конец вала имеет дополнительный подшипник. Недостатком такой схемы является наличие трехопорного вала, напряжения в котором будут зависеть от точности монтажа дополнительного подшипника. В технологическом отношении здесь требуется изготовление нестандартного редуктора с консольным валом, что представляет неудобства как при изготовлении, так и при транспортировке.
Схемы, показанные на рис. 13, г, д и е, позволяют использовать стандартные редукторы. Наиболее компактные решения получаются по схемам, где в качестве одной из опор используется тихоходный вал редуктора (рис. 13, д и е\
На рис. 13, д показан случай, когда тихоходный вал редуктора выполнен пустотелым с конической или цилиндрической расточкой и в него вставлен конец вала барабана. Передача момента валу барабана осуществляется трением, возникающим при затяжке конуса, или специальными разжимными кольцами.
В схеме, показанной на рис. 13, е, один конец тихоходного вала редуктора расширен и в нем имеется расточенное отверстие, где
37
установлен сферический шарикоподшипник или шаровой вкладыш. В них устанавливают один конец вала барабана, а другой конец опирается на выносной подшипник. Вал барабана соеди-
Рис. 14. Эпюры изгибающихРис. 14. Эпюры изгибающихи крутящих моментов на валыи крутящих моментов на валы
Рис. 14. Эпюры изгибающих
Рис. 14. Эпюры изгибающих
и крутящих моментов на валы
и крутящих моментов на валы
няется с валом редуктора зубчатой самоцентрирующейся муфтой. На рис. 14 приведены эпюры изгибающих и крутящих моментов при различных схемах соединения барабанов с редукторами.
^ § 3. ЗВЕЗДОЧКИ
Сварные калиброванные и пластинчатые цепи при работе в грузоподъемных машинах не навиваются на барабаны. Звенья таких цепей набегают на звездочки (зубчатые блоки), входят в зацепление с их зубцами н, обогнув звездочки на некоторой части окружности, сбегают с них, свободно провисая вниз.
Звездочки для пластинчатых цепей изготовляют из стального литья или прокатной стали с обработанными (фрезерованными) зубьями отдельно от вала (рис. 15, б) или при малых диаметрах — вместе с ним (рис. 15, в).
Диаметр начальной окружности звездочки определяют из соотношения
О« = —^,(27)
sinг
где t — шаг цепи в мм;
z — число зубьев, принимаемое по нормам Госгортехнадзора не меньше 8.
Построение профиля зубьев звездочек для пластинчатых цепей производят по ГОСТу 590—54.
Звездочки (зубчатые блоки) для сварных калиброванных цепей отливают из чугуна или стали с углублениями на ободах, соответствующими очертаниям и размерам цепных звеньев (рис. 15, а).
Рис. 15. Звездочки для сварных калиброванных и пластинчатых цепей
Диаметр звездочек для калиброванной цепи определяют по формуле
^0 = V(90^+ (90^ \ 1(28)
V 1 sinJ I cos I\ Z /\ Z /
где t — шаг цепи в мм;
г — число зубьев звездочки (не меньше 5);
6 — диаметр цепной стали в мм.
Пример. Выбрать канат, определить размеры и число оборотов барабана для мостового крана: грузоподъемность Q= 100 000 н (10 000 кгс); высота подъема Н — 16 м; скорость подъема 10 м1мин; режим работы средний. Схема полиспаста такая же, как на рис. 11,6. Блоки на подшипниках качения. Барабан из стального литья марки 35J1 (ГОСТ 977—53). Вес крюковой обоймы 60 = 1000 н
Согласно рис. 14, б кратность полиспаста т = 4, к. п. д. отдельного блока Пбл = 0,98.
Так как полиспаст сдвоенный, то его к, п. д. определяем по формуле (18), в которую вместо т подставляем кратность т' = -^- = — = 2
71 -1-№0 99
Лл“ т'О-Пбл)2(1-0,98)°' •
Расчетное натяжение каната
S = £+^ = ЮО «>0 + 1000. = 25 400 „ (2540 ки).
тт)п4-0,99''
По нормам Госгортехнадзора (табл. 5 и 6) запас прочности в канате к ■ - 5.5' l)G - '2;«U.
Необходим канат с разрывным усилием Spa3p - kS : - 5,5 • 25 400 -- - 140 000 н (14000 кгс).
По табл. 5 выбираем канат крестовок свивки диаметром 17 мм с разрывным усилием 147 000 н (14 700 кге) из светлой проволоки, предел прочности которой "1700 н,!мм- (170 кеамм-у
Такой канат сокращенно обозначают: «канат 17-170-1-Л-О, ГОСТ 3070—55».
D6==1l=>dK--1bAl-125 лш.
Принимаем Do — 450 мм — 0,45 м.
Число рабочих витков на каждой стороне барабана
Нт' 16-2
лПб3.14.0,45
Число запасных витков гп 1.5.
' Шаг витков i - d,;-\- ‘217 1219 мм.
Длина барабана
/,-,2(23 I 1.5)19 Г 2-319 -251)- 1250 зон.
Толщина сгепок барабана
6().02£)бД (6 ; 10) м.м 0,02-150 ! 817 л,ль
Напряжение сжатия в стенках барабана
SD625 100-45й„П(. н
° -(45-1,7)1,9.1,7 " 8200)’
что меньше допускаемого [о]сж- 1000 кгс'см-.
Скорость наматывания каната на барабан
— ст' — 10-2 — 20 м'мин.
Скорость вращения барабана
и к 20 |Сл — —— = -гтт -тгт — 16 об мин.
3,14.0,4
Натяжение каната в точке закрепления (формула 2.3) 8:шкр ~6250 я (625 кас),
где а — Зл — угол обхвата в рад;
f — 0,15 — коэффициент трения;
е = 2,71 — основание натуральных логарифмов.
Как видно из этого примера, запасные витки значительно снижают натяжение каната в месте закрепления его к барабану.
Вопросы для повторения
Укажите примерные значения к. п. д. канатного блока на подшипниках скольжения и подшипниках качения.
Как выбирают диаметр блока или_барабана для стального каната?
Для чего на поверхности барабана делают винтовые канавки?
Для чего на барабане предусматривают дополнительные никогда не сматываемые витки каната?
Как определяют к. п. д. сдвоенного полиспаста?
Глава IV. УСТРОЙСТВА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯДЛЯ ЗАХВАТЫВАНИЯ И ПОДВЕШИВАНИЯ ГРУЗОВ
КРЮКИ
Для подвешивания штучных грузов к гибким рабочим органам подъемных механизмов и для крепления специализированных грузозахватных устройств используют грузовые крюки и петли. На .заводах строительных материалов применяют в основном однорогие кованые крюки из мягкой углеродистой стали.
Крюкй монтируют в обоймах. Различают два основных типа крюковых подвесок: нормальную (рис. 16, а) и укороченную (рис. 16, б). В нормальной подвеске блоки для полиспаста устанавливают на отдельных осях, а в укороченной — на консольных частях поперечины (траверсы) крюка. Чтобы получить зазор, необходимый для подвешивания груза, стержень крюка при короткой подвеске делают удлиненным.
На однорогие крюки утвержден ГОСТ 2105—64, которым регламентированы требования, предъявляемые к ним.
Изогнутой части крюков в поперечном сечении придают форму трапеции, удовлетворяющую условию рационального использования материала (равенства напряжений сжатия н растяжения, возникающих в материале крюка на соответствующих сторонах сечения при поднятии груза). Верхнюю часть крюка делают в виде цилиндрического стержня с винтовой нарезкой, проходящего сквозь отверстие в траверсе (поперечине) блочной обоймы н закрепляемого в ней гайкой со шплинтом.
Под гайкой на траверсе устанавливают упорный шарикоподшипник, благодаря чему крюк с грузом легко поворачивается вокруг своей осн. Для предохранения от самопроизвольного отцепления крюка иногда устанавливают предохранительную скобу (рис. 16, й).
Размеры крюков выбирают по таблицам стандартов применительно к роду привода и заданной грузоподъемности. Поэтому расчет-крюков обычно сводят к проверке размеров хвостовика по заданному растягивающему усилию и к определению напряжений в опасных сечениях изогнутой части крюка (сечения /—2 и 3—4, рис. 17).
Внутренний диаметр d» нарезного конца хвостовика рассчитывают на растяжение. Уравнение прочности на растяжение
где G — расчетная нагрузка, воспринимаемая крюком, в н; do — внутренний диаметр резьбы в см;
определяют исходя резьбе.определяют исходя резьбе.ввG = —G = —(30)(30)^(^-<;)IpJ ’^(^-<;)IpJ ’А — it.А — it.(31)(31)Рис. 17. Схема к расчету крюка. Внизу эпюры изгибающих и растягивающих напряжений в сечении 1—2Рис. 17. Схема к расчету крюка. Внизу эпюры изгибающих и растягивающих напряжений в сечении 1—2и изгиби изгибмоментмоментМтах - G (с t + 0,5а),Мтах - G (с t + 0,5а),(32)(32)о, = 4+^V1 ■<зз>о, = 4+^V1 ■<зз>
определяют исходя резьбе.
определяют исходя резьбе.
в
в
G = —
G = —
(30)
(30)
^(^-<;)IpJ ’
^(^-<;)IpJ ’
А — it.
А — it.
(31)
(31)
Рис. 17. Схема к расчету крюка. Внизу эпюры изгибающих и растягивающих напряжений в сечении 1—2
Рис. 17. Схема к расчету крюка. Внизу эпюры изгибающих и растягивающих напряжений в сечении 1—2
и изгиб
и изгиб
момент
момент
Мтах - G (с t + 0,5а),
Мтах - G (с t + 0,5а),
(32)
(32)
о, = 4+^V1 ■<зз>
о, = 4+^V1 ■<зз>
[о]р = 4000—5000 н!см2 (400^-500 кгс!см^ — допускаемое на- пряжение на растяжение, которое принимается пониженным, ' в связи с изгибом хвостовика во время работы и концентрацией
напряжении в нарезке.
Число витков резьбы в гайке крюка
из допускаемого удельного давления _ Уравнение прочности на смятие резьбы
• откуда число витков
.40
где [pl - 1500 -2500 н!см2 (150-4 250 кгЫсм2^ — допускаемое удельное давление в резьбе;
d — наружный диаметр резьбы в см.
Высота гайки
где t — шаг резьбы в см.
Изогнутую часть крюка рассчнты-
■ вают на растяжение (эпюра /) (эпюра //).
" Наибольший изгибающий в сечении 1—2
где а — отверстие в крюке в см.
Если не учитывать кривизны осн крюка, то напряжение на
внутреннем волокне сечения (точка /) будет равно
Напряжение на наружном волокне (точка 2) о^-у-2^’(34)
где f — площадь поперечного сечения в см2;
I — момент инерции сечения в см4;
С) и с2 — расстояние точек / и 2 от нейтральной осн в см.
'43
При трапецеидальной форме сечения напряжения Gi^Go. При расчете по формулам (33) н (34) напряжения на 20—30% меньше фактических.
При точных расчетах следует пользоваться расчетными уравнениями кривого бруса. В кривом брусе изменение нормальных напряжений происходит не по прямой линии, как в прямом брусе (эпюра //), а по гиперболе (эпюра ///, рис. 17), которую условно считают проходящей через центр тяжести 0 сечения на нейтральной оси.
Наибольшее растягивающее напряжение у внутреннего ребра в сечении /—2 (точка /)
. °'-^<Н- (35)
а наибольшее напряжение сжатия у внешнего ребра этого же сечения (точка 2)
(36)
"2" + (С1 -I~ci)
где [^— допускаемое напряжение, принимаемое в зависимости от характера эксплуатационного режима подъемного механизма в пределах 8500—12 000 н!смг (850—1200 mcIcM^Y
к — коэффициент, характеризующий форму поперечного сечения и определяемый нз уравнения (36), вывод которого приведен в подробных курсах сопротивления материалов.
6 = -1 + и +(с=+
+ г)]1п-^-В-^,■(37)
где г = -^—I- сх — радиус кривизны нейтральной осн крюка;
В и b — параллельные стороны трапеции в сечении крюка (см. рис. 17).
ЗАХВАТЫ ДЛЯ ШТУЧНЫХ ГРУЗОВ
Для подъема индивидуальных штучных грузов их обвязывают чалочнымн канатами или захватывают стропами (рис. 18).
Если груз подвешивают к крюку крана при помощи т ветвей чалочного каната или стропами, наклоненными под углом а к вертикали (рис. 18, в), то расчетную нагрузку S па каждую ветвь чалочного каната определяют по формуле
где G — вес поднимаемого груза;
Ф - —os коэффициент, принимаемый в зависимости от - величины угла а по табл. 10.
На заводах для подъема стандартных строительных деталей используют специальные приспособления (пауки) со стропами, имеющие две и четыре точки подвеса. На рис. 19, а показан паук
Рис. 18. Канатные стропы:а — крюковые: б — петлевые; в — схема подвешивания грузаРис. 18. Канатные стропы:а — крюковые: б — петлевые; в — схема подвешивания груза
Рис. 18. Канатные стропы:
а — крюковые: б — петлевые; в — схема подвешивания груза
Рис. 18. Канатные стропы:
а — крюковые: б — петлевые; в — схема подвешивания груза
стропом и поднимаемой плитойстропом и поднимаемой плитой114545
стропом и поднимаемой плитой
стропом и поднимаемой плитой
1
1
45
45
грузоподъемностью 5 т. Балансирная подвеска деталей обеспе
чивает равномерное распределение нагрузки на арматурные петли. Длина стропов выбирается с таким расчетом, чтобы прост
ранственный острый угол между был не меньше 65?.
Паук состоит из серьги, рассчитанной на 5 т, двух серег грузоподъемностью каждая 3 т и четырех стропов с укрепленными на них крюками грузоподъемностью 1,5 т каждый.
Крюки снабжены поворотными козырьками, предохра-
няющими нх от выхода из зацепления с петлями плит.
При наклонных стропах горизонтальные составляющие их натяжений вызывают дополнительные изгибающие напряжения в плитах, поэтому при больших размерах плит применяют специальные траверсы (рис. 19, б).
Для быстрого захватывания однородных штучных грузов и для автоматического освобождения нх по окончании операции подъема применяют различные клещевые и эксцентриковые захваты, защемляющие грузы и удерживающие их силой трения. Схемы некоторых из них приведены на рис. 20.
Для погрузки и разгрузки черных металлов и их отходов на заводах железобетонных изделий применяют' подвесные электро-
Рис. 19. Специальные приспособления для подвешивания стройдеталей: а — паук с четырьмя стропами для железобетонных элементов весом до 5 т; б _ траверса для плит покрытий с тремя подвескамиРис. 19. Специальные приспособления для подвешивания стройдеталей: а — паук с четырьмя стропами для железобетонных элементов весом до 5 т; б _ траверса для плит покрытий с тремя подвескамиРис. 20. Схемы захватывания грузов:Рис. 20. Схемы захватывания грузов:
Рис. 19. Специальные приспособления для подвешивания стройдеталей: а — паук с четырьмя стропами для железобетонных элементов весом до 5 т; б _ траверса для плит покрытий с тремя подвесками
Рис. 19. Специальные приспособления для подвешивания стройдеталей: а — паук с четырьмя стропами для железобетонных элементов весом до 5 т; б _ траверса для плит покрытий с тремя подвесками
Рис. 20. Схемы захватывания грузов:
Рис. 20. Схемы захватывания грузов:
а — чалочным канатом; б — захватом для крупных блоков; в — грейфером для кирпича; г — стропами с крюками; d — клещевым захватом; е — эксцентриковым зажимом; ж — подвесным электромагнитом
магниты (рис. 20, ж), представляющие собой водонепроницаемый стальной корпус, в котором помещены катушки электромагнита.
Подвешенный к крюку крана электромагнит опускается на металлический груз и притягивает его к себе. Удерживаемый электромагнитом груз переносят краном, затем электромагнит выключают, и груз освобождается.
В связи с выпуском на заводах стройматериалов крупноразмерных элементов возникла потребность в большегабаритных захватах, операции с которыми вручную затруднительны и сопряжены с опасностью для стропальщика. Поэтому представляют значи-
Рис. 21. Автоматический захват С. М. Меламеда
тельный интерес автоматические захваты конструкции С. М. Меламеда (рис. 21) для захватывания груза без участия стропальщика. Особенностью такого захвата является то, что в свободном состоянии клещи находятся в разомкнутом виде и крановщик свободно опускает захват на поднимаемый блок или плиту. Когда упорная рамка 3 коснется изделия, клещи освобождаются и при подъеме захватывают груз.
Во время подъема рамка 3 несколько приподнята над изделием. При погрузке или укладке изделия на новое место рамка 3 снова касается изделия, клещи размыкаются и одновременно фиксируются в разомкнутом положении для следующего цикла.
Конструкция клещей может быть самой различной в зависимости от формы и размеров поднимаемых грузов. Главным элементом, обеспечивающим автоматическую работу клещевого захвата, является механизм фиксации (рис. 22), представляющий собой телескопическое устройство коробчатого сечения, состоящее из наружной стойки 1 и внутреннего ползуна 2. Каждый элемент телескопического устройства сварен из двух швеллеров.
Стойка 1 приварена к упорной рамке 3 (см. рис. 21), а ползун присоединен к траверсе, несущей верхний шарнир клещевого захвата.
В стойке жестко укреплена ось 4 (рнс. 22), на которой свободно насажена звездочка 5. Для возможности относительного перемещения ползуна в местах прохода оси в нем сделаны продольные
47
прорези. Прорези сделаны также в коробках ползуна и стойки в месте установки звездочки, а к ползуну приварен упор 6.
При опускании захвата упорная рамка 3 садится на изделие, а траверса с ползуном продолжают опускаться вниз до тех пор, пока упор ползуна 6 не коснется звездочки 5 н не приведет ее в положение // (см. рис. 22). При подъеме ползун 2 поворачивает звездочку в положение III, она не препятствует его движению вверх и груз защемляется клещами.
А-А
Рис. 22, Схема работы механизма фиксации автоматического захвата С. М, Меламеда
При опускании, когда груз коснется опоры н стойка 1 остановится, рамка 3 сядет на груз, а ползун, продолжая опускаться, разомкнет клещи н упором 6 приведет звездочку в положение IV.
При подъеме клещей зведочка 5 распирается между упором и ползуном и удерживает клещи в разомкнутом состоянии (положение /).
На заводах силикатного кирпича применяют захваты для снятия штабеля кирпича с запарочной вагонетки и погрузки в кузов автомобиля. Такой захват (рис. 23) подвешивают к крюку крана или электротали. Вследствие значительного собственного веса захвата, по мере натяженияТрузового каната, еще до начала подъема зажимные рычаги сближаются и плотно зажимают нижний ряд кирпичей, затем захват вместе с зажатым штабелем кирпича поднимают и устанавливают в кузове автомобиля.
При ослаблении каната тяги зажимного механизма под действием собственного веса опускаются, зажимные рычаги раздвигаются п освобождают удерживаемый ими штабель кирпича. Порожний захват застопоривают, возвращают к месту загрузки, 48
Рис. 23, Захват для погрузки силикатного кирпичаРис. 23, Захват для погрузки силикатного кирпича
Рис. 23, Захват для погрузки силикатного кирпича
Рис. 23, Захват для погрузки силикатного кирпича
и цикл повторяется. В настоящее время конструкция этого захвата модернизирована. На нем установлен механизм фиксации, благодаря чему работа происходит автоматически н необходи
мость в стропальщике отпала.
Расчет клещевых захватов (рис. 24) сводится к определению размеров рычагов, при которых сила трения, создаваемая клещами, удерживала бы груз. Из условия равновесия имеем
2Nf = G,(39)
откуда сила нажатия рычага
N =-у-,(40)
где / — коэффициент трения (табл. 11).
Сила, действующая в тяге без учета веса клещей
Так как рычаги находятся в равновесии, то 2М0 —0
Nb-Tc--£-.-^- = 0. (42)
Зная размеры одного плеча рычага, например Ь, н подставляя из уравнений (40) и (41) значения N и Т, найдем другое плечо рычага
с= ^rjcoSY.
Таблица 11
Значение коэффициента трения между соприкасающимися плоскостями захвата и груза
Материалы соприкасающихся поверхностей
Значение j
для гладких ионерхностей
для рифленых поверхностей •чахната
Сталь по стали
»» камню
»» дереву
0,12-0,15 0.25—0,28 0,30-0,35
0,5-06 0,7—0,8
4 Еиненич49
CW
Для запаса силы трения принимаем
п / Ь а \(43)
с = р ^2“J COS Y,'-
где р = 1,3-7-1,5 — коэффициент запаса.
Пример. Определить коэффициент запаса в силе трения захвата для погрузки силикатного кирпича, если вес одновременно поднимаемых им 850 кирпичей равен 31 000 н (3100 кас), а собственный вес грейфера 8500 н (850 к?с) (схема захвата приведена на рис. 25), размеры рычагов /f = 705 мм, 12 — 90 мм, 18 = = 320 мм, U = 1300 мм.
Усилие в точке 0 рычага / с учетом собственного веса захвата Go и веса груза
Рис. 25. Расчетная схема захвата для силикатного кирпича
G
а
(без учета трения в шарнирах) будет
Р =
G + О» _ 31 000 + 8500
2
2
= 19 750 н (1975 кгс),
усилие в тяге 2
Т=рА = 19750™ =
= 15 500 н (15 50 кгсу
Сила нажатия на нижней кромке зажимного рычага
. , т U If ГАЛ 320
= 38 000 я (3800 скг).
Для обеспечения надежной работы захвата сила трения на соприкасающихся поверхностях зажима и груза должна быть больше веса поднимаемого кирпича.
При рифленой поверхности зажимов коэффициент трения стали по камню принимаем f = 0,7 (см. табл. 11). Следовательно, сила трения, удерживающая штабель кирпича от выпадения,
2^f = 2 • 38 000 • 0,7 = 53 000 н (5300' кгс).
а коэффициент надежности
2Nf 53 000
G ‘ 31 ООО “
.что обеспечивает нормальную работу захвата.
;§ 3. ЗАХВАТЫ ДЛЯ СЫПУЧИХ И КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
V" Для перегрузки сыпучих материалов: клинкера, угля, из- .л' вестника, щебня, глины и др. на складах заводов строительных ' ' материалов применяют подвешиваемые к кранам или передвижным электроталям челюстные захваты-грайферы емкостью 0,5— 5 л€:1, автоматизирующие операции зачерпывания и опорожнения.
Рис. 26. Схема работы грейфера
■■ 'л Наибольшее распространение в промышленности стронтель- иых материалов получили двухчелюстные двухканатные грейферы у£. (рис. 26). Такой грейфер состоит из двух челюстей 1, тяг 2, верх- ней головки 3 и нижней 4, двух канатов — замыкающего 5 н подъ- емкого 6, прикрепленного к корпусу верхней Головин. Замыкаю- - щий н подъемный канаты навиваются на отдельные барабаны 7 и 8. При раскрытом грейфере подъемный канат удерживает грей- 1 фер, а замыкающий — ослаблен. Под влиянием собственного веса нижняя головка смещается книзу, разводя в сторону челюсти (рис. 26, а). Раскрытый грейфер при одновременном сбегании V с барабанов обоих канатов опускается на груз. При зачерпыва- '^ нии материала подъемный канат остается ослабленным, а Замы- S. 4*51
кающий навивается на барабан, поднимает нижнюю головку и замыкает челюсти (рис. 26, б). Затем оба каната, навиваемые на барабаны с равными скоростями, поднимают закрытый грейфер (рис. 26, в). Грейфер для разгрузки можно раскрыть в любом положении. Для этого подъемный канат застопоривают, а замыкающий канат ослабляют (рис. 26, г).
Для получения больших усилий замыкания челюстей грейфера между шарниром челюстей и верхней обоймой устраивают полиспаст. Максимальное натяжение замыкающего полиспаста
Сгтт],
где Сг — вес грейфера с материалом;
т — грузовая кратность полиспастной подвески грейфера; 1] — к. п. д. полиспаста грейфера.
§ 4. КОНТЕЙНЕРЫ
К числу устройств, облегчающих и ускоряющих погрузку и разгрузку штучных грузов, относятся контейнеры. Контейнеры представляют собой съемные кузова (многократно используемую
тару), легко устанавливаемые и перегружаемые с одного вида
транспорта на другой (железнодорожные платформы, автомобили). Конструкция контейнеров зависит от характера транспортируемых грузов. Благодаря применению контейнеров исключается необходимость перегрузки грузов по пути следования от завода на стройку. В результате повышается сохранность грузов и облегчается возможность механизации погрузочно-разгрузочных работ.
В промышленности стройматериалов контейнеры широко применяют для перевозки ценных грузов (облицовочных плиток, стекла н стекольных изделий и др.). В этих случаях
Рис. 27. Контейнер МПС обычно используются стандартные контейнеры МПС (рис. 27).
Число перегрузок кирпича при обычной доставке от завода- изготовителя до места укладки достигает 6—8, а в результате перегрузок свыше 20% кирпича прибывает на место в разбитом виде. Поэтому применение специальных поддонов и контейнеров
для перевозки кирпича, при которых одни раз уложенный кирпич на поддон или в контейнер без перегрузки доставляется к месту укладки, является весьма рациональным. В настоящее время
получили массовое применение «поддон-елочка» для красного кир-
пнча, специальные футляры и ограждающие щиты для силикатного кирпича и другие средства, устройство которых рассмотрено в специальной литературе 1 .
Вопросы для повторения
Какие типы крюков применяют в грузоподъемных машинах?
Какие опасные сечения крюка проверяют расчетом?
Назовите преимущества применения специальных захватов.
Нарисуйте схему захвата для перегрузки силикатного кирпича.
Зачем в механизме замыкания двухканатного грейфера устраивают полиспаст?
Глава V. ОСТАНОВЫ И ТОРМОЗА
§ 1. ОСТАНОВЫ
Для удержания поднятого груза па заданной высоте применяют остановы и тормоза. Остаповы допускают свободное вращение валов механизма в одном направлении, например в сторону подъема груза, н препятствуют вращению нх в обратную сторону, удерживая груз на заданной высоте.
В грузоподъемных и транспортирующих машинах применяют храповые остановы. Такой останов (рис. 28, а) состоит из храпового колеса 1, насаженного на вал привода подъемного механизма, и собачки 2, входящей в зацепление с зубьями храповика. При подъеме груза храповик вращается вместе с валом в направлении, указанном стрелкой, и собачка свободно проскальзывает по его
Пакетная доставка силикатного кирпича, НИИСтройдоркоммунмаш, 1966.
53
зубьям. При изменении направления вращения вала собачка упирается в зуб храповика, препятствуя опусканию груза. Чтобы груз мог опускаться, необходимо откинуть собачку.
Проскальзывание собачки по зубьям храповика сопровождается неприятным шумом. Поэтому в некоторых конструкциях храповых остановов (рис. 28, а1) собачка 2 укреплена шарнирно на планке 3 и соединена с хомутом 4, прижимаемым к валу усилием пружины 5. При вращении вала в сторону подъема собачка хомутом отодвигается вправо и выходит из зацепления с храповиком. При изменении направления вращения хомут немедленно вводит собачку в зацепление с храповиком и застопоривает его.
Собачку изготовляют из кованой стали, а храповое колесо — из чугунного или стального литья или из кованой стали.
Модуль храпового колеса определяют по допускаемой величине линейного удельного давления и по допускаемому напряжению изгиба зуба.
Модуль по линейному удельному давлению определяют при помощи формулы
т = —r= I —см,(44)
где D — диаметр наружной окружности храпового колеса в см;
— число зубьев храпового колеса, принимаемое в пределах от 6 до 30 и более;
q — допускаемое линейное напряжение смятия на ребре соприкосновения храпового колеса и собачки в кгс!см;
ф = —принимают по табл. 12, где b —' ширина храповика в см;
МКр — момент на валу в кгссм.
Модуль храпового колеса при расчете зуба на изгиб определяют:
при внешнем зацеплении
/ Тд
т = 1,751/см;(45)
V фг [о]цз ’v J
при внутреннем зацеплении
т= 1,1 V - с-и-(4б)
J фг [a]u3v *
Собачку храпового останова, изготовленную из сталей 35 или 45, проверяют на эксцентричное сжатие в опасном сечении (см. рис. 23, в).
54
Таблица 12
Значения q [а]Мз и ф в формулах (44)—(46)
Обозначения величин
* Материал храпового колеса
Чугун
СЧ 12—8 или СЧ 15—32 (ГОСТ 1-112—55)
Сталь 35 ЛГ и 45 ЛП (ГОСТ 977—58)
Ст. (ГОСТ 380—60)
Сталь 45 (ГОСТ 1050—60)
q в кгс/см
[а]дД в кге/см1
150
1,5-6.0
300
300
1,5-4,0
800
350 1,0—2.0 1000
400
1.0—2,0
1200
В транспортирующих машинах кроме храповых применяют роликовые остановы (рис. 28, б), которые допускают свободное вращение вала в одном направлении и застопоривают его при вращении в обратную сторону вследствие заклинивания роликов.
Недостатком роликовых остановов является их быстрый износ. Для увеличения срока службы детали этого останова изготовляют из термически обработанной твердой стали.
Расчет роликового останова ведется по крутящему моменту, действующему на его валу.
Нормальное давление на ролик
« =(47)
где / — коэффициент трения скольжения ролика, принимаемый для шлифованного корпуса н втулки 0,06;
D — внутренний диаметр корпуса в см;
г — число роликов.
Угол выбирается из условия заклинивания ролика
tga < tg р
при / = 0,06; р = 3° 30'.
Угол а определяется нз соотношения
cos a =cos a =2a + dD-d ’2a + dD-d ’(48)(48)
cos a =
cos a =
2a + d
D-d ’
2a + d
D-d ’
(48)
(48)
где a — расстояние от оси до плоскости втулки в см;
d — диаметр роликов в см.
Длина ролика выбирается из допускаемого линейного удельного давления на ролик
/ =(49)
где [р]— допускаемое линейное удельное давление, принимаемое равным 4500 н!см (450 кгс!сму
§ 2. ТОРМОЗА
Тормоза, в отличие от остановов, допускают вращение вала в обоих направлениях и могут не только удерживать груз, но н изменять скорость его опускания или регулировать скорость ходовых механизмов.
Сопротивление, необходимое для замедления движения или остановки груза, а также поворотного или ходового механнзма, создается в тормозах за счет трения соответствующих подвижных деталей (дисков, шкивов) и прижимаемых к ним неподвижных детален (колодки, ленты, диски).
Тормоза различают по следующим признакам.
По назначению:
спусковые, регулирующие скорость опускания груза, в которых тормозные детали находятся во взаимодействии весь период опускания груза;
стопорные, действующие только в конце подъема или опускания груза и предназначенные для удержания его на заданной высоте;
регуляторы скорости (центробежные), включающиеся в работу автоматически при превышении заданной скорости.
По характеру работы:
разомкнутые (открытого типа), в которых, тормозные детали взаимно не соприкасаются и для соприкосновения их необходимо приложить внешнее усилие к рычагу или педали управления;
замкнутые (закрытого типа), в которых трущиеся поверхности тормозных деталей постоянно прижаты друг к другу под действием груза или пружины и торможение в них прекращается только после приложения внешней силы—включения электромагнита, нажима на рычаг или педаль.
В грузоподъемных машинах, как правило, применяют закинутые тормоза.
По роду силы, размыкающей тормоз:
а) ручные; б) электромагнитные; в) пневматические; г) гидравлические; д) электрогндравлическне.
По конструкции тормозящей детали:
а) колодочные; б) ленточные; в) дисковые.
По принципу действия.
а) управляемые; б) автоматические.
Тормоза устанавливают на одном из валов подъемного, ходового или поворотного механизмов крана (обычно па быстроходном валу, где действует минимальный момент). Для надежности действия тормоза подъемных механизмов рассчитывают па тормозной момент Мт больший, чем крутящий момент на валу двигателя от действия груза
(50)(50)Mw = ^Мкр,
(50)
(50)
где р — коэффициент запаса, принимаемый по нормам Госгортехнадзора в зависимости от режима работы крана; для легкого режима р ~ 1,5, для среднего 01,75 и для
тяжелого режима р 2,0.
Колодочные тормоза
В грузоподъемных машинах наибольшее распространение получили колодочные тормоза, основными частями которых являются: чугунный или стальной шкив, тормозные колодки и рычаги, передающие колодкам усилие нажатия. Колодки изготовляют обычно из чугуна и снабжают фрикционными накладками.
Большое распространение в тормозах получили фрикционные накладки из тормозной асбестовой ленты (ГОСТ 1198—55), спле-
Рис. 29. Схемы одноколодочных тормозов с жестким "закреплением колодок к рычагу
темные из асбестовых прядей, имеющих тонкие проволочные сердечники из меди или латуни для придания накладкам большей механической прочности и увеличения их теплопроводности.
Высокими эксплуатационными качествами обладают вальцованные накладки, изготовленные по ТУ № 3027—51 Глав- шинпрома. Они представляют собой полугнбкие плотные изделия, обладающие незначительной способностью впитывать воду и минеральные масла.
Все большее применение получают жесткие формованные накладки, не требующие дефицитного длинноволокнистого асбеста и цветных металлов.
Весьма эффективными оказались фрикционные накладки из материала Ретинакс (ГОСТ 10851—64), пригодные для работы при высоких удельных давлениях и температурах.
Фрикционные накладки крепят к колодкам латунными или алюминиевыми заклепками. Для предохранения от износа головка заклепки должна быть утоплена в накладке не менее чем на половину ее толщины. Центр заклепки должен отстоять от края накладки не менее чем на 15 мм во избежание выкрашивания. Расстояние между заклепками не менее 80—100 мм. Прогрессивным способом крепления накладок к колодкам является приклеивание термостойкими клеями.
Стальные и чугунные шкивы должны иметь твердость поверхности трения не ниже НВ 250.
Рассмотрим одноколодочный тормоз (рис. 29, а).
Пусть Мкр — наибольший крутящий момент па валу тормозного шкива, создаваемый грузом; Мпг = PMKp — тормозной момент; р — коэффициент запаса, принимаемый, как указывалось выше, в зависимости от режима работы крана; D — диаметр тормозного шкива в. см; N—сила нажатия тормозных колодок; F = Nf — сила трения на рабочей поверхности тормозного шкива; / — коэффициент трения колодок о шкив.
Силу нажатия на тормозную колодку определим из равенства
Nf -,
откуда
(51)
Усилие К на тормозном рычаге, при вращении шкива'Тю стрелке I определяют из условия равновесия рычага
КД — Na — Nfc = 0,(52)
откуда
„ N(a + cD Мт2(а + сВ/их
JDjl ■(М)
При вращении шкива в обратную сторону (по стрелке //), когда сила трения изменяет свое направление, имеем соответственно
1/ (а — СВ Mm2 (a cf)/гдх
В общем случае
N = <а - СП = Mm2 (а ± с/)
Величина cf принимается со знаком + или — в зависимости от направления вращения тормозного шкива.
Если а ~ cf, то при вращении по стрелке II К = 0, т. е. тормоз становится самотормозящим и работает как останов. Таким тормозом нельзя изменять скорость опускания груза, поэтому нужно, чтобы а всегда было больше cf.
Для получения одинаковой силы торможения при любом направлении вращения тормозного шкива необходимо, чтобы точка закрепления рычага располагалась на касательной к шкиву (с = 0, рис. 29, б). В этом случае
К, = К„ = ^2-.(56)
Коэффициент трения f зависит от материала колодок и принимается по табл. 13, 58
Таблица 13
Коэффициенты трения и допускаемые удельные давления колодок
Наименование трущихся поверхностей
Коэффициент трения
Допускаемое удельное давление для тормозов в н/см1
при сухих поверхностях
при случайном попадании смазки
стопорных
спускных
Сталь по Чугуну . . .
0.15—0.20
0,10—0,12
120—200
100 150
Чугун по чугуну . . . Асбестовая лента ти-
0,16—0,20
0,10—0,12
120—200
100—150
па А по чугуну и стали Асбестовая лента ти-
0,35—0,42
0,28—0,38
50—80
20—30
па Б по чугуну и стали Прессованные накладки
0,35—0,45
0,30—0,40
50—80
20—30
по чугуну и стали Вальцованная лента
0.5—0,6
—
50—80
30—50
6КВ-Ю
Пластмасса КФ-3 . . .
0,45—0,60
0,25-0,45
0,35—0,40 0,15—0,22
50—80
50—80
30-50
20—30
Рис. 30. Схемы дву.хколодочных тормозов:Рис. 30. Схемы дву.хколодочных тормозов:Вследствие неточности изготовления и сборки деталей тормоза, а также деформации тормозного вала и рычага, при жестком закреплении колодок к рычагу трудно обеспечить равномерное при-
Рис. 30. Схемы дву.хколодочных тормозов:
Рис. 30. Схемы дву.хколодочных тормозов:
легание колодки к шкиву. Поэтомулегание колодки к шкиву. Поэтому— с грузовым замыканием; б — с пру жничым замыканием
легание колодки к шкиву. Поэтому
легание колодки к шкиву. Поэтому
«viannv пилидпи к шкиву. поэтому в крановых тормозах применяют преимущественно шарнирное закрепление колодок (рис. 30). Колодочные тормоза с шарнирным закреплением колодок также не лишены недостатков. В частности, имеется некоторая неравномерность распределения давления на поверхности колодок,
, и усилие(57), и усилие(57)однако, при практических расчетах этого не учитывают па тормозном рычаге определяют по формуле
, и усилие
(57)
, и усилие
(57)
тл Na
В грузоподъемных машинах применяют двухколодочные тормоза, при которых вал шкива разгружается от изгибающих усилий.
Двухколодочный тормоз (рис. 30) представляет собой систему из двух одноколодочных тормозов, рычаги которых связаны между собой так, что при воздействии на рычаг одной из колодок обе колодки одновременно прижимаются к шкиву или отходят от него.
В двухколодочном тормозе каждая колодка развивает половину общего тормозного момента. Колодки прижимаются к шкиву под действием груза (рис. 30, а) или стягивающей пружины (рис. 30, б), а размыкаются электромагнитом. Электромагнит подключен к сети параллельно с двигателем. При включении двигателя одновременно включается и электромагнит.
В тормозах, выполненных по схеме рис. 30, а, благодаря системе рычагов, усилие электромагнита невелико, но ход его значителен. Поэтому они называются тормозами с длинноходовым магнитом.
Если известна схема тормоза, то можно легко произвести его расчет. Так, например, для тормоза, выполненного по схеме рис. 30, а, при Мт = РМКР сила нажатия колодки
N = ^ н,(58)
где f — коэффициент трения, принимаемый в зависимости от материала колодок по табл. 13.
Усилие на конце колодочного рычага
NaК = — н.
Из условия равновесия двуплечего рычага относительно точки О] находим усилие К\ в тяге АВ
•у K.ln Nalz
Усилие на конце тормозного рычага (вес замыкающего груза без учета веса якоря)
16‘‘3<6
где о/^4. = l — передаточное отношение рычажной системы от колодки до замыкающего груза.
Следовательно Ко = Nip н, а с учетом трепня в шарнирах К„ = ^н,(60)
где 1] = 0,9 — к. п. д. рычажной передачи.
Тяговую силу электромагнита Рт с учетом веса его якоря определяют из условия равновесия грузового рычага относительно точки 02
KoU + GftKk ~ Ртк = О, откуда
=(61)
Действительную тяговую силу электромагнита в тормозе, замыкаемом грузом, принимают в 1,5—2 раза больше для преодоления инерции груза.
Путь, проходимый якорем при растормаживании, h 2сре1р,(62)
где е — радиальный зазор между рабочими поверхностями колодок и шкивом в разомкнутом состоянии тормоза, который следует принимать не менее величин, указанных в табл. 14;
Ф = 1,1 — коэффициент, учитывающий увеличение хода якоря электромагнита вследствие зазоров в шарнирах рычагов.
Таблица 14 Минимальный радиальный зазор между колодками и шкивом при разомкнутом тормозе
Диаметр тормозного шкива в мм
100
200
300
-100
500
600
Установочный радиальный зазор в мм
0,6
0,8
1,0
1,25
1.5
1,5
Площадь рабочей поверхности (поверхности трения) тормозной колодки
(63)- 70 J(63)- 70 Jс nDabF 360
(63)
- 70 J
(63)
- 70 J
где а = 60ч-90° — угол обхвата шкива колодкой; обычноа b — ширина колодки, принимаемая по табл. 15.
Удельное давление на колодке
P = -f^Yp\-
По условиям износа колодок величина р не должна быть больше Указанной в табл. 13. Для предупреждения чрезмерного нагрева Тормозов необходимо, чтобы условная удельная мощность
61
торможения ри, -^-^^ 500 Для стопорных и 250 для спускных тормозов.
Диаметр тормозного шкива принимают в зависимости от тормозного момента. В табл. 15 приведены примерные размеры тор-
мозных шкивов.
Недостатком тормозов с грузом является их громоздкость, а также значительные инерционные нагрузки от массы груза и рычагов. Поэтому в грузоподъемных машинах все большее при-
Тормозной МО-
Нормальный диаметр тормозного шкива в мм
Ширина тормозных колодок в мм
2 000
100
60-70
15 000
200
80—90
50 000
300
120—140
110 000
400
160—180
200 000
500
200—225
Таблица 15Таблица 15Диаметры и ширина ободов тормозных шкивовДиаметры и ширина ободов тормозных шкивовменение получают тормоза, замыкаемые пружиной (рис. 30,б), имеющие электромагнит клапанного типа, установленный на самом тормозном рычаге. Благодаря наличию одной пары рычагов, на которых укреплены колодки, ход электромагнита в таких тормозах невелик, поэтому они называются тормозами с короткоходовым магнитом. На рис. 31 приведен общий вид такого тормоза.
Таблица 15
Таблица 15
Диаметры и ширина ободов тормозных шкивов
Диаметры и ширина ободов тормозных шкивов
Тормоз замыкается пружиной 1, воздействующей через тягу 2 и шток 3 на рычаги 4 и 5,
а размыкается с помощью электромагнита 6 клапанного типа. При размыкании клапан (якорь) магнита притягивается к катушке, нажимает на шток, сжимает пружину и разводит концы колодочных рычагов. Так как электромагнит на рычаге 4 создает эксцентричную нагрузку, то для ограничения отхода правой колодки имеется упор 7 с регулировочным винтом 8. Усилие пружины регулируют гайкой 9, а величину отхода колодок—гайкой 10. Для отхода рычага 5 установлена вспомогательная пружина 11.
и вспомо-и вспомо-При заданном тормозном моменте М,п усилие на конце тор
и вспомо-
и вспомо-
(65)(65)мозного рычага К, равное разности давления основной гательной пружин, будет „ .
(65)
(65)
где ц _ к. п. д. рычажной системы тормоза. При наличии смазки в шарнирах т|р = 0,95; без смазки цр = 0,9; Iwa — плечи рычага.
При размыкании тормоза основная пружина дополнительно сжимается на величину
A = 2b-C,(66)
где в — отход колодки в см. 62
Вследствие дополнительного сжатия пружины давление ее при размыкании возрастает, что должно учитываться при расчете тормоза (см. пример).
Выбор тормозного электромагнита клапанного типа производят на основании численного равенства работы электромагнита
Рис. 31. Электромагнитный тормоз с пружинным замыканиемРис. 31. Электромагнитный тормоз с пружинным замыканием
Рис. 31. Электромагнитный тормоз с пружинным замыканием
Рис. 31. Электромагнитный тормоз с пружинным замыканием
(момент па угол поворота) и работы тормозной силы (усилие нажатия на ход колодок)
*Up = N& Л- ,(67)
I
где Мм — момент, развиваемый электромагнитом;
Ф — допустимый угол поворота якоря в рад;
N—давление колодки;
А — величина отхода колодки;
Лр = 0,9-н0,95 — к. п. д. рычажной системы.
Допустимый угол поворота получают умножением каталожного значения этой величины на коэффициент kv зависящий от жесткости рычагов.
Для штампованных рычагов £, -= 0,85-7-0,9.
Расчет тормозных рычагов ведется на изгибающий момент в опасном сечении
(68)(68)M,,,U
(68)
(68)
(Т - ---
где W — момент сопротивления изгибу;
а — динамический коэффициент, учитывающий характер приложения силы при замыкании тормоза.
Для тормозов с короткоходовым электромагнитом без демпферов а - 2,5, длинноходовых электромагнитов без демпферов а 2,0, для электрогидравлических толкателей а = 1,0.
Рис. 32. Двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем: а — схема; б — общий видРис. 32. Двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем: а — схема; б — общий вид
Рис. 32. Двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем: а — схема; б — общий вид
Рис. 32. Двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем: а — схема; б — общий вид
Удельные давления в шарнирах рычагов не должны превышать 30 кгекм2. Оси шарниров должны быть закалены до твердости Rc 45—50.
Наряду с электромагнитами в тормозах, где требуется плавное срабатывание, получают применение электрогидравлические толкатели.
Принцип действия электрогидравлического толкателя (рис. 32) следующий. В цилиндре 1, заполненном маслом, имеется поршень 2, внутри которого горизонтально установлена крыльчатка 3 центробежного насоса, вал которой телескопически соединен с вертикальным валом 4 электродвигателя. При включении основного электродвигателя, а параллельно с ним электродвигателя 5 гидравлического толкателя центробежный насос перекачивает масло под поршень и создает там давление, под действием которого поршень, а вместе с ним тяга 6 и траверса 7 поднимаются вверх и посредством рычага 8 растормаживают механизм. При остановке двигателя 5 масло под действием внешней нагрузки и собственного веса поршня перетекает из нижней полости в верхнюю, поршень опускается и пружина 9 затормаживает тормоз.
В кранах наибольшее распространение получили электро- гидравлические толкатели типа Т (рис. 33) с золотниковым устройством, позволяющим регулировать время подъема и опускания траверсы.
На корпусе 4, заполненном маслом, закреплен электродвигатель 2, соединенный эластичной муфтой с валом 11. На конце вала насажена крыльчатка 12, расположенная в корпусе насоса 13, где установлен и золотник 10.
Корпус толкателя разделен поршнем 7 на две полости — верхнюю и нижнюю.
При включении электродвигателя давление внутри корпуса 13 повышается, золотник 10 передвигается вверх, открывает нижние окна корпуса 13 и масло из верхней полости толкателя, через окна в трубе 6, перегоняется крыльчаткой 12 в нижнюю полость. Под давлением масла поршень? движется вверх и выдвигает штоки 5, на которых закреплена траверса 1.
При выключении электродвигателя насосное колесо останавливается, давление под поршнем падает, золотник 10 под действием пружины 9 опускается и открывает верхнее окно 8 корпуса 13.
Поршень 7 под действием внешней нагрузки и собственного веса опускается и перегоняет масло в надпоршневое пространство.
Скорость подъема и опускания поршня регулируется болтами 5, выведенными на крышку толкателя. Болты ограничивают ход золотника 10, в результате изменяюдся р^зм^ры окон для пе- репускалия масла. СгТУг^хХ
Давление, создаваемое центробежньшМгасобим под поршнем, составляет 1,5—3,0 н!смг (0,15—0,3 кГ!смгу
Лопасти’рабочего колеса насоса выполнены радиальными, вследствие чего работа толкателя не зависит от направления вращения двигателя толкателя.
В настоящее время изготовляется четыре типоразмера гидравлических толкателей с номинальным усилием на траверсе 25, 45, 75 и 160 кас, а мощность электродвигателей соответственно 50, 120, 180 и 400 вш.
Ход штока равен 40—90 мм в иЛиснмости от размера электро- гидравлического толкателя.
К преимуществам электрогидравлических толкателей по сравнению с электромагнитом относятся: повышенная износоустойчивость электродвигателей, превышающая в несколько раз износоустойчивость электромагнитов, меньший вес, меньшие пусковые токи и расход энергии, нечувствительность к возможности заклинивания рычажного механизма колодок.
В качестве недостатка можно отметить большее время срабатывания по сравнению с электромагнитами и длительность возврата после отключения.
5 Евневич 65
Рис. 33, Электрогидравлический толкатель типа Т:Рис. 33, Электрогидравлический толкатель типа Т:/ — траверса; 2 — электродвигатель типа АОЛ; 3 — болты для регулирования скорости подъема и опускания поршня; 4 — корпус толкателя; 5 — штоки; б — труба; 7 — поршень; 8 — нижнее окно кожуха; 9 — пружина золотника; 10 — золотник; И — вал;12 — крыльчатка; 13 — корпус насоса/ — траверса; 2 — электродвигатель типа АОЛ; 3 — болты для регулирования скорости подъема и опускания поршня; 4 — корпус толкателя; 5 — штоки; б — труба; 7 — поршень; 8 — нижнее окно кожуха; 9 — пружина золотника; 10 — золотник; И — вал;12 — крыльчатка; 13 — корпус насоса6666Рис. 34. Центробежный толкатель;а—положение покоя; б—положение при включенном двигателе толкателяРис. 34. Центробежный толкатель;а—положение покоя; б—положение при включенном двигателе толкателя
Рис. 33, Электрогидравлический толкатель типа Т:
Рис. 33, Электрогидравлический толкатель типа Т:
/ — траверса; 2 — электродвигатель типа АОЛ; 3 — болты для регулирования скорости подъема и опускания поршня; 4 — корпус толкателя; 5 — штоки; б — труба; 7 — поршень; 8 — нижнее окно кожуха; 9 — пружина золотника; 10 — золотник; И — вал;
12 — крыльчатка; 13 — корпус насоса
/ — траверса; 2 — электродвигатель типа АОЛ; 3 — болты для регулирования скорости подъема и опускания поршня; 4 — корпус толкателя; 5 — штоки; б — труба; 7 — поршень; 8 — нижнее окно кожуха; 9 — пружина золотника; 10 — золотник; И — вал;
12 — крыльчатка; 13 — корпус насоса
66
66
Рис. 34. Центробежный толкатель;
а—положение покоя; б—положение при включенном двигателе толкателя
Рис. 34. Центробежный толкатель;
а—положение покоя; б—положение при включенном двигателе толкателя
В тормозах могут быть использованы центробежные толкатели. Такой толкатель (рис. 34) состоит из электродвигателя 1 и корпуса 2. Внутри корпуса расположены пружины 5 и вал 4, к которому с помощью рычагов укреплены грузы 3. Нижний конец вала 4
Скользящей шпонкой телескопически соединен с валом электродвигателя.
Пружины 5 отжимают шток 6 книзу и замыкают тормоз. При включении электродвигателя грузы 3 под действием центробежных сил смещают вал 4 кверху, сжимают пружины и растормаживают тормоз. При выключении двигателя пружины 5 замыкают тормоз.
5*67
Пример. Рассчитать тормоз с пружинным замыканием подъемного механизма мостового крана. Тормоз выполнен по схеме, показанной на рис. 30, б, и установлен на валу двигателя п = 730 об,мин. Крутящий момент, создаваемый грузом на валу тормоза, Мхр = 270 нм (2700 кгс-см). Режим работы крана средний.
По табл. 15 принимаем диаметр тормозного шкива D = 300 мм, ширину колодок 120 Расчетный тормозной момент
Мт -" рМкр.
По нормам Госгортехнадзора для среднего режима работы крана р = 1,75. следовательно, Мт— 1,75-270 = 480 нм (4800 кгс/см), Плечи рычагов принимаем а = 180 мм, I = 400 мм.
Для колодок с асбестовой лентой при случайном попадании смазки коэффициент трения / = 0,35 (см. табл. 13).
Усилие нажатия на колодку
., Мт 480....
" = Т5Г = 0ЖВД5 - 4550
Усилие па конце тормозного рычага
„ Na 4550-18 О]ЛП
где 7]р = 0,95 — к. п. д. рычажной системы.
Величину отхода колодок от шкива принимаем е = 0,6 мм, тогда ход замыкающего штока
4 п /2.0,6.40
Д = 2е — = 2,7 мм.
Принимаем предварительно, по аналогии с действующими тормозами, следующую характеристику пружин:
Замыкаю-Вспомога-
щаятельная
Диаметр проволоки d в мм 93,2
Средний диаметр витков D в мм .........4630
Число рабочих витков п 126
Усилие» создаваемое пружиной, зависит от величины сжатия ее и определяется по формуле
р Gd*s8D3n *
где G — 8,5-Ю5 кгс!смг (О.ВБ-Ю5 Мн/ж2) — модуль упругости при кручении; d — диаметр проволоки пружины в см;
D — средний диаметр витков пружины в см;
s — прогиб в см;
п — число рабочих витков.
Усилие сжатия вспомогательной пружины
о Gdecns 8,5.106-0,324.0,2799 х
вСП “ 8D3 п “8.3,23.6-2(2° К)'
v всп
Давление рабочей пружины при замыкании
Рзам = К + Респ = 210 + 2 = 212 кгс (2120 к).
Первоначальный прогиб пружины для получения указанного усилия Рзам: опЗ п Р О1>зам зам* зам
О^ам
Дополнительное усилие от сжатия замыкающей пружины при растормаживании
ДР~зам — А зим зимДР~зам — А зим зимm-iomwz = 1б кгс (1б0 }
ДР
~зам — А зим зим
ДР
~зам — А зим зим
8.4,6Э.12к '
Максимальная сила, развиваемая пружиной при размыкании, Р№ - К + ^Рзам = 2120 + 160 = 2280 н (228 кас).
Мн1?Мн1?Максимальное напряжение кручения в пружине определяем по формуле
Мн
1?
Мн
1?
^зам^пруж 8 •4,6*226 одпп кгс
/ Мн \
ЧТО меньше допустимого [т] = 5000 кгс!см^ ( 500 -^г-)• Максимальная сила на штоке, развиваемая электромагнитом,
Ро = К + ^Рзам + Респ = 210 + 16 - 2 = 214 кг (2140 я).
По каталогу принимаем электромагнит клапанного типа М0-300Б, создающий момент 1000 кгсм (100 нм). Усилие нажатия на штоке при плече 40 мм (4 ли)
Ро max - -^- = 250 кгс (2500 я),
ЙГО больше требуемых 224 кг. __
Площадь рабочей^поверхности^колодки^при угле обхвата а — 70
F =F =nDab 3.14-30.70.12nDab 3.14-30.70.12360360360360= 220 см\= 220 см\Удельное давлениеNУдельное давлениеN460460Р F 220Р F 220-2,1 2^ (о,2!^?см1 V л2-2,1 2^ (о,2!^?см1 V л2ЧТО допустимо (см- табл, 13).; Окружная скорость шкива л,Вп v = —60-'ЧТО допустимо (см- табл, 13).; Окружная скорость шкива л,Вп v = —60-'3,14.0,3.7303,14.0,3.7306060= 11,5 м-Кек.= 11,5 м-Кек.
F =
F =
nDab 3.14-30.70.12
nDab 3.14-30.70.12
360
360
360
360
= 220 см\
= 220 см\
Удельное давление
N
Удельное давление
N
460
460
Р F 220
Р F 220
-2,1 2^ (о,2!^?
см1 V л2
-2,1 2^ (о,2!^?
см1 V л2
ЧТО допустимо (см- табл, 13).
; Окружная скорость шкива л,Вп v = —60-'
ЧТО допустимо (см- табл, 13).
; Окружная скорость шкива л,Вп v = —60-'
3,14.0,3.730
3,14.0,3.730
60
60
= 11,5 м-Кек.
= 11,5 м-Кек.
Условная удельная работа трения
A = pv = 2,1.11,5 = 25,4^,
г ’смА сек.
W9 также меньше допустимой (Д J = 50 кгскм? • м!с^.
Ленточные тормоза
При больших тормозных моментах часто применяют ленточные тормоза. Такой тормоз (рис. 35, а) состоит из шкива 1, гибкой стальной лепты 2, охватывающей его внешнюю поверхность и обычно снабжаемой асбесто-ленточной обкладкой 3 или деревянными колодками, и тормозного рычага 4. Торможение осуществляется затягиванием тормозной ленты под действием замыкающего груза 5 или при нажиме на рычаг. Угол обхвата лентой тормозных шкивов принимается, как правило, в пределах от 180 до 270°, а величина отхода ленты от шкивов при растормаживании составляет 8 = 1,Он-1,5 мм.
Сила трения ленты в шкив равна разности натяжения ее концов
F-S^-S^.(69)"
Тормозной момент, создаваемый лентой,
М = ^6-Sc6)D_ ,(?0)
где 8наб — натяжение набегающей ветви ленты;
StQ — натяжение сбегающей ветви;
D — диаметр тормозного шкива.
Согласно формуле Эйлера, уже рассмотренной в курсе «Детали машин»,
SHti6 = Sc6efa,
где е = 2,71 — основание натуральных логарифмов;
а — угол обхвата лентой шкива в рад;
f — коэффициент трения ленты о шкив, принимаемый в зависимости от материалов трущихся поверхностей.
Подставляя в формулу (70) вместо SHa6 его значение, получим
S^-^D
2
(71)
откуда натяжение концов
ленты
М И12]
- D уа-! ’
(72)
8 наб
D ef° - 1 '
(73)
В зависимости от способа крепления концов ленты к тормозному рычагу ленточные тормоза разделяют на простые (рис. 35, а и б), дифференциальные (рис. 35, в) и суммарные ^рис. 35, г).
В простом ленточном тормозе один конец ленты крепят к неподвижной оси вращения тормозного рычага 0, а другой конец 70
закрепляют на самом рычаге, недалеко от оси 0. При вращении тормозного шкива по стрелке 1 (рис. 35, б) усилие, прилагаемоезакрепляют на самом рычаге, недалеко от оси 0. При вращении тормозного шкива по стрелке 1 (рис. 35, б) усилие, прилагаемоек рычагу для торможения, .к рычагу для торможения, .р.р.$сбас$сбас(74)(74)а при вращении шкива по стрелке IIа при вращении шкива по стрелке II8ндбае8ндбае(75)(75)Таким образом, величина усилия Р, необходимого для торможения при разных направлениях вращения, различна. ПоэтомуТаким образом, величина усилия Р, необходимого для торможения при разных направлениях вращения, различна. ПоэтомуРис. 35. Схемы ленточных тормозов:Рис. 35. Схемы ленточных тормозов:Я и б — простого; в — дифференциального; г — суммарного; 0 и е — узлы крепления концов лентЯ и б — простого; в — дифференциального; г — суммарного; 0 и е — узлы крепления концов лент
закрепляют на самом рычаге, недалеко от оси 0. При вращении тормозного шкива по стрелке 1 (рис. 35, б) усилие, прилагаемое
закрепляют на самом рычаге, недалеко от оси 0. При вращении тормозного шкива по стрелке 1 (рис. 35, б) усилие, прилагаемое
к рычагу для торможения, .
к рычагу для торможения, .
р.
р.
$сбас
$сбас
(74)
(74)
а при вращении шкива по стрелке II
а при вращении шкива по стрелке II
8ндбае
8ндбае
(75)
(75)
Таким образом, величина усилия Р, необходимого для торможения при разных направлениях вращения, различна. Поэтому
Таким образом, величина усилия Р, необходимого для торможения при разных направлениях вращения, различна. Поэтому
Рис. 35. Схемы ленточных тормозов:
Рис. 35. Схемы ленточных тормозов:
Я и б — простого; в — дифференциального; г — суммарного; 0 и е — узлы крепления концов лент
Я и б — простого; в — дифференциального; г — суммарного; 0 и е — узлы крепления концов лент
нецелесообразно применять простые ленточные тормоза в реверсируемых механизмах грузоподъемных машин, например в механизмах передвижения или вращения кранов, в которых уси- Яие торможения должно оставаться постоянным независимо от Направления вращения тормозного шкива.
Различная величина усилия Р характерна и для дифференциального ленточного тормоза (рис. 35, в), названного так потому, что момент, который должен быть создан на рычаге при торможении, равен разности моментов, создаваемых силами натяжения набегающего и сбегающего концов ленты, закрепленных на тормозном рычаге по обеим сторонам оси вращения.
В дифференциальном тормозе при вращении тормозного шкива по стрелкам / и // усилия для торможения будут соответственно равны
n&сба SHaQb
I
s^a-e'"6) I
(76)
И
п^наба — S^b
Ри- - z
8сб(а^а-—Ь^ I
(77)
Если при вращении по стрелке I а = е!аЬ, то Рг = 0 и тормоз превращается в останов, которым невозможно регулировать скорость опускания груза. Поэтому для правильной работы дифференциального тормоза необходимо соблюдать неравенство ft
В суммарном ленточном тормозе (рис. 35, г) величина усилия на тормозном рычаге не зависит от направления вращения тормозного шкива, так как сумма моментов, создаваемых на рычаге силами натяжения обоих концов ленты, остается постоянной. Такие тормоза применяют, например, в реверсивных механизмах передвижения и поворота крана. '
Усилие на тормозном рычаге в суммарном тормозе
Р1=Р„=Р =Р1=Р„=Р =ScsoCe^+l)ScsoCe^+l)II(78)(78)
Р1=Р„=Р =
Р1=Р„=Р =
ScsoCe^+l)
ScsoCe^+l)
I
I
(78)
(78)
Расчет ленточных тормозов ведется по заданному тормозному моменту Мт. Основные размеры ленточного тормоза принимают по табл 16, а затем размеры тормозных деталей проверяют расчетом.
Таблица 16
Диаметр шкивов, ширина и толщина тормозных стальных лент в ленточных тормозах, в зависимости от величины тормозного момента *
Тормозной момент в кгсле
Диаметр тормозного шкива в Мм
Ширина тормозного шкива в л/л
Ширина тормозной ленты в мм
Толщина стальной тормозной ленты в мм
8600
200—250
70
60
3-4
14 000—16 000
300—350
90
80
18 000—21 000
400—450
90
80
4—5
Наибольшее удельное давление между лентой и шкивом определяют по формуле
РтахРтах^наб^Db^наб^Db(79)(79)
Ртах
Ртах
^наб^Db
^наб^Db
(79)
(79)
а наименьшее
(80)
где D — диаметр шкива в см;
b — ширина ленты в см.
Максимальное удельное давление должно быть не более допускаемого удельного давления [р] согласно табл. 17.
Таблица f7
Величина допускаемого удельного давления [р] между лентами и тормозными шкивами в ленточных тормозах
Материал трущихся поверхностей
Значение [р] в н[смг для тормозов
спускных
стопорных
Стальная лента по чугунному нли стальному шкиву
100
150
Асбестовая тормозная лента по чугунному или стальному шкиву . . . .
30
60
Деревянные колодки, приклепанные к лепте, по чугунному шкиву . , .
40
60
Удельная условная работа торможения
у '.Л -= рс и,(81)
. ^ ;'где рср = Ршах + рт^ — среднее удельное давление в кгс!см?; у — скорость вращения шкива в м!сек;
Л < [Л1, где [Л 1 —допускаемая условная работа трения, принимаемая в зависимости от характера работы тор-
моза.
1 Для стопорных тормозов [Л 1 = 500 н!см^ • м!сек, (50 кгс1смг-м1сек^ для спускных [Л 1250 н!смг • м'сек
-,(25 кгс!см^ -м!секу
Д Толщину ленты (с учетом ослабления ее отверстиями под заклепки) проверяют по формуле
':^где t3 — количество заклепок в одном заклепочном ряду;
!У; d3 — диаметр заклепок, которыми крепят ленты к тормозному
•Д • рычагу (рис. 35, д и е), в см;
у- [о] = 80н-120 Л1н/;и2 (800-ь 1200 кгс!см^ — допускаемое на- пряжение на растяжение (для стали марок Ст. 4 и Ст. 6).
Набегающий конец ленты обычно крепят к рычагу при помощи Простой петли 6 с двухсрезными заклепками (рис. 35, д), число которых
3 “ л^М
Сбегающий конец лепты прикрепляют к тормозному рычагу при помощи петли 7 с винтовой стежкой для регулирования натяжения. Петля крепится к ленте одпосрезными заклепками, общее количество которых
где [т] •-- 500ч--600 кгс/см2 —допускаемое напряжение на срез (для стали марок Ст.2 и Ст.З).
Проверку на смятие заклепок и ленты у заклепочных от-, верстий производят по соотношению
. ^аб 1 100 _ 1OQQ.
< 1 1UU ldUU см'- ’
где б — толщина лепты в с.и*
Дисковые тормоза
В дисковых тормозах (однодисковых и многодисковых) тормозной момент Мт создается в результате трения подвижных
и неподвижных дисков.
Рис. 36. Схемы дисковых тормозов
В простейшем однодисковом тормозе (рис. 36, а) усилие нажатия вращающегося диска / на неподвижный диск 2 определяется ' по формуле
где Мт — тормозной момент;
Dcp — средний диаметр вращающегося диска;
f — коэффициент трения, зависящий от материала трущихся поверхностей и условий смазки.
Чтобы уменьшить осевое давление, необходимое для создания тормозного момента, однодисковые тормоза с цилиндрическими 74
дисками обычно заменяют коническими (рис. 36, б). Торможение в них происходит вследствие трения соприкасающихся поверхностей конических дисков: вращающегося 1 и неподвижного 2. Общее нормальное давление на трущуюся поверхность в коническом диске
sin у
а усилие нажатия дисков
(85)(85)р Л4т2 sin у
(85)
(85)
Для исключения заедания конусного тормоза угол у должен быть больше угла трения трущихся поверхностей. Обычно
tg у . 1,2/, где / — коэффициент трения.
Однодисковые плоские и конические тормоза в грузоподъемных машинах применяют сравнительно редко, так как они требуют звачительных усилий нажатия тормозных дисков.
Большое распространение, в частности на электроталях, получили многодисковые пластинчатые тормоза (рис. 36, в), в которых сила трения создается сжатием нескольких неподвижных дисков 1, закрепленных в неподвижном корпусе 2, с подвижными дисками 3, сидящими на валу 4.
Многодисковый тормоз представляет по существу систему однодисковых тормозов, замыкаемых одной силой Р.
Тормозной момент Мт, создаваемый многодисковым тормозом
М,„ = Р^{1(86)
откуда усилие нажатия
<87)
где Dcp = ^lI-^l —средний диаметр дисков;
De—внутренний диаметр дисков;
DH — наружный диаметр дисков в см, равный (1,2ч-2,5) De; i — число пар трущихся поверхностей.
Удельное давление на дисках
(88)
Автоматические тормоза, замыкаемые весом груза
Наряду с управляемыми тормозами в грузоподъемных машинах часто применяют автоматические тормоза, замыкаемые опускающимся грузом и известные также под названием грузоупорных тормозов.
Одним из таких тормозов является дисковый грузоупорный тормоз, применяемый в механизмах с червячными передачами, например, в ручных червячных талях (рис. 36, а) и замыкаемый осевым усилием червяка.
На червячном валу 1 (рис. 37, а и б) насажены диски 2 и 3, между которыми (на втулке ^иска 2) свободно сидит храповое колесо 4. Диск 3 своей пятой упирается в неподвижный корпус червячной передачи 5. На нем же укреплена собачка 6, застопорив-
Рис. 37. Дисковый грузоупорный тор-моз для подъемных механизмов с чер-вячными передачами
шая храповое колесо при вращении червяка в направлении опускания груза. Осевым усилием червяка храповое колесо зажато между дисками 2 и 3.
При подъеме груза храповое колесо вращается вместе с дисками, и собачка свободно проскальзывает по его зубьям. По прекращении подъема собачка стопорит колесо, препятствуя враще-’ нию червяка и произвольному опусканию груза. Для опускания- груза необходимо принудительно вращать червяк в обратную сторону и преодолевать трение на тормозных дисках.
Если МгР — момент, создаваемый грузом на валу червячного колеса 7; р = ^L— осевое усилие червяка; г—радиус начальной окружности червячного колеса; гср— средний радиус; червяка; Rcp— средний радиус тормозных дисков; R— радиус тягового колеса (звездочки), приводящего во вращение червячный вал; а — угол подъема винтовой линии и р = 7° — угол трения в червяке (для случая работы пары чугун—сталь), то момент Мчер, стремящийся повернуть червячный вал, выразится так:
Мчвр = Р tg (а — р) гср.(89?
Тормозной момент Мт, создаваемый осевым усилием червяка на дисковом тормозе, должен быть несколько больше
М.п = 2PfRcp = РЛ1КР,
где Р = 1,20ч-1,25 — коэффициент запаса.
Усилие, которое должно быть приложено к окружности тягового колеса (звездочки) для преодоления трения при принудительном опускании груза
2P{Rcp - Р tg (а - р) гСрКR
В подъемных механизмах с цилиндрическими зубчатыми передачами, например, электроталях, применяют винтовые грузоупорные тормоза (рис. 38), в которых осевое усилие создается с по-
Рис. 38. Винтовой грузоупорный тормоз для подъемных механизмов с зубчатыми передачами
'.= мощью тормоза (рис. 38), в которых осевое усилие создается с по- ‘£‘ мощью специально сделанной винтовой нарезки. Тормоз состоит "^•', Из храпового колеса /, свободно сидящего на валу 2, и двух тор- ;^Л: Мозных дисков 3 и 4. Левый диск 3 шпонкой закрепляется на валу.
1 « Правый диск 4, выполненный вместе с ведущей шестерней 5 при- вода подъемного механизма, насаживается на прямоугольную < винтовую резьбу вала. Эта резьба направлена так, что во время вращения в сторону подъема груза (по стрелке /) она сдвигает Шестерню влево и зажимает храповое колесо между дисками. Со- j бачка 7 при этом проскальзывает по зубьям храповика, не пре- пятствуя его вращению. По прекращении подъема собачка, упи- t • раясь в зуб храповика, застопоривает храповое колесо, а вместе V^-C ним и вал. Для опускания груза необходимо принудительно вращать вал в обратную сторону (по стрелке //); тогда шестерня . вместе с диском будет отходить вправо, контакт трения между .Диском шестерни и храповиком прекратится и груз начнет свободно опускаться, вращая шестерню. Отход шестерни ограничивает стопорное кольцо 6. Опускание будет продолжаться до
тех пор, пока угловая скорость шестерни под действием свободно опускающегося груза не превысит угловую скорость вала. Как только угловая скорость шестерни превысит угловую скорость вала, шестерня снова начнет навинчиваться на вал, диски сблизятся, зажмут храповик, и груз застопорится. Но так как вал продолжает вращаться в обратную сторону, тормоза опять разомкнутся и груз начнет опускаться. В результате последовательных смещений шестерни с диском 4 груз будет опускаться вниз со скоростью, соответствующей угловой скорости вращения вала.’
Из-за быстрого чередования спуска и стопорения груза создается впечатление непрерывного и равномерного опускания груза, хотя в действительности имеет место пульсирующая скорость опускания груза.
При подъеме момент, создаваемый грузом на шестерне Мкр, преодолевается моментом сил трения в винтовой нарезке и между диском 4 и храповиком (храповик прижат к диску 3 и вместе с ним вращается)
Мкр = Мтр - Рг<п tg (а + р) |- P[RCp,(91)
где Р — осевое давление;
гср — средний радиус винтовой нарезки;
а — угол подъема винтовой линии резьбы;
р — угол трения в резьбе;
Rep — -^Цр^ _ средний радиус дисков;
RH и Ro— внутренний и наружный радиусы дисков.
Из уравнения (91) находим
МкР
fep tg (сс + р) -|- Rcp 1^’ 2)
При остановленной рукоятке осевое усилие Р вызывает между дисками и храповиком тормозной момент
Мт = 2PfRep.(93) .
Для надежности торможения надо, чтобы
мт - ЖР.
Из уравнений (91) и (93) получим
D ₽^tg(rz + P)
Rep =.(94)
Вопросы для повторения
Какие устройства называют остановами? Назовите основные типы остановов и принцип их действия.
Как можно устранить шум, создаваемый храповым остановом?
Какие устройства называют тормозами? Назовите основные типы тормозов.
Какие тормоза называют стопорными и какие спускными?
Почему в кранах применяют тормоза закрытого типа?
Как устроен одноколодочный тормоз? Укажите недостатки одноколодочного тормоза.
Какой тормоз называют самотормозящим? Укажите, почему самотормо- зящие тормоза не применяют в грузоподъемных механизмах.
Укажите последовательность расчета двухколодочного тормоза.
Назовите основные типы ленточных тормозов и нарисуйте их схемы.
К). Как влияет угол обхвата ленты на силу торможения?
Укажите последовательность расчета ленточного тормоза.
Какими преимуществами обладают многодисковые тормоза по сравнению с однодисковыми?
Объясните устройство автоматического тормоза, действующего от осевого усилия червяка.
Объясните принцип действия винтового автоматического тормоза.
Задачи и упражнения
Рассчитать храповой останов, установленный на грузовом валу ручной лебедки: диаметр барабана 200 мм, усилие на канате 5000 н (500 кас), материал храповика СЧ 12—28, число зубьев z = 12.
Рассчитать двухколодочный электромагнитный тормоз, показанный на Ъ схеме рис. 30, а, для следующих условий: Мт ~ 150 нм (1500 кгссму, число оборотов тормозного шкива в минуту 900; тормоз стопорный, замыкание грузом, длина плеч рычагов: а — 200 мм; 1Х ~ 450 мм; L, — 100 мм; /3 = 150 мм; 14 = = 100 мм; 1Ъ — 300 мм; 1а = 500 мм. Вес якоря 6Я< = 3 кг.
Рассчитать простой ленточный тормоз М — 1200 нм (12 000 кгссмУ Число * оборотов шкива в минуту 250. Тормоз спускной.
Глава VI. ПРИВОД ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
РУЧНОЙ ПРИВОД
Ручной привод применяют только в простейших грузоподъемных устройствах, используемых при монтажных и ремонтных работах.
В механизмах с ручным приводом применяют рукоятки (рис. 39, aY а в случаях расположения механизмов иа некоторой ’ высоте — тяговые колеса (рис. 39, б), представляющие собой цеп- I нон блок, охватываемый бесконечной сварной цепью.
IДлина рукоятки равна 300—400 мм, если привод обслуживает
I одни рабочий, и 450—500 мм при обслуживании двумя рабочими. Длина плеча рукоятки для удобства обычно не превышает 400— 450 мм. Ось вращения рукоятки, как правило, следует располагать на высоте 0,9—1,0 м над уровнем опорной поверхности, на
1 которой стоит рабочий г. Если по обеим сторонам на вал насажены две рукоятки, то их (по условиям плавности работы) располагают по отношению друг к другу под углом 120°. В качестве тяговых органов для работы с тяговыми колесами применяют сварные
Когда вал расположен ниже указанного уровня или когда рукоятку по каким-либо причинам нельзя поворачивать на полную окружность, используют так называемые качающиеся рукоятки с трещотками.
калиброванные цепи с диаметром цепной стали 5—6 мм. Длину цепей выбирают так, чтобы нижний контур располагался на высоте 600—800 мм над полом. Расчетная скорость движения цепей (скорость движения руки рабочего) около 0,6 м!сек.
Усилие, развиваемое человеком, зависит от продолжительности работы (табл. 18). Если совместно работают несколько человек, то следует учитывать коэффициент неодновременности приложения усилий ф, равный 0,8 для двух человек и 0,7 для четырех.
Рис. 39. Схемы передач в подъемных механизмах с ручным приводом
Передаточное отношение механизмов грузоподъемных машин с ручным приводом определяют как отношение момента на грузовом валу или на валу ходовых колес к моменту на валу рукоятки, учитывая при этом к. п. д. механизма
М(95)
Характер работы
Усилие Рр в н
на приводной рукоятке
на тяговой цепи
на педали управления
на рычаге управления
Длительная с кратковременными перерывами Кратковременная, продолжительностью не более 5 мин . . . .
120
250
200
400
250
350
180
200
МрЛ '
Таблица 18
Максимальные расчетные величины усилий на приводных рукоятках и тяговых цепях
Для подъемного механизма момент
М = Мгр = ^,
момент на валу рукояток
Мр - Рр1.
Следовательно, необходимое передаточное отношение
Мгр SD6
1 Мрх\ ~ 2Рр1х] 1
где S — нагрузка на канат в я;
D6 — диаметр грузового барабана в м;
Рр — усилие рабочего на рукоятке в я;
I — плечо приводной рукоятки или радиус тягового колеса в м;
т| — к. п. д. механизма.
По формуле (95) определяют передаточное отношение и в механизмах передвижения кранов с ручным приводом, но вместо момента, создаваемого грузом, представляют момент на валу ходовых колес, необходимый для перемещения крана.
В зависимости от полученной величины / механизмы подъема с ручным приводом выполняют по схемам меньшей или большей сложности, некоторые из которых приведены на рис. 39, а—г; механизмы передвижения изготовляют по схемам, приведенным на рис. 39, д—
Пример. Определить передаточное отношение механизма привода ручной лебедки грузоподъемностью 20 000 н (2000 кас) диаметр барабана 0,3 At, к. п. д. передачи т] = 0,7. Работают одновременно два человека, работа кратковременная.
Усилие на рукоятке
Рр = р’рт^ 2-0,8-250 — 400 н (40 кгсу
Принимаем длину рукояток I = 0,4 м.
Передаточное отношение (формула 95)
SD6 20 000-0,3 QR7
12Pplt] - 2.400-0,4.0,7 - ’ '
Такое передаточное отношение можно получить, установив две пары зубчатых передач.
МАШИННЫЙ ПРИВОД
Грузоподъемные машины, как правило, имеют машинный привод: от двигателей внутреннего сгорания, электрический, гидравлический и пневматический.
8181Привод от двигателей внутреннего сгорания не зависит от внешних источников энергоснабжения и получил широкое применение в передвижных кранах на колесно-р^тьсовом и пневмоколесном ; ходу, работающих на территории завода. Двигатели внутреннего сгорания имеют характерные особенности: невозможность ревер-
81
81
6 Евневич
снрования и запуска под погрузкой, отсутствие перегрузочной способности и др.
Эти особенности учитывают при проектировании и эксплуатации подъемно-транспортных машин с двигателями внутреннего сгорания. Так, например, мощность двигателя внутреннего сгорания выбирают с некоторым запасом по отношению к максимальному моменту, возникающему при пуске механизмов; в трансмиссии предусматривают механический реверс и муфту сцепления. Для плавного включения механизмов устраивают фрикционы. Все это усложняет конструкцию машин с приводом от двигателей внутреннего сгорания. Поэтому в передвижных кранах все большее применение получает дизель-электрический привод, в котором двигатель внутреннего сгорания приводит во вращение генератор. Механизмы крана приводятся в действие электродвигателями, которые питаются током от генератора. Кинематическая схема механизмов на кранах с дизель-электрическим приводом получается более простой и более надежной в эксплуатации.
Пневматический привод применяется в некоторых типах быстродействующих подъемников для обслуживания рабочих мест при изготовлении керамических и стекольных изделий.
Гидравлический привод применяется в автопогрузчиках и некоторых конструкциях кранов, устанавливаемых на грузовых автомобилях. Пневматические и гидравлические двигатели являются вторичными и получают энергию от основного двигателя (электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания) через промежуточное звено—насосы, компрессоры.
Наибольшее распространение в грузоподъемных машинах на заводах строительных материалов получил электрический привод переменного тока. Основными преимуществами электрического привода являются простота управления, возможность установки отдельных двигателей для каждого из исполнительных механизмов, легкость управления и регулирования.
Мощность подъемного механизма при установившемся движении
<96>
где G— номинальный поднимаемый груз в н;
Go — вес грузозахватного приспособления в н;
v — скорость подъема груза в м!сек;
т| — к. п. д. механизма.
Аналогично определяют и мощность двигателя ходового механизма, но вместо веса груза и скорости подъема в формулу (96) подставляют сопротивление передвижению в я и скорость перемещения в м!сек.
Согласно вычисленной мощности по каталогу выбирают соответствующий двигатель и выписывают его характеристику (М, я). 82
Когда двигатель выбран, определяют передаточное число механизма привода
• z=
П ’
где пдв— скорость вращения двигателя;
п — скорость вращения рабочего вала (канатного барабана, ходовых колес).
К. п. д. механизма привода iq = t^t^г^, где т|1э т|2, .
T|rt— к. п. д. отдельных передач, которые можно принимать по табл. 19.
Таблица 19
Значение к. п. д. передачи и блоков
Наименонапне иередачи
К. п Д- при подшипниках
качения
СКОЛЬЖОН ИЯ
Зубчатая передача с обработанными зубьями (открытая) То же в масляной ванне Цепная передача открытая Барабан для наматывания каната Полиспаст одинарный:
при кратности 2
»»4
»»6
0.95
0.97
0,95
0,97
0,97
0,86
0,78 ^
0.92 0,94 0,93
0,95
0,95 0.91 ^-0,87
При пуске электродвигатель преодолевает не только статические сопротивления, но и сообщает ускорение поступательно движущимся и вращающимся массам, поэтому пусковой момент больше статического.
Известно, что при поступательном движении динамическая нагрузка
Ри - Ga н.(97)
Для вращательного движения
Мдин = ^е я-**,(98)
где G — масса поступательно движущихся частей в кг;
а — ускорение в м!секй;
— момент инерции вращающихся частей в кг.м2;
е — угловое ускорение рад!секг.
Механизмы крана представляют систему, состоящую из нескольких валов, на которых расположены разные массы, вращающиеся с различной скоростью. Поэтому при расчетах массы, вращающиеся на отдельных валах системы, приводят к одному из них, обычно валу двигателя.
8383При приведении маховых масс исходят из положения, что кинетическая энергия приведенной массы, отнесенная к одному из валов, равна кинетической энергии системы. 6»
83
83
Прн наличии в системе т вращающихся валов, обладающих моментами инерции 1да, /п 72, ..../т и угловыми скоростями codd, (щ, со2, . . ., со„а можно написать
*пР 2 “ ‘йв 2'1 2 4" ' 2 “ + • ‘ • Н2— ’(^^)
откуда момент инерции, приведенный к валу двигателя,
(100)
гДе Чр — приведенный к валу двигателя момент инерции системы;
1дз — момент инерции ротора и других деталей, установленных на валу двигателя;
№дв— угловая скорость вала двигателя.
Из уравнения (100) видно, что после первого последующие члены ряда быстро убывают. Поэтому при практических расчетах обычно детально вычисляют момент инерции ротора электродвигателя и других деталей, установленных на быстроходном валу, а остальные вращающиеся массы учитывают коэффициентом
Lip " ^ U рот 4’ ^ муфР(101)
гДе $муф — момент инерции муфты, соединяющей вал двигателя с редуктором;
А = 1,20-4-1,25 — коэффициент, учитывающий массы, вращающиеся на остальных валах механизма.
При расчете грузоподъемных машин с некоторым приближением считают, что во время пуска имеет место равномерно ускоренное движение. Тогда
“ = 77 м/сек2 и е = ~ рад/сек2,(102)
где и — скорость в м/сек;
со — угловая скорость в рад/сек;
tn — время разгона в сек;
а — ускорение в м/сек2;'
е — угловое ускорение в рад/сек2.
Пусковой момент иа валу двигателя
^пуск " ^ст + ^дин. пост + ^дин. арвьц-(103) ■
Для подъемного механизма на основании формул (97) и (98)
тст - 2йпт\ ’(104)
М= (G+_Gn[£D^,
тдин.пост— 2i^T]’(1U5>
/пр^де
^дин.вращ —^,(Юб)
где G — вес поднимаемого груза в н;
Go — вес грузозахватного устройства в н;
1пр — приведенный момент инерции вращающихся частей в кг л:2;
и — скорость подъема груза в м!сек;
D6 — диаметр барабана в м;
tn — продолжительность пуска в сек;
i — передаточное число редуктора;
т — скоростная кратность полиспаста.
Электродвигатели грузоподъемных машин допускают кратковременную перегрузку. Поэтому двигатель обычно выбирают по статическому моменту и проверяют на перегрузку при пуске.
Перегрузка двигателя при пуске не должна превышать допускаемой
к.^-<№(107)
где М^,,9550— номинальный момент, развиваемый дви-
гателем, в н. м.
[А1— кратность максимального момента.
В подъемных механизмах нормализованных мостовых кранов динамическая нагрузка составляет около 30% от статической. С учетом допускаемой перегрузки необходимая мощность двигателя подъемного механизма может быть предварительно определена по формуле
/у _ 1,3 (G + Go) у.. ох
1,7.1000т] КбШ-(10Ь'
Двигатель внутреннего сгорания не допускает перегрузки, поэтому его мощность выбирают по максимальному пусковому моменту, определяемому по формуле (103)
Мпцскюдв ™ =Ю00т]Мпцскюдв ™ =Ю00т]кет.кет.
Мпцскюдв ™ =Ю00т]
Мпцскюдв ™ =Ю00т]
кет.
кет.
Пример. Определить мощность электродвигателя и передаточное число редуктора подъемной лебедки мостового крана грузоподъемностью G 50 000 н (5000 кас). Полиспаст сдвоенный; грузовая кратность полиспаста т = 4; скорость подъема у ~ 0,25 м/сек; диаметр барабана 0,4 м; продолжительность пуска tn = = 1,0 сек; ток переменный напряжением 380 в, режим работы крана средний.
К- л. д. механизма т] = 0,8; вес крюковой подвески не учитываем.
1,30у1,7.1000т]1,30у1,7.1000т]Необходимая мощность электродвигателя (формула 108)
1,30у
1,7.1000т]
1,30у
1,7.1000т]
= 11,7 кет.= 11,7 кет.1,3-50 000-0,25
= 11,7 кет.
= 11,7 кет.
1,7.1000т]
Выбираем по каталогу электродвигатель с фазовым ротором типа МТВ 311-6 на [напряжение 380/220 в, мощность 11 кет при ПВ 25%, п = 945 об/мин; (91 рад/сек) GD2 — 0,9 кем1.
Кратность максимального момента [Л] = 2,3.
Номинальный момент электродвигателя
Мном = 9550-^- -- 9550-^- = 112 нм.
Скорость наматывания каната на барабан
t-mt-m0.25-4 пс ,
t-m
t-m
—2 -0,5 м/сек.
0,5-2-jy— - 2,5 рад/сек.0,5-2-jy— - 2,5 рад/сек.Угловая скорость барабана
0,5-2
-jy— - 2,5 рад/сек.
0,5-2
-jy— - 2,5 рад/сек.
° Об
Передаточное числоПередаточное числоредуктораредуктора
Передаточное число
Передаточное число
редуктора
редуктора
Статический моментСтатический моментMcntMcntпа валу электродвигателя (формула 10-1)
Статический момент
Статический момент
Mcnt
Mcnt
GuDo 50000-0,4 21ДДГ “ 2-39,6.1 -0,8|а8
Динамический моментДинамический моментот поступательно движущихся масс
Динамический момент
Динамический момент
Мдин. постМдин. постGvDy 5000.0,25.0,4
Мдин. пост
Мдин. пост
2<7„i] " 2.39,6.1-0.8 _,5,J Н-М"
Приведенный маховой момент вращающихся частей
GD-np \^GD-pom1,2.0,91.08 кем'-.
Динамический момент от вращающихся масс
GD‘np^e 1.08.99Мдин. врат, ^— —- 26,7 НМ.
Пусковой момент на валу двигателя
Мпуск ” Мет т- Мд^н- пост ~Ь Мдин. вращ ~ 158 ~г 3,9 -(- 26,7 — 188,6 НЛ1.
Перегрузка двигателя при пуске
что допустимо [fe] = 2,8.
Вопросы для повторения
Укажите преимущества электрического привода.
Как определяют передаточное число подъемного механизма с ручным приводом?
Как определяют передаточное число подъемного механизма при машинном приводе?
86
Глава VII. ДОМКРАТЫ, ЛЕБЕДКИ И ТАЛИ
§ 1. ДОМКРАТЫ
Для подъема грузов на небольшую высоту 300—500 мм при монтажных и ремонтных работах применяют винтовые, реечные и гидравлические домкраты. Они имеют небольшой вес, их можно переносить с места на место.
Винтовой домкрат (рис. 40) состоит из чугунного или стального корпуса / и винта 2 с прямоугольной или трапецеидальной резьбой. На верхнем конце винта укреплена поворотная рифленая головка 3, поддерживающая груз. Винт вращается при помощи приводной рукоятки с трещеткой. Рукоятка имеет ручку 4, храповое колесо 5, хомут 6, охватывающий головку винта и двухстороннюю собачку 7, закрепленную на оси 8. В зависимости от направления вращения винта собачка устанавливается в одном из крайних положений и удерживается стопором 9, снабженным пружиной, Угол подъема винтовой линии принимают меньше угла
трения, поэтому для спуска груза-винт нужно вращать в обратную сторону. Кроме того, некоторые домкраты снабжают поперечными салазками с горизонтальным приводным винтом (см. рис. 2), при помощи которого можно смещать груз в сторону в пределах 180—300 мм.
Момент М, который необходимо приложить к винту домкрата, чтобы поднимать груз весом G, затрачивается на преодоление моментов от веса груза, трения в нарезке и трения на опорной поверхности головки.
Момент для преодоления веса груза и трения в резьбе
Му = G tg (а + р) гср;(109)
где G — вес поднимаемого груза в н;
а — угол подъема винтовой линии в град;
р — угол трения, в среднем равный 6—9’;
гср — средний радиус резьбы винта в см.
Момент от трения на опорной поверхности головки винта
M2=Gfrcp,(НО)
где г(р — средний радиус кольцевой опорной поверхности головки в см;
f = 0,15-?-0,18— коэффициент трения.
Момент, необходимый для вращения винта,
М - Му + М, - Ppl == G [rip tg (а р) 4- rjl нм, (111)
где Рр — усилие, прилагаемое к рукоятке, в н;
I — длина плеча приводной рукоятки в м.
Винтовые домкраты должны быть сам.отормозящимнся. Поэтому угол подъема винтовой линии принимают меньше угла трения (обычно в пределах от 4 до 5°).
Подъемный винт домкрата рассчитывают на совместное действие сжатия и кручения при суммарно допускаемом напряжении [о] = = 80-?-100 MhIm1 (800—1000 кгс?см^. Винты большой длины проверяют также на’продольный изгиб.
Резьба винта — квадратная, с шагом / = O,25do, где d0— внутренний диаметр винта. Высоту гайки домкрата подбирают по величине удельного давления (р) в нарезке, равного 8— 10 Мн^ (80—100 кгс!смг^ для стали по бронзе и 4—6 Мн{мй (40— 60 кгскм^ для стали по чугуну.
Преимуществом винтовых домкратов являются надежность и безопасность в работе и большая грузоподъемность 1—20 т (ГОСТ 1682—42). К недостаткам их относят низкий к. п. д. (т| = = 0,Зч-0,4) и малые скорости подъема (15—35 мм1ми.нр
Для компактности в некоторых домкратах винт устраивают телескопическим (рис. 41). При подъеме сначала выдвигается внутренний винт 3, сопротивление вращению которого меньше, чем наружного. Когда винт 3 дойдет до упора, начнет выдвигаться 88
8989
89
89
винт 2. Храповой механизм состоит нз храповика 7, собачки 4, насаженной на ось 5, и рукоятки бХобачка 4 двухстороннего действия. Для опускания груза нужно перекинуть собачку по другую сторону рукоятки.
Реечный домкрат (рис. 42, а) состоит из корпуса 1, в котором перемещается рейка 2, имеющая наверху грузовую поворотную головку 3, а внизу лапу (башмак) 4 для подъема низко расположенных тяжелых грузов. Рейка перемещается в корпусе с помощью реечной шестерни, получающей вращение от рукоятки 5 посредством одной или двух зубчатых передач. Для удержания поднятого груза на валу приводной рукоятки устанавливают храповик 6 с собачкой 7. По нормам Госгортехнадзора в реечных домкратах применяют безопасные рукоятки (рис. 42, б), которые действуют подобно винтовому тормозу (см. рис. 38). На приводном валу 8 механизма закреплена шпонкой втулка 9 с винтовой нарезкой, на которую навинчена рукоятка 10. Между заплечиками втулки и рукояткой свободно посажено храповое колесо И, входящее в зацепление с собачкой 12. Прн вращении рукоятки в сторону подъема груза она навинчивается иа втулку и зажимает храповик между дисками втулки и рукоятки. Возникающая на дисках сила трения используется для передачи крутящего момента валу 8. При подъеме груза собачка свободно проскальзывает по зубцам храповика. По прекращении подъема собачка упирается в зубец храповика и застопоривает груз. Для опускания груза необходимо вращать рукоятку в обратную сторону. Смещаясь по резьбе вправо, рукоятка ослабляет зажим храпового колеса и втулка 9 вместе с валом 8 под действием крутящего момента от груза начинает вращаться. Как только скорость вращения вала 8 превысит скорость вращения рукоятки, последняя снова станет навинчиваться на втулку 9 и зажмет храповик, т. е. работа такой рукоятки аналогична винтовому тормозу.
При конструировании реечных домкратов с целью компактности приводного механизма плечо рукоятки I принимают в пределах 200—250 мм, количество зубьев малых шестерен г равным 4—5, а передаточные числа I для каждой пары зубчатых передач выбирают не больше 4—6.
Рейки изготовляют из стали марки 45, а шестерни — из малоуглеродистой стали. Поверхность их цементируют и закаливают.
Усилие, прилагаемое к приводной рукоятке реечного домкрата,
(U2)
где G — грузоподъемность в н;
г — радиус начальной окружности ведущей шестерни в м; I — длина плеча рукоятки в м;
i — передаточное число промежуточной зубчатой передачи; т| — к, п. д. механизма домкрата, равный 0,80—0,85 при не-
посредственном зацеплении ведущей шестерни с зубчатой рейкой и 0,65—0,67 в домкратах с одинарной промежуточной передачей.
Шаг зацепления зубчатой рейки определяют из условия прочности зубца на изгиб
I = 4,4 1 т^-гл,(ИЗ)
где [o]U3 = 250 Мн!м2 (2500 кгс/см^ — допускаемое напряжение;
т|) = -£- = 1 -4-1,3 — отношение между шириной зубца b и величиной шага t.
Рис. 43. Гидравлический домкратРис. 43. Гидравлический домкрат
Рис. 43. Гидравлический домкрат
Рис. 43. Гидравлический домкрат
Наибольшее результирующее напряжение в рейке от сжатия ее поднимаемым грузом G и от изгиба под действием горизонтальной составляющей давления на зубец определяют по формуле
(Н4)(Н4)G । М
(Н4)
(Н4)
Ыг bh-
где М — наибольший изгибающий момент от внецентренного приложения давления на зубец рейкн в нл^;
b и h — размеры поперечного сечения рейки в месте, ослабленном нарезкой зубцов в м.
Гидравлический домкрат (рис. 43) состоит из цилиндра 7 и поршня 2 насоса 4, спускного крана 3, резервуара 5 для жидкости. При нагнетании жидкости в цилиндр с помощью рукоятки 8 поршень выдвигается и поднимает груз. Для опускания поршня в цилиндре имеется отверстие с краном 3, через который жидкость вытекает обратно в запасной резервуар. Масло насосом засасывается из резервуара через клапан 6 и нагнетается в цилиндр через клапан 7. Регулируя степень открытия крана, можно изменять скорость истечения жидкости и, следовательно, скорость опускания поршня. В качестве жидкости в гидравличе-
ских домкратах применяют масло,- реже смесь воды с глицерином. Поршень уплотняют в цилиндре при помощи кожаных или пластмассовых манжет.
Для подъема грузов на значительную высоту применяют гидравлические домкраты двойного действия (рис. 44).
В начале работы такой домкрат опирается на пяту поршня / (рис. 44, aY При подаче жидкости в полость цилиндра 2 над поршнем цилиндр вместе с грузом поднимается (рис. 44, б). Затем под лампы цилиндра подкладывают деревянные брусья (рис. 44, в), а подачу жидкости переключают в полость под поршнем, который и втягивается в цилиндр.
Рис. 44 Схема работы гидравлического домкрата двой-ного действия
После этого брусья подкладывают под пяту, цикл работы по подъему груза повторяют и под домкратом постепенно возводится клетка из деревянных брусьев, предохраняющая груз от падения.
Гидравлические домкраты применяют при монтаже тяжелого оборудования: цементных мельниц, механизмов вращающихся печей и др. Грузоподъемность их достигает 200 т.
Если G — грузоподъемность домкрата в н (рис. 43, б); D — диаметр поршня домкрата в м; d — диаметр поршня насоса в м; L — длина большего плеча приводного рычага в м\ I— длина меньшего плеча приводного рычага, приводящего в движение поршневой шток насоса, в м; Рр — усилие, приложенное к приводному рычагу, и К — усилие, приложенное к поршню, то давление рабочей жидкости в цилиндре домкрата, необходимое для подъема груза,
v = ^ н!**.
Усилие, прилагаемое к поршню насоса,
K = —q = -^T> (115)
а усилие, прилагаемое к приводному рычагу,
Р Gd2 1р — D2 Lt] '
где т| — 0,75^-0,80— к. п. д. домкрата.
Площадь поршня домкрата
D л£)2 G
(116)(117)(116)(117)откуда диаметр поршня
(116)
(117)
(116)
(117)
D =
§ 2. ЛЕБЕДКИ§ 2. ЛЕБЕДКИРис. 45. Схемы подъема грузов с применением полиспастаРис. 45. Схемы подъема грузов с применением полиспастаЛебедки применяют как самостоятельные механизмы для подъема грузов через неподвижный блок или полиспаст (рис. 45), а также для комплектации кранов, подъемников и других строительных и монтажных подъемных устройств. Лебедки используют также для перемещения грузов по горизонтальной и наклонным плоскостям. Привод лебедок может быть ручным или машинным.
§ 2. ЛЕБЕДКИ
§ 2. ЛЕБЕДКИ
Рис. 45. Схемы подъема грузов с применением полиспаста
Рис. 45. Схемы подъема грузов с применением полиспаста
Лебедки с ручным приводом изготовляются в соответствии с ГОСТом 7014—63 грузоподъемностью 1,25; 3,2; 5 и 8 тс.
На заводах строительных материалов такие лебедки применяют при такелажных, ремонтных и монтажных работах. Лебедки грузоподъемностью 1,25 и 3,2 тс рассчитаны на работу двух человек, а грузоподъемностью 5 и 8 тс — четырех человек.
Станина ручной лебедки (рис. 46) обычно состоит из двух щек листовой стали, соединенных между собой распорными стержнями. Барабан сделан гладким с расчетом на многослойную навивку каната. Приводной механизм с зубчатыми передачами двухскорост- иой. Переключением блока зубчатых передач, сдвигая его вдоль оси, можно изменять передаточное отношение механизма привода и поднимать легкие грузы с большей скоростью. Лебедки снаб-
Рис, 46. Монтажная ручная лебедка.Рис, 46. Монтажная ручная лебедка.
Рис, 46. Монтажная ручная лебедка.
Рис, 46. Монтажная ручная лебедка.
Рис 47, Электрореверсивная монтажная лебедка:
1 — подшипник; 2 — вал: 3 —барабан; 4 —редуктор; 5 — эластичная муфта; 6—электромагнитный тормоз; 7—электродвигатель; 8—рама
жаются автоматическими тормозами, обычно винтовым грузоупорным, рассмотренным в гл. V.
Электрореверсивные строительно-монтажные лебедки*(рис. 47), применяемые при монтаже технологических конструкций и оборудования, а также для комплектации подъемников, изготовляются в соответствии с ГОСТом^ 2914—62 грузоподъемностью от 0,125 до 20 тс.
Для таких лебедок характерна жесткая кинематическая связь барабана с двигателем. Изменение направления вращения барабана достигается реверсированием электродвигателя. Лебедки оборудованы электромагнитными двухколодочными тормозами.
РУЧНЫЕ ТАЛИ
Для выполнения монтажных и ремонтных работ применяют переносные компактные подвесные ручные лебедки—тали, подвешиваемые к козлам, треногам или балкам. При проектировании и строительстве заводов стройматериалов в местах расположения тяжелого оборудования специально предусматривают установку балок для подвешивания талей. Часто на балках помещают тележки (кошки), служащие для перемещения талей вручную с поднятым грузом (см. рис. 2).
Отечественными заводами изготовляются червячные (ГОСТ 1107—62) и шестеренные (ГОСТ 2799—63) ручные тали грузоподъемностью 1,0; 3,2; 5,0 и 8,0 тс, а червячные также и грузоподъемностью 12,5 тс.
Червячная таль (рис. 48, а) состоит из подвеснойХобоймы, подъемного механизма и крюковой подвески. Грузовая цепь — пластинчатая шарнирная или сварная калиброванная.
Подъемный механизм имеет двухзаход- н ы й и несамотормозящийся червяк / (угол подъема винтовой линии 16—18°), червячное колесо 2, отлитое вместе со звездочкой 3, и грузовую цепь 4. Подъемный механизм снабжен дисковым грузоупориым тормозом 5.
Вал червяка вращается в подшипниках скольжения. Осевое1 усилие червяка воспринимается шаровой пятой. Вращение червяку передается цепью 6 посредством тягового колеса 7. Таль подвешивают к балке или ходовой тележке при помощи крюка 8.
Шестеренная таль (рис. 48, б) состоит из подвесного корпуса, в котором заключены звездочка грузовой цепи, планетарный шестеренчатый редуктор и дисковый тормоз.
Шестеренная таль работает следующим образом. При вращении цепного тягового колеса / в направлении подъема груза оно навинчивается на втулку 2 и зажимает свободно насаженное на ней храповое колесо 3, которое вращается вместе со втулкой и приводным валом 4. При этом собачка 5 скользит по зубьям храповика. Сателлиты 6 планетарного редуктора, приводимые во вращение 96
Рис 48. Ручные талщ а — червячная; б — шестереннаяРис 48. Ручные талщ а — червячная; б — шестеренная
Рис 48. Ручные талщ а — червячная; б — шестеренная
Рис 48. Ручные талщ а — червячная; б — шестеренная
центральной шестерней 7, изготовленной заодно с приводным валом, обкатываются ио виутренней'зубчатой поверхности неподвижного венца 8 и приводят во вращение водило 9, а вместе с ним грузовую звездочку 10 механизма подъема. При остановке тягового колеса собачка упирается в зуб храпового колеса и удерживает груз. Для опускания груза тяговое колесо вращают в обратную сторону. Принцип действия винтового тормоза был рассмотрен ранее.
По сравнению с червячными талями шестеренные имеют меньшую строительную высоту и более высокий к. п. д.
Кроме рассмотренных выше подвесных универсальных ручных талей, ГОСТ 1106—64 предусматривает изготовление передвижных ручных талей, выпускаемых комплектно с тележкой для перемещения грузов по подвесным однорельсовым путям двутаврового профиля. Корпус таких талей не имеет крюка для подвески и приспособлен для крепления к тележке болтами.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТАЛИ
Компактные подвесные электрические стационарные и передвижные тали широко применяют в цехах и складах заводов строительных материалов, ремонтно-механических мастерских и т. д. Они используются как самостоятельные грузоподъемные машины или в качестве подъемных механизмов одиобалочиых мостовых и козловых кранов.
В последние годы ВНИИПТМАШем совместно с машиностроительными заводами разработана новая усовершенствованная серия электроталей типа ТЭ вместо изготовлявшейся ранее электротали типа ТВ. С 1964 г. электротали серии ТЭ серийно выпускаются заводами. Электротали новой конструкции имеют меньший вес (примерно в 2 раза), меньшие габариты и строительную высоту, отличаются хорошей проходимостью по кривым с малыми радиусами закруглений, плавностью пуска и торможения.
В соответствии с ГОСТом 3472—63 новый ряд электроталей серии ТЭ включает шесть грузоподъемностей 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 3,2 и 5,0 тс.
Электроталь каждой грузоподъемности является самостоятельной базовой моделью и может изготовляться в 12 различных исполнениях: стационарной и передвижной; с ручным и электрическим приводом механизма передвижения; с продольным и поперечным расположением механизма подъема; с высотой подъема груза от 3 до 18 м; управляемые с пола или из кабины. Большое количество различных исполнений электроталей возможно благодаря широкой унификации их узлов и деталей (в пределах одной грузоподъемности).
Передвижные электротали (рис. 49) грузоподъемностью 0,5— 5 т имеют однотипную конструкцию и состоят из механизма 98
подъема груза и приводной шарнирной тележки, перемещающейся по однорельсовому двутавровому пути. Механизмы собирают из отдельных узлов—блоков, чем значительно облегчается сборка, монтаж и ремонт электроталей.
Механизм подъема груза состоит из мотор-барабана 7 с встроенным в него статором 15 и ротором 8 асинхронного короткозамкнутого электродвигателя, редуктора с двумя парами цилиндрических зубчатых колес и встроенными в него двухколодочным электромагнитным 10 и винтовым грузоупорным 13 тормозами, шкафа 1 с электроаппаратурой и крюковой подвески 16.
Механизм передвижения электротали состоит из приводной шарнирной тележки 17, траверсы 18 и холостой шарнирной тележки 19.
Запрессовка статора электродвигателя механизма подъема и корпус барабана, имеющего снаружи винтовую нарезку для наматывания каната, позволило значительно сократить габариты, вес и трудоемкость изготовления электроталей. Нарезная ребристая поверхность барабана способствует отводу тепла. Электродвигатели с синхронной скоростью вращения 1500 об1мин. Электропитание талей производится через токосъемник от троллеев или кабеля и подводится к статору электродвигателя сдвоенными щетками через кольцевой токосъемник 4.
Двухпарный соосный редуктор механизма подъема прост по устройству. Вал электродвигателя передает вращение входящему валу редуктора при помощи шлицевого соединения 9. Входной вал проходит внутри полой втулки зубчатой муфты 14, передающей вращение барабану от тихоходного зубчатого колеса редуктора и одновременно являющейся одной из опор барабана. Вторая опора барабана находится в корпусе шкафа электроаппаратуры. Полость редуктора отделена от мотора барабана манжетным резиновым уплотнением.
Спуск груза производится переключением электродвигателя па обратный ход. Благодаря наличию в редукторе грузоупорного винтового тормоза груз опускается со скоростью, близкой к скорости подъема. Тормозные доски выполнены из асбобакелита и работают в масляной ванне.
Благодаря наличию двух тормозов электромагнитный двух- колодочный стопорный тормоз отрегулирован на запас торможения в пределах 1,2—1,25, чем обеспечивается плавность торможения.
К тормозному шкиву // прикреплена крыльчатка 12 центробежного вентилятора для обдува редуктора и отвода тепла, выделяемого грузоупорным тормозом при спуске груза.
Канат на барабане заделывают при помощи закладной конусной втулки 6. Втулку вместе с впаянным в нее концом каната вкладывают в предусмотренный для этого паз барабана и удерживают от выпадения болтом с планкой.
100
А-АА-АРис, 50. Приводная тележка электроталиРис, 50. Приводная тележка электротали
А-А
А-А
Рис, 50. Приводная тележка электротали
Рис, 50. Приводная тележка электротали
Грузозахватным органом на электроталях служат одноблочная (для продольного исполнения) и двухблочная (для поперечного исполнения) крюковые подвески 16. Пусковая аппаратура состоит из реверсивных магнитных пускателей механизмов подъема 3 и передвижения 2. Для автоматической остановки электродвигателя в крайнем верхнем и нижнем положении крюка установлены малогабаритные конечные выключатели 5.
Электроаппаратура размещена в шкафе /, который создает симметрию и является противовесом редуктора.
Рис. 51. Монорельсовая грейферная тележка
Механизм передвижения электроталей состоит из приводной тележки 17, траверсы 18 и холостой тележки 19. Корпус электротали подвешивается к траверсе. Тележки прикреплены к траверсе, шарнирно, что позволяет им разворачиваться при движении на закруглениях. Для лучшего направления тележек иа поворотах установлены направляющие ролики. Тележка (рис. 50) имеет два катка 5, приводимых в движение фланцевым электродвигателем / при помощи двух щекообразных цилиндрических редукторов 2. Вращение от одного редуктора к другому передается трансмиссионным валиком 4. Корпуса редукторов 2 литые с горизонтальным разъемом.
Катки по полкам ездовой балки направляются боковыми направляющими роликами 6. Резиновые буфера 7 смягчают удары в случае столкновения с концевыми упорами.
Хвостовая тележка (см. рис. 49) состоит из двух холостых катков и двух направляющих роликов, собранных на стальных кронштейнах.
102
Ходовой механизм талей грузоподъемностью 5 тс состоит из двух соединенных между собой приводных тележек. Расстояние между ребордами катков изменяется в зависимости от размеров ездовой балки перестановкой регулировочных колец 8 (рис. 50), устанавливаемых с внутренней или внешней стороны под гайками ’ стяжек.
,.S На складах заводов стройматериалов часто используют моно- ^ рельсовые тележки, изготовляемые па базе стандартных электро- ^•v талей и тележек к ним, которые могут быть оборудованы крюком или грейфером, изготовленными в соответствии с ГОСТами 7485— ^Г 55 и 7486—55.
^у:На рис. 51 показана самоходная монорельсовая тележка
с духкапатным грейфером. В этой тележке установлены две •^ электротали, соответственно для подъемного и замыкающего канатов.
■^1
Механизм передвижения состоит из двух тележек, из которых одна приводная. Управление грейфером производится из кабины. Для такой тележки обычно устраивают кольцевой подвесной рельсовый путь, на котором могут работать одна или несколько тележек.
и
1
Вопросы для повторения
Назовите основные типы домкратов.
Укажите последовательность расчета винтового домкрата, то же реечного гидравлического.
Как определяют передаточное число ручной лебедки?
Объясните устройство червячной тали и принцип действия ее тормоза.
Как устроена шестеренчатая таль? Объясните устройство тормоза.
Укажите область применения электроталей па заводах строительных
материалов.
Задачи и упражнения
Рассчитать реечный домкрат грузоподъемностью 30 000 н (3000 кгс\
Рассчитать ручную монтажную лебедку грузоподъемностью 32 000 н (3200 кас). Определить передаточное число зубчатых передач. Предусмотреть в кинематической схеме возможность переключения скорости при подъеме грузов весом до 10 000 н (1000 кас).
Рассчитать винтовой грузоупорпый тормоз, расположенный на валу рукоятки лебедки, указанной в примере 2.
X
Глава VIII. КРАНЫ
■:$
Как уже указывалось в гл. I, кранами называются грузоподъемные машины с числом движений три и больше, поднимающие и перемещающие груз в любую точку обслуживаемого поля.
В состав крана входит опорная, обычно металлическая конструкция, которая служит базой для размещения двигателей и
У-- Механизмов для отдельных рабочих движений, а также воспри- ^ унимает действующие нагрузки и передает их к основанию соору- Жения.
№«91,
МОСТОВЫЕ КРАНЫ
Основой мостового крана является подвижное пролетное строение (мост), по которому перемещается самоходная крановая тележка, несущая подъемный механизм. Мост крана перемещается по подкрановым путям, уложенным на колоннах или на выступах стен.
Мостовые краны разделяются на:
однобалочные мостовые краны с электрической талью (кран- балки), рассчитанные для среднего режима работы;
двухбалочные мостовые электрические краны, предназначенные для работы в любых режимах.
Кран-балки
С 1965 г. заводы перешли на изготовление кран-балок новой усовершенствованной конструкции грузоподъемностью 1; 2; 3,2 и 5 тс, параметры и размеры которых регламентированы ГОСТом
Рис, 52. Кран-балка малых пролетов (от 4 до 11 -и) с управлением из кабины
7532—64. В кран-балках подъемным механизмом служат рассмотренные выше электротали серии ТЭ, с ходовой тележкой, перемещающиеся по ездовой двутавровой балке.
Конструкция моста зависит от величины пролета. У кран-балок малых пролетов (до 11 м) (рис. 52) пролетное строение моста состоит из несущей ездовой двутавровой балки 1 (двутавры про- 104
филей 18М—45М, ГОСТ 5157—53), опирающейся концами на концевые балки 2. В плоскости верхних полок ездового двутавра симметрично размещена горизонтальная вспомогательная ферма 3, придающая мосту в горизонтальной плоскости жесткость, необходимую для восприятия сил инерции, возникающих при трогании и торможении моста.
Кран-балки, в зависимости от условия заказа, могут изготов
ляться с управлением с пола или кабины. В последнем случае
Концевые балки имеют базовое расстояние между осями ходовых колес 1500 мм (при пролетах от 4 до 8 м) и 2000 мм (пролеты свыше 8 до 11 м).
У кран-балок больших пролетов (свыше 11 до 28,5 ;и) (рис. 53) несущей конструкцией являются две вертикальные решетчатые фермы 1 из уголковой стали, опирающиеся на концевые балки 3. Ездовая двутавровая балка 2 укреплена к поперечным двутавровым балкам -3, опирающимся на вертикальные фермы. Фермы соединены между собой горизонтальными связями 4, придающими им устойчивость от опрокидывания и жесткость, необходимую для восприятия горизонтальных усилий, возникающих при пуске и торможении.
Концевые балки имеют базовое расстояние между ходовыми колесами 2800 мм (пролеты свыше 11 до 17 му С возрастанием пролетов увеличивается базовое расстояние концевых балок.
Механизм передвижения моста кран-балки пролетом до 11 м (рис. 54) смонтирован на валу ходового колеса и состоит из флан-
цсвого электродвигателя 1, редуктора 2, колодочного электромагнитного тормоза 3, установленного на промежуточном валу редуктора и трансмиссионного безопорного пустотелого вала 4. Редукторы изготовляют в двух исполнениях с передаточным числом 25,37 и 36,71.
Трансмиссионный вал 4 соединен с выходным валом редуктора при помощи фланцев 5. Между фланцами установлен толстый (25 мм) резиновый амортизатор б, предназначенный как для гашения колебаний, возникающих в длинном безопорном вале, так и для компенсации неточности изготовления и монтажа механизма. Работа упругих амортизаторов в качестве компенсаторов обеспечивается тем, что болты в отверстиях фланцев установлены с некоторым зазором, чем достигается как бы «плавающая» установка трансмиссионного вала между валами приводных ходовых колес.
Затяжка амортизаторов болтами должна быть такой, чтобы крутящий момент передавался целиком за счет сил трения между фланцами и амортизаторами, а также не было ударов болтов о фланцы при перемене направления вращения вала, что практически обеспечивается при сжатии амортизатора па 15—20%, т. е. после затяжки амортизатор толщиной 25 мм должен иметь толщину 19—21 мм.
Ходовые колеса кран-балок двухребордные, диаметром 320 мм. Расстояние между ребордами принято из условия в качестве подкрановых рельсов прокатной квадратной стали 50 мм с закругленными углами по ГОСТу 2591—57 или рельсов узкой колеи Р-24 (ГОСТ 6368—52). Колеса изготовляются штамповкой из нормализованной стали марки 65Г или стали 45 с улучшением (с твердостью НВ 223—262).
Для механизмов передвижения моста кран-балок используют двухскоростные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором (940/1430 об/мин). Двухскоростные электродвигатели позволяют иметь при управлении с пола основную скорость передвижения кран-балок 40 м!мин, и вспомогательную 26 м!мин для передвижения по участкам с затрудненной проходимостью.
При управлении из кабины двухскоростные электродвигатели позволяют получать основную рабочую скорость передвижения 58 mImuh. и вспомогательную скорость, необходимую для точной установки кран-балки в нужном месте, 38 м/мин.
При управлении крап-балками с пола электрооборудование размещают на концевых балках мостов, с противоположной стороны от главных троллей. На краях концевых балок, а также на концах ездовой балки установлены концевые выключатели для отключения ходовых механизмов моста и электротали в крайних положениях.
Рис. 54. Механизм передвижения кран-балкиРис. 54. Механизм передвижения кран-балки
Рис. 54. Механизм передвижения кран-балки
Рис. 54. Механизм передвижения кран-балки
Мостовые электрические краны
Мостовые электрические краны (рис. 55), основные параметры которых регламентированы ГОСТом 3332—54, являются наиболее распространенными на заводах строительных материалов. Наибольшее применение получили так называемые краны общего назначения, предназначенные для обслуживания различных производственных процессов. На складах сырья часто используют мостовые грейферные краны. Мостовой кран состоит из моста балочной конструкции с механизмом передвижения и крановой тележки с механизмами подъема и передвижения. Механизмов подъема может быть один или два в зависимости от типа крана. Каждый механизм крана приводится в движение от отдельного электродвигателя.
Мостовые краны имеют блочную конструкцию. Все механизмы комплектуются из унифицированных и нормализованных узлов, к числу которых относятся: редукторы, тормоза, муфты, барабаны, крюковые подвески, ходовые колеса и др.
На рис. 56 показана крюковая тележка мостового крана.
Грейферные тележки мостовых кранов по сравнению с крюковыми имеют более высокие скорости опускания и подъема грейфера, что необходимо для лучшего внедрения челюстей в штабель и повышения производительности. Так, например, в мостовых грейферных кранах завода «Подъемник» скорость подъема груза 40 mImuh.. Кинематические схемы механизмов крановой тележки приведены на рис. 57. Для равномерного распределения нагрузки на колеса редукторы и двигатели механизмов подъема и передвижения тележки устанавливают симметрично относительно ее средней оси, а двигатель и редуктор соединяют между собой промежуточным валом. Тормоза механизма подъема укрепляют непосредственно на редукторе с помощью штырей или монтируют их на раме.
Механизмы подъема и передвижения выполняют из отдельных узлов-блоков, соединяемых между собой компенсирующими муфтами, преимущественно зубчатыми. Тормоза двухколодочные с короткоходовыми электромагнитами или с пружинным замыканием.
Механизмы передвижения моста в мостовых кранах устроены по одной из схем, показанных на рис. 58. В новых кранах применяют преимущественно ходовые механизмы с отдельными приводами на ведущие колеса (рис. 58, в). Это, как показали исследования ВНИИПТМАШ, повышает срок службы деталей и устраняет громоздкий трансмиссионный вал.
Мост (см. рис. 55) крана состоит из двух несущих сварных балок коробчатого сечения, соединенных между собой двумя.поперечными опорными балками, и кабины управления. К несущим балкам прикреплены кронштейны для размещения на них площа- 108
Рис. 55 Мостовой кранРис. 55 Мостовой кран
Рис. 55 Мостовой кран
Рис. 55 Мостовой кран
Рис, 57. Кинематические схемы механизмов крановых тележек:
— механизм подъема крюковой тележки; б — механизм подъема грейферной тележки;
6 _ механизм передвижения тележки
док с механизмами передвижения моста и троллеев или кабеля питания двигателей тележки.
Несмотря на прогрессивность технических решений (блочность конструкции, унификация н др.) краны, изготовлявшиеся несколько лет назад, имели значительный вес и малый срок службы отдельных узлов и деталей. ВНИИПТМАШ разработал новую, более прогрессивную серию мостовых кранов (рис. 59), в которых более полно учтены достижения современного машиностроения.
Рис 58. Схемы ходовых механизмов мостовых кранов: а — с тихоходным валом; б — с быстроходным валом; в — с раздельным приводом
Например, применение высокопрочных сталей для деталей редукторов позволяет при сохранении передаваемой мощности уменьшить габаритные размеры и снизить стоимость.
Применение штампованных ходовых колес, тормозных шкивов и полумуфт позволило уменьшить припуски на обработку, а поверхностная термическая обработка токами высокой частоты повысила износоустойчивость этих деталей.
Применение раздельного привода на механизме передвижения моста крапа улучшило его работоспособность и снизило вес.
Подведение тока к тележке гибким кабелем упростило конструкцию, снизило и повысило надежность крана в эксплуатации.
На рис. 60 приведены унифицированные блоки мостовых кранов новой конструкции. Металлоконструкция моста состоит из следующих блочных унифицированных узлов: пролетных балок /, концевых балок 2, съемных рабочих площадок 3, съемных переходных площадок, кабины управления 4, вспомогательной кабины
Рис 59 Общий вид мостовогоРис 59 Общий вид мостовогоэлектрического крана новой конструкцииэлектрического крана новой конструкции8 Еинешс!8 Еинешс!Рис. 60. Основные^элемепты моста крана конструкции ВНИИПТМАШРис. 60. Основные^элемепты моста крана конструкции ВНИИПТМАШИЗИЗ
Рис 59 Общий вид мостового
Рис 59 Общий вид мостового
электрического крана новой конструкции
электрического крана новой конструкции
8 Еинешс!
8 Еинешс!
Рис. 60. Основные^элемепты моста крана конструкции ВНИИПТМАШ
Рис. 60. Основные^элемепты моста крана конструкции ВНИИПТМАШ
ИЗ
ИЗ
управления 5 для обслуживания троллеев и ограждения 6, крановой тележки 7.
Для уменьшения деформаций, удобства сборки и транспортирования главные балки соединяются с концевыми болтами (вместо сварки) с применением соответствующих компенсаторов.
Применение балок коробчатого сечения с тонкостенными вертикальными листами, усиленными гофрами, позволило значительно снизить вес моста и обеспечить большую динамическую жесткость.
Наличие в одном вертикальном листе пролетной балки окон с отбортовкой дало возможность расположить электрооборудование и электропроводку в полости главной балки.
Важным новшеством в кранах повой серии является проведение так называемой диагональной унификации, при которой основные узлы и элементы крана среднего режима работы (наиболее массовые) используются при легком режиме в следующей большей грузоподъемности, а при тяжелом режиме — в предыдущей меньшей.
Мостовые краны изготовляются в соответствии с техническими требованиями, указанными в ГОСТе 7131—64.
112
КОЗЛОВЫЕ КРАНЫ
Козловые краны (рис. 61) по своей принципиальной схеме, характеру работы и форме обслуживаемого поля весьма схожи с мостовыми кранами.
Козловой кран отличается тем, что его мостовое пролетное строение, снабженное опорами, передвигается по рельсовым путям, уложенным на земле. Площадка, которую обслуживает кран, в этом случае не загромождается колоннами, что особенно важно для складов, полигонов, а также при монтаже тяжелого оборудо-
Рпс. 61. Схемы козловых крановРпс. 61. Схемы козловых кранов
Рпс. 61. Схемы козловых кранов
Рпс. 61. Схемы козловых кранов
вания, например, вращающихся печей на цементных заводах, для производства железобетонных изделий и др. Козловые краны широко используются на открытых площадках заводов стройматериалов, полигонах, а также на закрытых складах и в цехах арочной конструкции.
Козловые краны больших пролетов с одной или двумя консолями и грейферной тележкой, предназначенной для перегрузки сыпучих материалов (так называемые перегрузочные мосты), используют на складах сырья и топлива крупных цементных и других заводов стройматериалов.
В зависимости от назначения, грузоподъемности и ширины пролета, козловые краны имеют различное конструктивное исполнение.
В соответствии с ГОСТом 7352—55 козловые краны изготовляются с электроталью (до грузоподъемности 5 тс) и с грузовой тележкой при грузоподъемности от 5 до 50 тс. Козловые краны первого типа в отношении механизма подъема и механизма его передвижения, а также конструкции ездовой ба л ки аналогичны рассмотренным выше кран-балкам.
В козловых кранах с большими пролетами (рис. 61, в) одна опора делается жесткой, в виде пространственной фермы, соединенной с главными фермами, при помощи жестких узлов, а другая гибкой, в виде плоской фермы или трубчатой конструкции, шарнирно соединенной с главными фермами. Это устраняет опасность заклинивания ходовых колес при температурных деформациях остова крана или деформации рельсовых путей.
Для уменьшения веса козловых кранов в некоторых случаях их изготовляют из стальных труб.
Козловые краны передвигаются по подкрановым путям при помощи раздельных механизмов передвижения, на каждое ходовое колесо или ходовую тележку, расположенные с обеих сторон крана.
Электропитание козловых кранов осуществляется через троллеи или гибкий кабель. Управлять крапами можно с пола, из кабины и дистанционно.
Для облегчения монтажа козловых кранов их часто делают «самомонтирующимися» (рис. 62, а). В этом случае опоры крана шарнирно прикрепляют к балке и при стягивании их канатом производят монтаж крана (рис. 62, б). После подъема крана опоры соединяют между собой тягой.
Усилие Н, необходимое для подъема крана весом Go, зависит от угла а наклона ног (рис. 62, в)
где к " 1,25 — коэффициент, учитывающий трение в шарнирах и сопротивление передвижению тележек.
Для увеличения угла а в начальный период подъема крана при монтаже под главную ферму подкладывают клетки из брусьев.
УПРАВЛЕНИЕ МОСТОВЫМИ И КОЗЛОВЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ КРАНАМИ
Как видно из рассмотренных схем, каждый механизм мостовых и козловых кранов и кран-балок обслуживается индивидуальным электродвигателем. На кранах применяют двигатели переменного тока. При двигателях с короткозамкнутым ротором, как это имеет место на кран-балках, управление кнопочное, с помощью магнитных пускателей.
В комплект аппаратуры для управления электрическим краном входят: контроллер, пусковые сопротивления, контакторная па- ' Нель — и другое вспомогательное оборудование х.
Более подробно см. Электрическое оборудование кранов. Под редакцией А. А. Рабиновича и М. М. Синайского. Госэнергоиздат, 1963.
8*115
Рис, 62 Козловый самомонтирующийся кран: общий вид: 6 — схема подъема; в — схема усилий при подъемеРис, 62 Козловый самомонтирующийся кран: общий вид: 6 — схема подъема; в — схема усилий при подъеме
Рис, 62 Козловый самомонтирующийся кран: общий вид: 6 — схема подъема; в — схема усилий при подъеме
Рис, 62 Козловый самомонтирующийся кран: общий вид: 6 — схема подъема; в — схема усилий при подъеме
Для управления электродвигателями крановых механизмов с контактными кольцами используют барабанные, кулачковые и
магнитные контроллеры, с помощью которых осуществляют пуск, остановку, регулирование скорости и реверсирование электродвигателей. Магнитный контроллер включает панель с установленными на ней контакторами, реле, рубильниками и предохранителями. Контакты магнитного контроллера включаются и отключаются при помощи командоконтроллера. Не останавливаясь де
тально на электрических схемах управления мостовыми крапами, которые рассматриваются в курсе «Электрооборудование заводов стройматериалов», отметим, что главное внимание при проектировании и эксплуатации электрооборудования кранов обращается на безопасную и безаварийную работу крана. Для этого преду
сматривается нулевая защита крана, а также максимальная защита отдельно каждого двигателя. Конечными выключателями оборудуется механизм подъема, а также механизмы передвижения моста и крановой тележки. Кроме того, устраивается блокировка крышки люка для выхода из кабины на кран, не позволяющая открыть люк при включенном напряжении.
Процесс пуска двигателя на электромеханической характеристике изображен на рис. 63 и осуществляется поворотомштур- вала контроллера, с задержкой
u Момент статического сопротивления, преодолеваемый дВигатглемu Момент статического сопротивления, преодолеваемый дВигатглемРис. 63. Пусковой график асинхронного двигателя с контактными кольцамиРис. 63. Пусковой график асинхронного двигателя с контактными кольцамина незначительное время в каждом промежуточном положении.
u Момент статического сопротивления, преодолеваемый дВигатглем
u Момент статического сопротивления, преодолеваемый дВигатглем
Рис. 63. Пусковой график асинхронного двигателя с контактными кольцами
Рис. 63. Пусковой график асинхронного двигателя с контактными кольцами
Когда включено сопротивление Rq (положение /), момент, развиваемый двигателем, равен статическому моменту, и механизм еще не трогается. При переводе контроллера в новое положение // сопротивление уменьшается до Rx и механизм начинает разгон по кривой //; при дальнейшем повороте контроллера (в положения ///, IV и V) разгон механизма продолжается по ступенчатой линии. В положении V ротор оказывается замкнутым накоротко, и электродвигатель развивает скорость, пока развиваемый им момент не сравняется со статическим моментом механизма и начнется движение с постоянной скоростью, при скольжении двигателя, соответствующем развиваемому моменту.
Величина избыточного момента, как видно из рис. 63, колеблется в определенных, заранее заданных пределах. Это позволяет при расчетах считать, что пуск происходит примерно при постоянном ускорении.
Для остановки механизма двигатель выключают, переводя штурвал контроллера в исходное положение. При этом контроллер проходит в обратной последовательности все положения, указанные на рис. 63.
Электродвигатели механизмов передвижения моста н тележки всегда работают в силовом режиме, затрачивая работу при установившемся движении на преодоление трения в механизмах, а для кранов, работающих на открытом воздухе, также и на преодоление сопротивления ветра.
Работа двигателя подъема, значительная часть которой превращается в потенциальную энергию груза, поднятого на высоту, при спуске должна быть поглощена механическими тормозами и превращена в тепловую энергию, как это имеет место в электроталях, где установлен винтовой грузоупорный тормоз.
В нормальных электрических мостовых кранах при спуске груза осуществляется электрическое торможение, а имеющийся в механизме подъема двухколодочный электромагнитный тормоз является стопорным тормозом, назначение которого — удерживать груз после того, как выключен электродвигатель.
В кранах, применяемых на заводах строительных материалов, при спуске груза используют два способа электрического торможения: генераторное (сверхсинхронное) и торможение противовключением.
Генераторное торможение возникает, когда ротор электродвигателя, будучи включенным в положение «Спуск», под влиянием нагрузки превысит свою скорость сверх синхронной. При этом в обмотке ротора, обгоняющей поле статора, наводится э. д. с., пропорциональная скольжению, и если обмотка замкнута, то возникает ток. Ток, взаимодействуя с магнитным потоком, создает вращающий момент, направленный в обратную сторону по отношению к движущему моменту. Как только скорость настолько превзойдет синхронную, что обратный тормозной момент полностью уравновесит момент, создаваемый грузом на валу ротора, начнется равномерное опускание груза. Скорость опускания будет тем, больше, чем тяжелее груз и чем больше сопротивление, включенное в роторную обмотку. При вращении ротора с сверхсинхронной скоростью двигатель уже не забирает энергию из сети, а наоборот, отдает ее в сеть, как говорят, работает в генераторном режиме.
Свойство асинхронного электродвигателя автоматически переходить из двигательного режима в генераторный очень ценно для кранов, так как способствует экономии электроэнергии, а главное делает очень простым и надежным управление крановым механизмом.
Недостатком сверхсинхронного торможения является то, что оно вступает в действие при скорости выше синхронной.
Если по условиям эксплуатации необходимо снизить скорость спуска, то применяется электрическое торможение способом про. 118
тивовключения, которое может быть осуществлено только при двигателях с контактными кольцами.
Принцип этого способа торможения заключается в том, что в цепь ротора двигателя, включенного в направлении подъема, вводится столь большое сопротивление, что ток в роторе и определяемый им момент двигателя оказываются недостаточными для противодействия моменту, создаваемому висящим грузом, и механизм, а вместе с ним и ротор двигателя будут вращаться в обратную сторону — в направлении спуска.
Проводники обмотки ротора, вращаясь в сторону, противоположную направлению вращения магнитного поля, начнут пересекаться им с большей скоростью, поэтому увеличится э. д. с. и ток в роторе, а также момент двигателя.
Когда скорость двигателя, вращающегося в направлении спуска, увеличится настолько, что момент его полностью уравновесит момент, создаваемый грузом, за вычетом потерь в механизме, установится постоянная скорость спуска.
Скорость спуска при торможении противовключением определяется сопротивлением в обмотке ротора. Чем больше введенное сопротивление, тем больше прн заданной нагрузке скорость спуска.
Торможение противовключением используют лишь прн значительных грузах, поэтому для спуска порожнего крюка или малых грузов в электрической схеме крана предусматривается возможность двух режимов спуска — тормозного и силового.
Ток от троллеев к электродвигателю механизма передвижения моста подводится кабелем, а к электродвигателям механизмов подъема и передвижения тележки —• с помощью троллеев, натянутых вдоль моста, или кабелей (см. § 2).
Ток к крану подводится от электросети через главные троллеи, прокладываемые вдоль подкрановых балок, через плавкие предохранители н главный рубильник к распределительному устройству крановой установки, смонтированной в кабине крановщика.
В козловых кранах ток подводится гибким кабелем через специальный барабан с контактными кольцами или прн помощи троллеев. Во время движения крана кабель соответственно сматывается или наматывается на барабан.
САМОХОДНЫЕ СТРЕЛОВЫЕ КРАНЫ
Самоходные стреловые крапы широко применяют для погрузки готовой продукции на открытых складах и площадках, а также Для обслуживания перегрузочных работ на складах сырья и топлива заводов строительных материалов.
Наибольшее распространение получили самоходные стреловые краны на пневмоколесном ходу, изготовляемые на базе шасси стандартных грузовых автомобилей или на специальных ходовых дележках на пневмоколесном ходу, отличающиеся большой мане-
Рис. 64. Автомобильный кран ЛАЗ-690. Обший вид и график грузоподъемностиРис. 64. Автомобильный кран ЛАЗ-690. Обший вид и график грузоподъемности
Рис. 64. Автомобильный кран ЛАЗ-690. Обший вид и график грузоподъемности
Рис. 64. Автомобильный кран ЛАЗ-690. Обший вид и график грузоподъемности
врснностью и передвигающиеся без порчи дорожных покрытий. В настоящее время серийно изготовляется 9 типоразмеров таких кранов грузоподъемностью от 2,5 до 16 тс (25 000—160 000 м).
Крапы, изготовляемые на базе шасси стандартных автомобилей (автомобильные краны), разделяют на: а) однодвигательные; б) многодвигательные.
У одподвигательпых крапов все крановые механизмы приводятся в действие от двигателя автомобиля посредством механических передач (механическая трансмиссия). У многодвигательных кранов двигатель автомобиля приводит в движение генератор электрического тока, от которого осуществляется питание электрической энергией отдельных двигателей, приводящих в действие крановые механизмы (электрическая трансмиссия), илн насос, питающий жидкостью под давлением гидравлические двигатели (гидравлическая трансмиссия), краны. Большое распространение получил кран ЛАЗ-690, выпускаемый на базе двухосного шасси грузового автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 64), кинематическая схема которого приведена на рнс. 65. Крап ЛАЗ-690 имеет следующее устройство": "на трансмиссии автомобиля устанавливают коробку отбора мощности, шлицевый вал У, который соединен с карданным валом 2 коробки передач. Карданный вал 3 соединяет коробку отбора мощности с задним мостом автомобиля При работающем двигателе и включенном сцеплении автомобиля карданный вал 2 вращает шлицевый вал и шестерню 4, имеющую возможность перемещаться вдоль вала. В среднем положении шестерни 4, показанном на рис. 65, все механизмы отключены от двигателя. При сдвиге влево шестерня 4 сцепляется с шестерней 5 и включает механизмы крана. Будучи смещенной вправо шестерня 4 боковыми выступами сцепляется с муфтой 6 и включает задний мост автомобиля.
При работе крана вращение от коробки отбора мощности карданным валом 7 и коническими шестернями 8 и 9 передается вертикальному валу коробки кранового реверса, состоящего из трех конических шестерен 10, 11 и 12, переключаемых кулачковой муфтой 13. В зависимости от нужного направления вращения кулачковая муфта соединяется с шестерней 10 или 11. На одном валу с ведомой конической шестерней 12 механизма реверса закреплена цилиндрическая распределительная шестерня 14, находящаяся в постоянном зацеплении с шестернями 15 и 16, свободно сидящими на своих валах. Включаемые при помощи кулачковых муфт 17—19, они передают вращение барабану 20 механизма подъема, барабану 21 механизма изменения вылета стрелы или шестерне 22 механизма вращения, обкатывающейся вокруг неподвижно закрепленного зубчатого венца 23.
Лебедка крана ЛАЗ-690 двухбарабаипая (один барабан для подъема груза, другой — для подъема стрелы). Каждый из барабанов приводится в движение с помощью червячной передачи. Ленточный тормоз для каждого из барабанов установлен на валу червяка. Тормозной шкив свободно установлен на валу червяка и связан с храповиком собачкой. Храповик жестко закреплен нЭ валу червяка.
Рис. 65. Кинематическая схема автомобильного крана ЛАЗ-690
При подъеме груза червяк и храповое колесо вращаются, а тормозной диск стоит неподвижно и собачки свободно проскальзывают по зубьям храповика. При остановке червяка собачки, упираются в зубья храповика и удерживают червяк от вращения в обратную сторону. Для спуска груза необходимо с помощью двигателя вращать червяк в направлении спуска, при этом зубья храповика упираются в собачки и заставляют вращаться тормозной шкив под затянутой лентой. Энергия опускающегося груза расходуется на преодоление трения в тормозе и элементах механизма. Таким образом, в этом кране имеет место силовой спуск груза. Скорость спуска груза зависит от скорости вращения червяках
Управление крановыми механизмами производится рычагами из кабины машиниста. Так как во время работы крана водитель переходит из кабины автомобиля в кабину крапа, то в ней установлена педаль подачи рабочей смеси в двигатель, а также указатель вылета стрелы.
122
Примерно такую же принципиальную схему имеют и другие однодвигательные автомобильные краны. Так, например, для монтажа крановых механизмов в шасси автомобиля вносятся следующие изменения: карданный вал выполняется составным и в его разрезе устанавливается редуктор отбора мощности; бензиновый бак переносят за кабину; глушитель размещают в передней части автомобиля под двигателем, чем предотвращают попадание отработанных газов в кабину крановщика и др.
На шасси автомобиля устанавливается неповоротная опора, оснащенная выносными опорами и стабилизатором.
Принцип действия стабилизатора заключается в том, что рессоры крана при помощи тяги и рычагов соединяются в общую систему. Когда кран ставится на погрузочные работы, его устанавливают на выносные опоры и рессоры выключаются, а вес заднего моста прибавляется к весу неповоротной рамы, увеличивая устойчивость крана.
■ -Все большее применение получают многодвигательные автомобильные краны (рис. 66). Силовой установкой является двигатель автомобиля, на шасси которого смонтирован кран.
Двигатель через коробку отбора мощности и карданную передачу соединен с валом синхронного генератора, питающего все силовые электрические цепи и цепи управления.
Освещение и звуковая сигнализация работают на постоянном токе с питанием от аккумуляторной батареи автомобиля. При необходимости питание электродвигателей крана может производиться от внешней сети напряжением 380 в. Управление механизмами в таких кранах производится по таким же схемам, как и мостовых кранов (см. § 3).
На рис. 67 показан автомобильный кран 4056 грузоподъемностью 6,3 тс с гидравлическим приводом на шасси автомобиля ЗИЛ-130. В качестве исполнительных элементов для вращательного движения применены гидродвигатели, а для поступательного движения гидроцилиидры. Кран работает только на выносных опорах, имеющих гидравлический привод и индивидуальное управление каждой опорой, что обеспечивает независимую установку каждой опоры применительно к неровностям рабочей площадки.
Привод насоса гидросистемы осуществляется от коробки передач автомобиля через двухступенчатую коробку отбора мощности. Рабочее давление в гидросистеме 1000 нклк (100 кгекм^. В гидросистеме предусмотрен гидроаккумулятор.
Подъем и опускание стрелы осуществляются с помощью гидро- цилиидра. Грузовая лебедка получает вращение через редуктор от плунжерного гидродвигателя, управляемого золотником. Тормоз лебедки ленточный нормально замкнутый, растормаживается с помощью гидроцилиндра. Поворот крана осуществляется гидро- Двигателем через редуктор.
В соответствии с требованиями Госгортехнадзора кран снабжен ограничителем грузоподъемности и высоты подъема груза, смон- тированным на головной части стрелы.
Кроме автомобильных кранов, на заводах строительных материалов применяются универсальные крапы на специальном пнев- моколесном ходу с двигателем внутреннего сгорания, изготовляе-
Рис 67. Автомобильный кран с гидроприводом
мыс как по одиодвигательной, так и многодвигательной схеме. Такне краны ио сравнению с автомобильными имеют обычно большую грузоподъемность, более широкую колею и увеличенную базу (рис. 68).
ОСНОВЫ РАСЧЕТА КРАНОВ
При эксплуатации кранов на заводах строительных материалов возникает необходимость выполнять расчеты грузоподъемных машин. К таким расчетам относятся: проверка мощности двигателя механизмов подъема и передвижения, проверка устойчивости передвижных поворотных кранов, а также определение продолжительности рабочего цикла кранов и производительности их, применительно к которой по заданному объему грузопереработки определяют необходимый крановый парк.
Внешние нагрузки, действующие на кран, определяют для двух различных случаев состояния крана: рабочего и нерабочего.
Для рабочего состояния крана по методике ВНИИПТМАШа расчет выполняют для двух случаев — А и Б.
Расчетный случай А — нормальные нагрузки рабочего состояния. В этом случае расчетными нагрузками являются: собственный вес конструкции, номинальный вес груза и грузозахватных приспособлений, инерционные нагрузки при пуске и торможении механизмов.
Расчетный случай Б — максимальные нагрузки рабочего состояния, которые вызываются собственным весом конструкции, номинальным весом груза и грузозахватного приспособления, пре-
125
дельной ветровой нагрузкой рабочего состояния (по ГОСТу 1451 — 42) (для кранов, работающих на открытом воздухе), резким пуском или применением интенсивного электрического торможения (противовключением) или внезапным выключением тока в подводящей сети.
■ Для нерабочего состояния крана определяются максимальные ; нагрузки этого состояния (расчетный случай В). В этом случае । расчетными нагрузками являются собственный вес конструкции t. и сила ветра при нерабочем состоянии, принимаемая по Г ГОСТу 1451—42.
£Механизм передвижения
<;При установившемся движении общее сопротивление передви-
}, жению колесных кранов (или крановых тележек) слагается из:
основного сопротивления 1Г0, возникающего Г вследствие трения в подшипниках и трения качения колес по рель- к сам; при этом учитывают также сопротивление от трення реборд Ь колес о рельсы;
дополнительного сопротивления Ц7дол — Й сопротивление ветра (для кранов, работающих на открытых пло- № щадках) и уклона пути.
В Основное сопротивление передвижению равно
IlF0 = (G + G„)»'₽ = (G + G„)(-ftt^)₽H,(119)
Е где — вес груза в н;
К; Go — собственный вес крана в н;
В / — коэффициент трения в подшипниках, принимаемый для Еподшипников скольжения 0,1, а для подшипников Kafrчения 0,015—0,03;
В к = 0,05 см — коэффициент трения качения колес по рельсам; к ^ц — диаметр цапфы в см;
К DK —диаметр ходового колеса в см;
Р — коэффициент, учитывающий дополнительно сопротивле- Кние от трения реборд колес о рельсы, принимаемый
при подшипниках скольжения 1,25—1,4, а при подшип-
никах качения 2,5—3,0.
Дополнительное сопротивление от ветра и уклона
ВWdon = (^Г г) р + (G, + Go) i н, (120)
кгде
КРг — подветренная площадь крана (теКлежки) в At2;
Рг — подветренная площадь грузав At2,
определяемая по его фактическому
Кконтуру или принимаемаяпри
Кпредварительных расчетахпо
табл. 20 в зависимости от грузо- ■подъемности крана;
р^ 150 him- (15 кге!м-у—расчетное давление ветра;
zj— уклон пути (i tg |3), где р — угол наклона.
Таблица 20
Ориентировочные величины подветренной площади груза в зависимости от его веса
Вес груза
I Годнетр^нп .1Я Площадь груза u .'f2
Вес груза п тс
Иод встрснная площадь груза н лр
1.0
2.0
10.0
12,0
2,0
3,5
20,0
20,0
3,(1
5,0
30,0
25,0
5,0
8,0
50,0
30,0
Момент от статических сопротивлений па валах ведущих ходовых колес для кранов, работающих на открытых площадках, равен М„„ AW„ + \хц„ 4г н*-021)
Мощность двигателя в период установившегося движения 022)
Для кранов, работающих в закрытых помещениях на горизонтальных путях, например, мостовых кранов, сопротивление передвижению
- (Gi I а^(УУУУ ₽ н- <123)
а мощность двигателя такого крана
N = (a,N = (a,1000т) К6П1'1000т) К6П1'(124)(124)где у — скорость передвижения в м!сек;т| = 0,84 0,85 — к. и. д. механизма.По формуле (124) определяют сопротивление передвижению краповых тележек мостовых кранов, имея в виду, что в этом случае Go — вес крановой тележки.Момент па валу двигателя механизма передвижения при пускегде у — скорость передвижения в м!сек;т| = 0,84 0,85 — к. и. д. механизма.По формуле (124) определяют сопротивление передвижению краповых тележек мостовых кранов, имея в виду, что в этом случае Go — вес крановой тележки.Момент па валу двигателя механизма передвижения при пускеММ^хш ." ^дин. пост^хш ." ^дин. пост^дин-врищ'^дин-врищ'(125)(125)
N = (a,
N = (a,
1000т) К6П1'
1000т) К6П1'
(124)
(124)
где у — скорость передвижения в м!сек;
т| = 0,84 0,85 — к. и. д. механизма.
По формуле (124) определяют сопротивление передвижению краповых тележек мостовых кранов, имея в виду, что в этом случае Go — вес крановой тележки.
Момент па валу двигателя механизма передвижения при пуске
где у — скорость передвижения в м!сек;
т| = 0,84 0,85 — к. и. д. механизма.
По формуле (124) определяют сопротивление передвижению краповых тележек мостовых кранов, имея в виду, что в этом случае Go — вес крановой тележки.
Момент па валу двигателя механизма передвижения при пуске
М
М
^хш ." ^дин. пост
^хш ." ^дин. пост
^дин-врищ'
^дин-врищ'
(125)
(125)
где /Игде /И9550 —момент на валм ских сопротивлений в нм;9550 —момент на валм ских сопротивлений в нм;двигателя от статиче-двигателя от статиче-
где /И
где /И
9550 —момент на валм ских сопротивлений в нм;
9550 —момент на валм ских сопротивлений в нм;
двигателя от статиче-
двигателя от статиче-
^дин- пост^дин- постtt— динамический момент от поступательно— динамический момент от поступательнодвижущихся частей в им;движущихся частей в им;
^дин- пост
^дин- пост
t
t
— динамический момент от поступательно
— динамический момент от поступательно
движущихся частей в им;
движущихся частей в им;
i — передаточное число механизма привода;
GD:1Dn
Майн впаш =динамический момент от вращающихся
' 4 о/,Ыпуск
масс в нм;
GD"np = (1,15ч-1,20) ^GDpom + СО’муф) — приведенный маховой момент вращающихся частей в кем4;
GDpom — маховой момент ротора электродвигателя в кем4, принимаемый по каталогу;
СО"л1уф — маховой момент муфты, соединяющий вал двигателя с редуктором, в кал<2.
Перегрузка двигателя
Торможения ходового механизма производят при выключенном двигателе, т. е. когда край движется по инерции.
Момент, создаваемый тормозом,
Мш = М^н — Мс.„ нм,(126)
где Мдин = Мдич. пост + M'dliH. пращ — динамический момент от поступательно движущихся и вращающихся масс, возникающий при торможении;
Мй,„.= (G + G„)(127)
_ GD^n(128)
Мдин.вГа1Ц--НМ,
Мст = 9550 -^статический момент сопротивлений передвиже
нию краиа в нм;
N' — мощность двигателя в кет, затрачиваемая на преодоление статических сопротивлений передвижению (без учета трения реборд колес о рельсы р = 1).
Если при расчете задано расстояние Lm, которое должен пройти кран или тележка после начала торможения, то при равномерно замедленном движении и скорости движения и м!сек время торможения
^тор= у сек.
Торможение должно производиться так, чтобы не было юза, т. е. край не двигался по инерции при застопоренных колесах.
(129)(129)Сила сцепления колес с рельсами, когда половина колес являются приводными и тормозными
(129)
(129)
где ф^ 0,12 — коэффициент сцепления колес с рельсами.
9 Евневич129
Минимальный путь торможения из условия отсутствия юза можно определить, приравнивая кинетическую энергию крана (тележки) работе силы сцепления Е(Ц на пути торможения Lm;
р т _( fi+M lhr „ (G ^)(l YHJ гсць„; — I 2/ Ybm2’
откуда
U = (1 ^ M,(130)
Где ^ — коэффициент, учитывающий кинетическую энергию вращающихся масс.
Пример. Определить мощность электродвигателя механизма передвижения крановой тележки мостового крана грузоподъемностью (7— 50 000 н (5 тс), если собственный вес тележки Gfl — 24 000 н (2,4 тс), скорость передвижения у _ 0,75 м!сек, диаметр ходового колеса D ~ 0,3 .и, диаметр цапфы ходового колеса dц = 0,06 м. Ходовые колесы смонтированы на шарикоподшипниках f — — 0,03; коэффициент трения качения к — 0,05 см; р = 3,0; к. п. д. привода ориентировочно равен 0,85. Путь горизонтальный. Режим работы крана средний, время пуска £пуск — 3 сек.
Мощность двигателя в период установившегося движения
Аст (Gx 4- (iu)Аст (Gx 4- (iu)Мц 4- 2АМц 4- 2АиТоббт}"иТоббт}"
Аст (Gx 4- (iu)
Аст (Gx 4- (iu)
Мц 4- 2А
Мц 4- 2А
иТоббт}"
иТоббт}"
- (50 000 - 24 000) 0.03.6 + 2.0,05 . 3+75 _ ют
Этой мощности при ПВ 25% ближе всего соответствует по каталогу двигатель МТ-11-6 мощностью 2,2 кет, п =- 885 об/мин (92 рад!сек). Маховой момент ротора GD^ = 0,17 кгл12; [Л]- 2,3.
Угловая скорость ходовых колес и2 0,75-2 с _ or = Tr = 5p“dOT-
Передаточное число привода
. „ 3^-91,23,5.'.
5 z ,
Номинальный момент двигателя
МНОЛ[ 9550 ^- = 9550 -|^ = 23,5 нм.
Момент на валу двигателя от статических сопротивлений
Мет = 9550= 9550 4£ = 19,4 нм.
П^д885
Динамический момент от поступательно движущихся частей
мдт. „„„ = (G, + G„^K^- (50 000 + 24 000) ^^ = 14,3 км.
Динамический момент от вращающихся частей
М^ин.врат "07О<к31пискМ^ин.врат "07О<к31писк1,15.0,17.885 , ' 37,5-3 " " 154 Н-М‘1,15.0,17.885 , ' 37,5-3 " " 154 Н-М‘
М^ин.врат "07
О<к31писк
М^ин.врат "07
О<к31писк
1,15.0,17.885 , ' 37,5-3 " " 154 Н-М‘
1,15.0,17.885 , ' 37,5-3 " " 154 Н-М‘
Общий момент при пуске
Мпуск = Мет ~г ^дин. пост Н Мдин. враш, = 19,4 Н- I 4,3 -|- 1,54 — 35,24 НМ.
Перегрузка двигателя при пуске
, Мпчск 35,24 - Мном ~ 23,5 ” 1,ь’что меньше допускаемой 2,3.
Мощность двигателя механизмов передвижения самоходных кранов на автомобильном ходу при скоростях движения до 3,3 м!сек (до 12 км!час^ определяют аналогично кранам на рельсовом ходу с той только разницей, что в расчетные формулы (119)—(124) вводят другие значения коэффициента сопротивления движению w', принимаемые по табл. 21, в зависимости от характера дороги.
Таблица 21
Коэффициент сопротивления движению tv' и коэффициент сцепленияф в формулах для определения мощности двигателеймеханизмов передвижения кранов на автомобильном ходу1
Характер поверхностей передвижения
Величина коэффи• циента сопротивления движению
Величина коэффициента сцепления
при ходовых колесах на пневматических шинах
при ходовых колесах иа грузовых шинах
Шоссе с покрытием:
бетонным
0,0115.
0,60—0,75
0,50—0,60
асфальтовым
0,0128
0.35—0,45
. 0,25—0,35
булыжным
0,0350
0,45—0,35
0,35—0,40
Дорога:
песчаная влажная
0,06
0,50—0,60
0,20—0,40
»сухая
0,10
0,65—0,70
0,45—0,55
с укатанным снежным покровом
0,025
0,15—0,35
0,10—0.15
1 Нагрузка на одно ходовое колесо
автомобильного крана не должна превы-
шать указанной заводами-изготовителями.
Так как кран может двигаться и по наклонной поверхности, то необходимо учитывать составляющую веса крана.
Сопротивление передвижению крана иа автомобильном ходу при иеустановившемся движении будет равно
пуск = (G + Go) (ф' — О 4 ^дин-погт 4“ дин. вращ 4“ ^ветра И, (131) где (G + Go) — полный вес крана (вес брутто) в н;
i — тангенс угла наклона пути в град;
^ветра — сопротивление движению от давления встречного ветра в н;
^дин.прст 4- ^дин.вращ — сопротивление от сил инерции в период трогания с места в н\
8е131
Во избежание буксования сила сцепления ведущих колес с поверхностью дороги должна быть больше силы сопротивления передвижению
W<TCI,
И7 < (G + С0)фф,(132)
где Тсц = (G + Gft) фф — сила сцепления ведущих ходовых колес крана с поверхностью дороги в н;
ф — коэффициент сцепления, выбираемый по данным табл. 21.
(С + С0)ф— вес крана, приходящийся на ведущие колеса, в к;
Мощность двигателя определяют с учетом динамических нагрузок, возникающих при пуске [формула (131)] и по пусковому моменту выбирают номинальную мощность двигателя.
Механизмы вращения
Для всех стреловых кранов характерно наличие опорно-поворотного устройства, которое является опорным и соединительным элементом между нижней и неповоротиой и верхней поворотной частями крана. Назначение опорно-поворотного устройства — обеспечение легкого вращения поворотной платформы и восприятие нагрузок от ветра, веса поворотной части и груза, а также инерционных нагрузок.
Опорно-поворотное устройство обычно состоит из центрирующей цапфы опорного круга, часто изготовляемого заодно с зубчатым венцом, опорных катков и верхнего опорного круга. Центрирующая цапфа предназначена для центрирования поворотной платформы и восприятия горизонтальных усилий, а иногда и вертикальных открывающих усилий. В последнем случае поворотная платформа через подпятник закрепляется гайкой, установленной на верхней части центральной цапфы. Давление от поворотной платформы на нижиюю раму передается катками, укрепленными на поворотной платформе.
В более тяжелых кранах центрирующая цапфа (рис. 69) отсутствует и опорно-поворотиое устройство состоит: из нижнего 1 и верхнего 5 колец, зубчатого венца 3 и двух рядов шариков 2 и 4. Кольцо 5 жестко прикреплено к раме поворотной платформы, а кольцо 1 и зубчатый венец 3 прикреплены к раме ходовой тележки. При нормальной работе равнодействующая вертикальных снл, действующих на поворотную платформу, не выходит за пределы шариковых колец, поэтому нагрузка воспринимается шариками 2. При случайных перегрузках, когда равнодействующая вертикальных снл может выйтн за пределы опорного контура шариковых колец, вступают в действие шарики 4.
Характерной чертой режима работы механизма вращения является малый период установившегося движения по сравнению с периодом пуска и торможения, а также большие инерционные силы, которые обычно значительно превышают статические.
Учитывая указанное, механизм вращения рассчитывают на суммарный момент от статических и инерционных нагрузок:
^вдащ “ ^ст + ^дин НМ,( 133)
М-ст — момент от статических сил; Мдик — момент от динамических сил.
гдегдеВ общем случае
где
где
(134)(134)^ст = Мтр + Мукл + Мв НМ,
(134)
(134)
где Мтр — момент сил трения;
М-укл — момент от составляющей веса поворотной части крана и груза при работе крана иа наклонной площадке;
М.в — момент сопротивления от ветровой нагрузки.
Общий момент сопротивления от сил инерции относительно оси вращения поворотной части определяется как сумма моментов сопротивлений от сил инерции отдельных элементов крана (груз, стрела, платформа, механизмы):
(135)(135)Мдин = 2 ^/8 = 2^т^- нм,‘пуск
(135)
(135)
где 2 Л — суммарный момент инерции поворотных масс крана в кгл12;
О)
е = угловое ускорение краиа;
*пуск
со — угловая скорость вращения крана в 1/сел;
^пуск — период неустановившегося движения в сек.
К=0ЛК=0ЛК=0.7К=0.7К=0Л5К=0Л5у!у!к=о,5к=о,5к=о,зк=о,зК-1,33К-1,33КЧЗЗКЧЗЗк-^к-^
К=0Л
К=0Л
К=0.7
К=0.7
К=0Л5
К=0Л5
у!
у!
к=о,5
к=о,5
к=о,з
к=о,з
К-1,33
К-1,33
КЧЗЗ
КЧЗЗ
к-^
к-^
Рис. 70. Моменты инерции различных элементов грузоподъемных машин
Моменты инерции элементов крана в зависимости от их расположения относительно оси крана могут быть определены по формулам, приведенным на рис. 70.
Пользуясь правилами приведения моментов к одному нз валов и учитывая момент инерции ротора электродвигателя, определяют общий приведенный момент от инерционных сил на валу двигателя.
Механизм изменения наклона стрелы
Стрела, шарнирно прикрепленная к поворотной платформе (рис. 71), поднимается и опускается с помощью стреловой лебедки и стрелового полиспаста.
Для определения размеров каната и расчета стрелы необходимо уметь определять усцлця, действующие на стрелу и стреловой полцспаст.
131
Величина этих усилий зависит от угла наклона стрелы и может быть определена аналитическим или графическим способом. Так как грузоподъемность стреловых кранов зависит от вылета стрелы, то обычно эти усилия определяют для нескольких положений и строят график нагрузок, из которого находят наибольшее расчетное усилие на канат и стрелу.
При графическом расчете рассматривают равновесие сил, действующих на верхний конец стрелы (см. рис. 71). К этому узлу
Рис. 71. Схема к определению усилия в стреловом полиспасте
приложены следующие силы: 1) вес груза G; 2) половина собст- венного веса стрелы -—; 3) натяжение грузового каната S; 4) усилие стрелового полиспаста 7 и 5) реакция стрелы Q.
Сначала складываем геометрически известные по величине и направлению силы G, -у- н S, в результате чего получаем равнодействующую которая уравновешивается силами 7 и Q, для нахождения которых разложим силу R на направление сил 7 и Q.
Когда определено усилие стрелового полиспаста 7, то можно определить натяжение стрелового каната
(|36>
где т — кратность полиспаста; Л — к. п. д. полиспаста.
Задаваясь скоростью наматывания стрелового каната определяют необходимую мощность двигателя стреловой лебедки.
Ввиду малой скорости стрелового каната инерционные нагрузки можно не учитывать.
Остовы (металлоконструкции) кранов
Расчетные элементы металлоконструкций кранов согласно ГОСТу 7131—64 должны изготовляться из мартеновской углеродистой стали марки ВСт.Зкп по ГОСТу 380—60, а для кранов, предназначенных для работы при температуре ниже минус 25°, — из спокойной стали марки ВСт.З по ГОСТу 380—60.
Как уже указывалось выше, в кран-балках используют прокатные профили, а в нормальных мостовых кранах получили широкое применение балки коробчатого сечения, изготовляемые из листовом стали н свариваемые на автоматических сварочных аппаратах под слоем флюса.
Кран-балки больших пролетов имеют несущие фермы решетчатой конструкции.
Сварные соединения прн ручной сварке выполняются электродами не ниже Э-42 по ГОСТу 2532—51.
Прн расчете металлоконструкций учитывают все действующие нагрузки, а именно: постоянные и подвижные, а также инерционные, действующие в вертикальной и горизонтальных плоскостях, и ветровые нагрузки только для кранов, работающих на открытом воздухе.
К постоянным относятся нагрузки от собственного веса металлоконструкций и установленных на них механизмов.
К подвижным нагрузкам относятся вертикальные давления от ходовых колес грузовых тележек, перемещающихся по металлоконструкциям.
К инерционным относятся нагрузки, возникающие прн пуске и торможении крана, тележек и поворотных платформ.
Ветровую нагрузку учитывают по ГОСТу 1451—42.
Так как в процессе перемещения крана металлоконструкция испытывает толчкн,то нагрузка от собственного веса не является полностью статической, влияние толчков учитывают коэффициентом динамичности.
Рассмотрим в качестве примера мостовой кран.
На мост крана при разгоне и торможении, кроме вертикальных сил, действуют горизонтальные силы инерции (рис. 72), величина которых не может превышать силу сцепления колес с рельсами. В кранах обычно только половина колес является приводными. Принимая коэффициент сцепления ф = 1/7, получим расчетное значение силы инерции равным Vn от давления колеса.
Двухбалочный мост имеет пролетное строение из двух балок, которые лучше всего было бы делать в виде бруса равного сопро- 136
г)г)Рис. 73. Схемы к расчету моста кранаРис. 73. Схемы к расчету моста кранаРис. 72 Схема действия инерционных нагрузок на мост кранаРис. 72 Схема действия инерционных нагрузок на мост крана
г)
г)
Рис. 73. Схемы к расчету моста крана
Рис. 73. Схемы к расчету моста крана
Рис. 72 Схема действия инерционных нагрузок на мост крана
Рис. 72 Схема действия инерционных нагрузок на мост крана
тивления, ио из-за трудности изготовления криволинейного профиля балки делаются прямолинейными со скошенными концами (рис. 73).
Максимальный момент от постоянных нагрузок (рис. 73, б)
Мс- +(137)
где Gu— собственный вес балки;
Gx — вес центрального приводного узла механизма передвижения.
Момент от временной нагрузки (от давления колес крановой тележки) достигает максимального значения, когда колеса находятся в пунк-
тах / и 2, на расстоянии ~- от середины моста (рис. 73, в)
9Р7 // \ 2
■(138)
Суммарный расчетный вертикальный изгибающий момент
Мберп1 - WP + кМс,(139)
Где ф — динамический коэффициент; при легком режиме ф ~ 1 »1;при среднем ф = 1,3 и при тяжелом ф = 1,5;
к — коэффициент толчков. При и = 1,0 м!сек к = 1,0; при и > 1,0 /л! сек к — 1,1.
Схема приложения горизонтальных сил (см. рис. 71) аналогична схеме вертикальных сил, поэтому
М„р - (Mt + МД(140)
где £ = 0,80 — коэффициент, учитывающий уменьшение момента посередине вследствие частичной заделки главной балки в концевых балках.
Когда найдены изгибающие моменты, определяют напряжения в балке, для чего предварительно задаются размерами балки.
Обычно высота балки Н — (^у^^у)^’ ширина b = (у~^
-у) Н, толщина вертикальных листов 6 = 6^-10 мм.
Наибольшее напряжение в поясах коробчатой балки
(141)(141)Мдерт I Мгрр — , .
(141)
(141)
Wx Wu <l Ь
где W4 — момент сопротивления балки в вертикальной плоскости (относительно оси х—х);
Wy— момент сопротивления балки в горизонтальной плоскости;
[о] —допустимое напряжение.
Главная балка должна быть проверена на максимальный прогиб от подвижной нагрузки
2PL3 г48Е/, L2PL3 г48Е/, L(142)(142)
2PL3 г
48Е/, L
2PL3 г
48Е/, L
(142)
(142)
(143)(143)по нормам Госгортехнадзора
(143)
(143)
/max < 700
Концевая балка (рис. 73, г) рассчитывается на изгиб для наивыгоднейшего положения тележки, когда она находится в крайнем положении на мосту.
Расчетное значение опорных давлений
Арисч = Ф-4Р 4" kAQl
где Ао = 0,5 (Go + Gj) — опорное давление от постоянной нагрузки;
Ар = у— (L — хт!п — 0,50 — нагрузка от тележки, когда она находится в крайнем положении;
хт1п — минимальное расстояние колеса тележки от подкрано-- вого рельса.
Для мостов решетчатой конструкции, применяемых при больших пролетах, определяют усилия в отдельных стержнях, обычно раздельно от собственного веса н подвижной нагрузки, и по результирующему усилию производят подбор стержней. Растянутые стержни выбирают по допускаемому напряжению, а сжатые стержни рассчитывают на продольный изгиб.
138
Устойчивость передвижных стреловых кранов
Для всех передвижных кранов чрезвычайно важным является обеспечение их устойчивости. Так как передвижные стреловые краны имеют переменный вылет, то допустимый вес поднимаемого груза зависит от вылета стрелы. Максимальная грузоподъемность крана, на которую рассчитаны все механизмы, соответствует минимальному вылету; для остальных положений стрелы вес под-
Рис. 74. График изменения грузоподъемности и высоты подъема стреловых передвижных кранов в зависимости от вылета стрелы
нимаемого груза будет соответственно другим. Поэтому каждый кран снабжают паспортом, к которому приложен график изменения грузоподъемности от вылета стрелы. На рис. 74 приведен такой график (жирная линия). Обычно на этом же графике имеется кривая зависимости высоты подъема крюка от вылета стрелы крана (пунктирная линия). Обычно на графике приводят две кривых грузоподъемности — одна при работе крана без выносных опор, а другая с выносными опорами.
Устойчивость крана определяют как при подъеме груза — грузовая устойчивость — опрокидывание в сторону стрелы под действием веса поднимаемого груза, ветра и сил инерции (рис. 75, а\ так и при отсутствии груза — собственная устойчивость — опрокидывание в сторону, противоположную стреле (рнс. 75, б). По нормам Госгортехнадзора краны должны иметь регламентированный запас устойчивости от опрокидывания.
Устойчивость крана характеризуется: а) коэффициентом «грузовой» устойчивости Ki — отношением момента всех действующих на кран сил относительно ребра опрокидывания О (см. рис. 75,Устойчивость крана характеризуется: а) коэффициентом «грузовой» устойчивости Ki — отношением момента всех действующих на кран сил относительно ребра опрокидывания О (см. рис. 75,Рис. 75. Схемы к определению коэффициентов грузовой и собственной устойчивости передвижных стреловых кранов на железнодорожном, автомобильном и гусеничном ходуРис. 75. Схемы к определению коэффициентов грузовой и собственной устойчивости передвижных стреловых кранов на железнодорожном, автомобильном и гусеничном ходуа и б), кроме веса поднимаемого груза, к моменту, создаваемому грузом относительно того же ребра опрокидывания, и б) коэффициентом «собственной» устойчивости — отношением моментов сил, расположенных за пределами опорного контура, взятых относительно ребра опрокидывания О. Коэффициент устойчивости с учетом действия всех сил должен быть не менее 1,15. При расчете кранов на горизонтальном пути без учета воздействия дополнительных нагрузок (ветра, снега и инерционных сил при малых скоростях опускания груза и поворота стрелы) коэффициент грузовой устойчивости должен быть не менее 1,4.
Устойчивость крана характеризуется: а) коэффициентом «грузовой» устойчивости Ki — отношением момента всех действующих на кран сил относительно ребра опрокидывания О (см. рис. 75,
Устойчивость крана характеризуется: а) коэффициентом «грузовой» устойчивости Ki — отношением момента всех действующих на кран сил относительно ребра опрокидывания О (см. рис. 75,
Рис. 75. Схемы к определению коэффициентов грузовой и собственной устойчивости передвижных стреловых кранов на железнодорожном, автомобильном и гусеничном ходу
Рис. 75. Схемы к определению коэффициентов грузовой и собственной устойчивости передвижных стреловых кранов на железнодорожном, автомобильном и гусеничном ходу
Коэффициент устойчивости передвижных кранов проверяют по формулам
К,К,G(c—h6 sin р + Ь) — -^ (а — Ь) — U71P — W^h — g^l^FQ(a — b)
К,
К,
1,15.1,15.01(6 — ^—Л sin p) — U7lP1G2 (c2 — b + h2 sin P)
1,15.
1,15.
1,15.(144)1,15.(144)(145)(145)Отдельные члены выражения (144) и (145) представляют собой моменты сил в нм. Так, например, в числителе выражения (144) первое слагаемое — значение момента собственного веса крана, за вычетом момента от горизонтальной составляющей, обусловленной уклоном пути, на котором стоит кран; второй член — момент от сил инерции при разгоне груза; третий и четвертый члены — моменты от ветровой нагрузки на кран и поднимаемый
1,15.
(144)
1,15.
(144)
(145)
(145)
груз; пятый член — момент от центробежной силы, возникающей при вращении груза. Последнее выражение получено при следующих допущениях:
центробежная сила
Р = Q^o2 = Q(a + Н sin Р)^- н.(146)
р
Ввиду малого угла р, sin 0 = tg 0 подставляя это значение tg 0 в выражение (146) и решая его относительно Р и принимая л2 •= 10, получим
Р —Qan-
90-/7^I14',
Опрокидывающий момент от центробежной силы
M = Pli- д^, нм,(148)
где Ki — коэффициент грузовой устойчивости;
G — вес крана в н;
с — расстояние от центра тяжести крана до оси вращения его в м;
h0—расстояние от центра тяжести крана до плоскости, проходящей^через точки опорного контура, в м;
Р — угол наклона пути, принимаемый равным 3° для кранов иа железнодорожном, автомобильном и гусеничном ходу при работе без опорных домкратов и равным 1° 30' для кранов на железнодорожном и автомобильном ходу при работе с опорными домкратами;
b — расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания в ж;
Q — вес предельного рабочего груза в н;
v — скорость подъема груза в м/сек; t — время торможения в сек;
а — расстояние от оси вращения крана до центра тяжести подвешенного предельного рабочего груза для крана, установленного на горизонтальной плоскости в ж;
WY— сила давления ветра, действующего на подветренную площадь крана параллельно плоскости, на которой установлен кран, в н;
Pi — расстояние от линии действия силы ветра до~ ребра опрокидывания в ж;
1^2 — сила давления ветра, действующего на подветренную площадь подвешенного предельного рабочего груза, в н;
h — расстояние от головки стрелы до плоскости, проходящей через ребро опрокидывания и перпендикулярной к оси вращения крана, в м;
п — скорость вращения крана в об/мин;
Н — расстояние от головки стрелы до центра тяжести подвешенного груза в его наинизшем положении (когда груз расположен на уровне земли) в м;
k2 — коэффициент собственной устойчивости;
Gi — вес частей крана, расположенных относительно ребра опрокидывания О со стороны опорного контура, в н; сг — расстояние от центра тяжести всех частей крана, расположенных со стороны опорного контура, до оси вращения крана в м;
hj — расстояние от центра тяжести частей крана, расположенных относительно ребра опрокидывания со стороны опорного контура, до плоскости, проходящей через точки опорного контура, в м;
G2 — вес частей крана, расположенных относительно ребра опрокидывания со стороны, противоположной опорному контуру, в н;
с2 — расстояние от центра тяжести всех частей крана, расположенных вне опорного контура, до оси вращения крана, в м;
h2— расстояние от центра тяжести всех частей крана, расположенных вне опорного контура, до плоскости, проходящей через точки опорного контура, в м.
Глава IX. ПОДЪЕМНИКИ
КЛЕТЬЕВЫЕ ПОДЪЕМНИКИ
Клетьевые подъемники (лифты) в промышленности строительных материалов применяют главным образом для подъема грузов на верхние этажи промышленных зданий и складов. По числу клетей (кабин) эти подъемники подразделяют на одноклетьевые и двухклетьевые. По типу привода различают подъемники, оборудованные барабанными лебедками и лебедками с канатоведущими шкивами.
На рис. 76 приведена схема одноклетьевого подъемника с приводом от лебедки с канатоведущим шкивом. Клеть (кабина) 1 перемещается вдоль вертикальных направляющих 2, подвешена к канатам 3 (обычно два-три каната), огибающим канатоведущий 4 и направляющий 5 шкивы приводной электрической лебедки. Концы канатов закреплены на противовесе 6, движущемся по направляющим 7.
Обе пары направляющих устанавливают в шахте, проходящей через все этажи и огражденной стенами здания или специальным
каркасом с обшивкой из листовой стали либо проволочной сетки. На каждом этаже в обшивке устраивают дверные проемы с раздвижными нли распашными дверями. Лебедку устанавливают над шахтой или в нижней части ее, реже в стороне от шахты. Для обеспечения безопасности подъема каждый подъемник снабжают предохранительными устройствами: регулятором скорости, концевыми выключателями, буферами для посадки клети, ловителями, удерживающими клети от падения при случайном обрыве канатов, блокировочными приспособлениями, препятствующими включению двигателя лебедки при открытых шахтных дверях.
Управляют подъемниками из кабин (подъемники с проводниками) илн с внешнего поста управления.
Клетьевые подъемники с приводом от барабанных лебедок по схеме принципиально не отличаются от клетьевых подъемников с приводом от лебедок с канатоведущими шкивами, но кабины и противовесы в первых подвешивают к отдельным канатам, попеременно навиваемым на барабаны.
Грузоподъемность клетьевых грузовых подъемников 0,5—10 тс. Скорость движения клетей не превышает 1 м/сек, обычно она равняется 0,2—0,6 м/сек.
СКИПОВЫЕ ПОДЪЕМНИКИ
На заводах строительных материалов, например при загрузке шахтных печей, применяют скиповые подъемники с автоматической загрузкой и разгрузкой материала (рис. 77). Груз в таких подъемниках поднимают в специальных сосудах (скипах) 1, подвешенных к канатам 2 и перемещающихся в наклонных или вертикальных направляющих 3.
Скип представляет собой вагонетку специальной формы с кузовом емкостью 0,5—2,5 ле3, изготовленным из листовой стали и установленным на двухколесных осях (рис. 77, б), причем колеса каждой оси перемещаются по своей паре направляющих. Передние колеса имеют более узкую колею и движутся по внутренним направляющим; задние колеса движутся по внешним направляющим, имеющим широкую колею.
На нижнем загрузочном и на промежуточном участках подъемника обе пары направляющих (рельсов) располагают в одной плоскости. На верхнем разгрузочном участке внутренняя пара направляющих, по которой катятся колеса передней по ходу (верх-
ней) оси, отклоняется в сторону приемного бункера 4, наружная же пара сохраняет первоначальное направление. При подходе скипа к разгрузочному участку передние колеса начинают катиться по горизонтальному участку направляющих, а задние, продолжая первоначальное движение, производят опрокидывание (выгрузку) скипа.
Скип загружают из бункера 5, причем бункерный затвор открывается и закрывается автоматически при подходе скипа к загрузочному приямку и после заполнения скипа. Также автома-
Рис. 77. Скиповые подъемники;Рис. 77. Скиповые подъемники;а — схемы подъемников: б — устройство для разгрузки; 1 — скип; 2 — канат; 3 — рельсовые направляющие; 4 — приемный бункер; 5 — загрузочный бункер; 6 — передние колеса; 7 — задние колеса; 8 — разгрузочные кривыеа — схемы подъемников: б — устройство для разгрузки; 1 — скип; 2 — канат; 3 — рельсовые направляющие; 4 — приемный бункер; 5 — загрузочный бункер; 6 — передние колеса; 7 — задние колеса; 8 — разгрузочные кривые
Рис. 77. Скиповые подъемники;
Рис. 77. Скиповые подъемники;
а — схемы подъемников: б — устройство для разгрузки; 1 — скип; 2 — канат; 3 — рельсовые направляющие; 4 — приемный бункер; 5 — загрузочный бункер; 6 — передние колеса; 7 — задние колеса; 8 — разгрузочные кривые
а — схемы подъемников: б — устройство для разгрузки; 1 — скип; 2 — канат; 3 — рельсовые направляющие; 4 — приемный бункер; 5 — загрузочный бункер; 6 — передние колеса; 7 — задние колеса; 8 — разгрузочные кривые
тически при помощи конечных выключателей происходит остановка скипа в его крайнем нижнем и верхнем положениях.
Скипы приводятся в движение барабанными лебедками. В односкиповых подъемниках вес скипа обычно уравновешивают противовесом, движущимся по отдельным направляющим. В двухскн-' повых подъемниках скипы взаимно уравновешиваются.
Производительность скипового подъемника зависит от продолжительности цикла работы, емкости и числа скипов.
Продолжительность цикла
, 2L . v 4t = ~Н 2Л сек,Уср
г Н
где L — —п рдлина пути, проходимого скипом от места за
грузки до места разгрузки, в м;
Н — высота подъемника, измеренная между уровнями загрузки и разгрузки, в м\
Р — угол наклона направляющих к горизонту;
иср — средняя скорость движения скипа(0,6—
0,8 м/сек);
/— время, затрачиваемое на загрузку и разгрузку, в сек.
Число скипов, разгружаемых в час,
3600m
где т — число скипов (одни или два).
При емкости скипа цм? и насыпной массе у кг/м3 и коэффициенте заполнения скипа ф = 0,9 производительность подъемника п З.бт^уф
Окружное усилие на барабане при двухскиповом подъеме определяют по формуле
l^o = 1,5 [G sin р + (G 4- Gn) cos [W 1 н, (149) где 1,5 — коэффициент, учитывающий трение реборд колес о направляющие;
G — вес груза в скипе в н;
Go — собственный вес скипа в и;
р — угол наклона направляющих в град;
w' — коэффициент основного сопротивления движению скипа (равный 0,015—0,02 для подшипников скольжения и 0,005—0,01 для подшипников качения).
Мощность электродвигателя лебедки
где и — скорость движения скнпа в м/сек; г| — к. п. д. привода.
Вопросы для повторения
Назовите основные типы кранов, применяемых на заводах строительных материалов.
Объясните устройство нормального электрического мостового крана.
Укажите на различие между нормальным электрическим краном и кран- балкой.
Какие способы электрического торможения применяют в мостовых кранах?
Как осуществляется «самомонтаж» козловых кранов?
На какие нагрузки рассчитывают краны?
Какова последовательность расчета механизма передвижения мостового крана?
Постройте график грузоподъемности стрелового передвижного крана в зависимости от вылета стрелы.
Укажите основные схемы подъемников.
Определите производительность скипового подъемника, если емкость скипа 0,6 л3, скорость подъема 0 75 м/сек, высота подъема 16 м, угол наклона 60°.
Как осуществляется спуск груза в автомобильном кране ЛАЗ-690.
Раздел второйТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫИ УСТАНОВКИ
Глава X. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
НЕКОТОРЫЕ ДАННЫЕ О ТРАНСПОРТИРУЕМЫХМАТЕРИАЛАХ
Для межцеховой, внутрицеховой н межоперацнонной доставки насыпных и однородных штучных грузов на заводах стройматериалов широко применяют машины и установки непрерывного транспорта (конвейеры) (рис. 78).
Совмещая во времени груженый (рабочий) и порожний (холостой) хода и работая без остановок, машины непрерывного транспорта обеспечивают заданную производительность независимо от расстояния транспортирования н поэтому наиболее удовлетворяют современным требованиям поточной системы производства.
Транспортирующие машины перемещают грузы навалом иа несущих поверхностях — лентах, пластинах или в желобах.
Выбор типа транспортирующих машин н их основных параметров (скорость движения, угол наклона и др.) в значительной степени зависит от физико-механических свойств насыпных грузов.
Характерными свойствами насыпных грузов как объектов транспортирования, которые надо учитывать при выборе транспортирующих машин, являются: крупность, влажность, плотность (объемная масса) в кг!м\ подвижность и связность частиц, смер- заемость, угол естественного откоса, коэффициент треиия о твердые несущие поверхности, абразивность.
Плотность насыпного груза (насыпная плотность) зависит также от крупности его частиц, и, как правило, уменьшается по мере измельчения. Классификация насыпных грузов по весу приведена в табл. 22.
Таблица 22
Категория насыпного груза
Насыпная плотность в кг/ма
Примерные насыпные грузы
Легкие
Средние
Тяжелые
Весьма тяжелые . . •
Менее 600 600—1100 1100—2000 Более 2000
Древесные опилки, торф Каменный уголь, шлак Песок, гравий, щебень Руда, гранит
Насыпные грузы имеют ограниченную подвижность и могут воспринимать сдвигающие усилия; благодаря наличию сил трения и сцепления между частицами эти силы тем больше, чем выше внутреннее давление.
Углом естественного откоса называется наибольший угол, который может образовывать свободная поверхность сыпучего
Рис. 78 Схемы конвейеров:
а — ленточный; б — пластинчатый; в — скребковый; г — ковшовый; О — полочный; е — люлечный; ж — элеватор
к тела с горизонтальной плоскостью. Обычно угол естественного [- откоса в покое определяют с помощью полого цилиндра (рис. 79). Г Материал насыпают в полый цилиндр, а затем последний осто- f рожно поднимают. При этом высыпавшийся материал распола- г гается в виде конуса, образующие которого наклонены к гори- Р, зонтальной плоскости под углом естественного откоса.
Г:На несущих поверхностях транспортирующих машин материал
подвергается толчкам и встряхиванию, вследствие чего угол есте- г: ственного откоса при движении машин меньше, чем в покое.
1* Для определения угла естественного откоса при движении опорной плоскости нужно сообщить вертикальные колебания.
V ю*147
Если отсутствуют данные об угле естественного откоса прн дви-жении, то его принимают в зависимости от угла откоса при покое:Фа» 0,5ф.
Коэффициент трения материала о различные поверхности определяют с помощью наклонной плоскости. Для этого материал кладут на наклонную плоскость и, постепенно увеличивая наклон, фиксируют угол ср, при котором материал начинает двигаться.
Рис. 79. Схема определения угла естественного откоса сыпучего груза при помощи полого цилиндраРис. 79. Схема определения угла естественного откоса сыпучего груза при помощи полого цилиндраРис. 80. Формы желобов. Поперечные сечения желобов и устройства для предохранения дна желоба от износаРис. 80. Формы желобов. Поперечные сечения желобов и устройства для предохранения дна желоба от износа
Рис. 79. Схема определения угла естественного откоса сыпучего груза при помощи полого цилиндра
Рис. 79. Схема определения угла естественного откоса сыпучего груза при помощи полого цилиндра
Рис. 80. Формы желобов. Поперечные сечения желобов и устройства для предохранения дна желоба от износа
Рис. 80. Формы желобов. Поперечные сечения желобов и устройства для предохранения дна желоба от износа
Как известно из технической механики, да это легко проверить, разложив силу тяжести на наклонной плоскости,
/ - tg <р.
Для хорошо сыпучих грузов угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. Для связных насыпных грузов угол естественного откоса больше, чем угол внутреннего трения, и зависит от способа формирования откоса.
Насыпные веса и коэффициенты трения некоторых материалов приведены в табл. 23.
Для направления потока сыпучего материала в технологические аппараты и на транспортные машины служат наклонные желоба и трубы, в которых движение материала происходит под действием силы тяжести. Поперечные сечения желобов должны обеспечивать заданную производительность и соответствовать кусковатости материала во избежание затора. Угол наклона должен быть больше угла трения. Некоторые формы желобов приведены на рис. 80, а, б и в.
Для увеличения срока службы желобов, особенно при перемещении тяжелых и абразивных материалов предусматривают мероприятия, повышающие срок службы желобов (наплавка твердыми сплавами, покрытие футеровки износоустойчивыми мате- 148
Характеристика транспортируемых материалов
Таблица 23
Название материала
X и
£2
Угол естественного откоса ф в град
Коэффициент трения / по
в двн- жени и
в покое
стали
дереву
разные
Алебастр обожженный кусковой
1250—
1500
—
—
—
—
Гипс дробленый кусковой . . .
1300— 1600
—
40
0,61— 0,78
0,7— 0,82
Глина сухая в кусках
1000—
1500
—
40
0,75— 1.0
—
—
Гравий
Известь:
1500—
1900
30
45
—
-—
гашеная в порошке . . . .
500
—
—
—
—
—
негашеная
800—
930
-—
—
—
—-
—
Камень известковый
1600—
2000
30
45
0,56— 1,0
0.7
—
Клинкер цементный
Песок: крупный различной влажно-
1280—
1520
сти
1400—
1900
30
45
0,7— 1,0
—
—
мелкий влажный
1900—
2050
30
45
—
—
» сухой
1400—
1650
—
—
—
Торф сухой кусковой
Уголь:
330—
440
40
45
0,75
0,80
—
бурый воздушный сухой каменный мелкий и орешко-
6500—
780
35
50
1,0
1,0
0,7
вый
Цемент:
800—
8500
30
45
0,8
0,84
0,64
портландский
960—
1600
30
40
0,3— 0,65
—
0,64
шлаковый
900—
1200
—
Шлак каменноугольный . . . .
600—
1000
35
50
1,0
—
0,66
Щебень булыжный
1500—
1800
35
45
0,63
—
0,6
» бутовый
1400—
1600
35
45
0,5— 0,6
0,3— 0,6
—
» кирпичный
1200—
1350
35
45
0,5— 0,6
0,3— 0,6
—
риалами), а также устраивают подсыпку слоя материала, как это показано на рис. 80, г н д.
Транспортирующие машины, предназначенные для перемещения грузов по горизонтали или под малым углом к горизонту, часто называют транспортерами; по вертикали или под большими углами наклона к горизонту — элеваторами; перемещающие одновременно по различным направлениям в одной плоскости или в пространстве — конвейерами. В последнее, время употребляется термин «конвейер» и по новым ГОСТам ленточные, пластинчатые, скребковые, винтовые и другие транспортеры называются конвейерами.
Для многих устройств непрерывного транспорта характерно наличие гибкого тягового органа (лента, цепь, канат), совершающего непрерывное поступательное движение. Тяговый орган приводит в движение рабочие органы, непосредственно перемещающие груз (скребки, пластины, лента, ковши). В некоторых конвейерах, например ленточных, функции тягового и рабочего органа совмещены в самой ленте.
Некоторые транспортные устройства непрерывного действия не имеют тягового органа. К ним относятся винтовые конвейеры, устройства, использующие для движения груза силы инерции (вибрационные конвейеры) или силу тяжести — гравитационные устройства.
При изучении устройства и методов расчета транспортных машин главным классификационным признаком является общность конструкции и однородность метода расчета. Вследствие этого транспортные машины разбиты на группы, каждая из которых рассматривается в отдельной главе: 1) конвейеры (ленточные, пластинчатые комбинированные); 2) элеваторы; 3) пневматические и гидравлические транспортные установки.
§ 2. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХМАШИН И УСТАНОВОК
Количество (массу) груза, выдаваемого транспортным устройством в единицу времени, называют производительностью.
Различают весовую Q m/ч, объемную V мл!ч и штучную Z шт!ч производительность транспортных устройств.
Транспортирующие машины органически связаны с обслуживаемыми ими технологическими аппаратами и производительность их должна соответствовать производительности технологического оборудования данного цеха или отделения. Кроме того, необходимо предусматривать некоторый резерв производительности транспортного оборудования для возможности форсирования работы основных машин и аппаратов.
Требуемая производительность транспортирующих машин
1 см1 см(150)
1 см
1 см
где к = 1,2-5-1,5 — коэффициент резерва;
А — сменная производительность обслуживаемого агрегата в mt смену;
ТСм — продолжительность смены в ч.
При расчете машин непрерывного транспорта считают, что перемещаемый груз располагается равномерно по их длине, создавая погонную массу q кг!м (рис. 81, ау Если груз движется
Рис. 81. Схемы к определению производительности машин непрерывного транс портаРис. 81. Схемы к определению производительности машин непрерывного транс порта
Рис. 81. Схемы к определению производительности машин непрерывного транс порта
Рис. 81. Схемы к определению производительности машин непрерывного транс порта
со скоростью и м/сек, то секундная производительность машины равна qu кг/сек, а часовая производительность
Q=-^T =^,бЧ1)т!ч,(151)
откуда погонная масса
9 = WK8'M'(151, а)
Величина погонной массы при перемещении сыпучих материалов непрерывным потоком может быть выражена через площадь поперечного сечения материала на несущем органе в м2 и насыпную массу материала у кг!м? (см. табл. 23)
q - = Fly кг/м.
Если материал перемещается в сосудах (ковшах) емкостью 10 .и3, размещенных на расстоянии а, м один от другого (рис. 80, в), то
= Ka/M
где ф — коэффициент наполнения несущего органа (отношение объема материала, заполняющего ковш, к емкости ковша).
151
Если перемещаются штучные грузы весом G кг каждый н расстояние между осями смежных грузов составляет а, м (рис. 80, б), то погонная масса
о = — кг!м.
4 а
Подставляя вычисленные значения погонной нагрузки в выражение (151), получим основные формулы для определения производительности транспортирующих машин и установок — весовой Q т/ч и объемной V м3/ч.
При транспортировании сыпучих материалов непрерывным потоком
Q - Еу = 3,6Еу т/ч,(152)
а в сосудах
Q _^Y1 т/ч.(153)
В случае перемещения штучных грузов
Q = ^lmi4.(154)
§ 3. СОПРОТИВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЮ ТЯГОВОГО ОРГАНА
При транспортирования в общем случае энергия расходуется на подъем груза и на преодоление вредных сопротивлений, возникающих при движении груза и собственных частей транспортирующих машин, при горизонтальной установке только на преодо-
Рис. 82. Схемы к расчету конвейеров по точкам:а — при подъеме: б — при спускеРис. 82. Схемы к расчету конвейеров по точкам:а — при подъеме: б — при спускеление вредных сопротивлений.
Рис. 82. Схемы к расчету конвейеров по точкам:
а — при подъеме: б — при спуске
Рис. 82. Схемы к расчету конвейеров по точкам:
а — при подъеме: б — при спуске
Для определения усилия, которое должен преодолевать тяговый орган, прн установившейся работе конвейера его контур (рис. 82) разбивают на прямолинейные и криволинейные участки, отдельно на каждом из них вычисляют сопротивления движению, натяжение тяго
вого органа в точках сопряжения прямолинейных и криволинейных участков (точки 1, 2, 3, 4 на рис. 82), а затем суммируют вычисленные сопротивления и по общему сопротивлению тяго
вого органа н по принятой скорости движения определяют необ
ходимую мощность двигателя.
Сопротивления на прямо л и ие'йных участках. На практике встречаются следующие типичные случаи перемещения насыпных грузов транспортирующими машинами (рис. 83).
переноской на несущей поверхности (ленте), движущейся по стационарным опорным роликам (рис. 83, а);
переноской на несущей поверхности (пластины), прикрепленной к тяговому органу, опирающемуся на ходовые ролики, движущиеся по направляющим (рис. 83, б);
толканием (волочением) по неподвижному желобу скребками, прикрепленными к тяговому органу, который скользит по желобу (рис. 83, s).
б)
Рис 83. Схемы к определению сопротив- гу лений на прямолинейных участках:
а — при перемещении скребками по неподвижному желобу; б — на несущих поверхностях, поддерживаемых ходовыми роликами; в — на несущих поверхностях, движущихся по стационарным опорным роликам; а — к определению действительной нагрузки на опорные ролики
При определении сопротивлений движению тягового органа будем пользоваться следующими обозначениями (кроме ранее встречавшихся).
q — погонный вес материала; q = ОзбУ' н^м (см- формулу 151, а);
q0 — погонный вес движущихся частей самого конвейера (цепь со скребками, цепь с пластинами или лентой, лента), в hJm\
ft — коэффициент сопротивления движению материала по желобу;
f2 — коэффициент сопротивления движению скребковой цепи по желобу;
ни — коэффициент сопротивления движению ходовых роликов по направляющим, учитывающий сопротивление от трения в цапфах и сопротивление качения роликов по направляющим:
™ =<155>
где /— коэффициент трения в цапфах;
к — коэффициент трения качения;
d. — диаметр цапфы ролика;
Dp — наружный диаметр ролика.
Вес вращающихся частей стационарных опорных роликов, приходящийся на 1 м длины грузовой ветви (погонная нагрузка от опорных роликов),
Q *
д'р = ун!м.(156)
(157)(157)Погонный вес роликов холостой ветви q" = н/м,
(157)
(157)
где G'p—вес вращающихся частей одной роликоопоры грузовой ветви в н;
G"p—то же порожней ветви в н;
V и Гр— расстояние между роликами на грузовой и порожней ветвях в м.
При движении несущей поверхности по стационарным опорным роликам (ленточные конвейеры) (см. рис. 83, а) нагрузка на подшипники опорных роликов грузовой ветви складывается из веса роликов, составляющей веса ленты и груза (рис. 83, г). Сила сопротивления на 1 м длины прямолинейного участка грузовой ветви ленты
№кгр = (? + ^)(^cosp ± sin Р) + q'pW'" н, (158) а на порожней ветви
W\.noP = ^"cosp ±sinp) + ^"' н,(159)
где w" — коэффициент сопротивления движению ленты, учитывающий сопротивление в цапфах роликов и сопротивление перекатыванию ленты по роликам;
иГ — коэффициент сопротивления в цапфах роликов
(160)
При практических расчетах обычно вместо двух коэффициентов уу" и уу"' вводят один общий коэффициент уу', определяемый экспериментально, а погонный вес опорных роликов складывают с весом движущихся частей конвейера, поэтому выражения (158) и (159) получают более простой вид
^1.гр = (1/+ ^o + ti^'cosp ± (? ± ?o)SiETP Н (160 и
Wlinop = (Я + Q0)(^'cosP ± sin ₽) н.(162)
Прн перемещении груза пластинчатыми конвейерами при работе по схеме, изображенной на рис. 83,
^Ъгр = (Я + Яо) (^' cos Р ± sin Р) н(163)
и
^i.n = Яо (^' cos р ± sin р) н,(164)
где коэффициентом сопротивления ш' учитывается тренне в цапфах, сопротивление качения роликов по направляющим, а также сопротивление от трения реборд о направляющие.
При перемещении груза скребковыми конвейерами при работе по схеме, изображенной на рис. 83, в, сопротивления на 1 м длины прямолинейного участка грузовой ветви
Wt.2P = Я (fl cos р ± sin Р) + д0 (/2 cos р ± sin Р) н (165) н для порожней ветви
^i. п = Яо (h cos р ± sin Р) н.(166)
В выражениях (165) и (166) знак плюс принимается при подъеме груза и минус при спуске.
Сопротивления накриволинейныхучаст- к а х. Криволинейные участки образуются при огибании тяговым органом звездочек и барабанов (рис. 84, а и б), неподвижного криволинейного проводника (рис. 84,в) или батареи направляющих роликов (рис. 84, а).
Прн набегании на направляющую звездочку (рис. 84, а) звено 360°
цепн поворачивается на угол ср =—— относительно сзади идущего звена. В шарнире звена действует нормальное давление, равное натяжению цепи Sn, которое при относительном повороте вызывает силу трения fnSn. Прн сбегании со звездочки цепь выпрямляется и звено опять поворачивается на угол ф и под действием силы S,!+1 возникает сила трения 1ц5п+1. Кроме того, цепь преодолевает тренне в подшипниках | вала звездочки (рис. 84, б), равное Nf3e, где N — суммарное давление на ось:
/V = Sn + G + S„+1 н.(167)
Так как вес^ звездочки по сравнению С натяжением цепи мал, ТО N
При угле обхвата а = 180° N = S„ + Sn+1 работа сил вредных сопротивлений за время поворота звездочки на угол
А =(S„ + SM)(-^ + -^)q) нм.(168)
Работа окружного усилия U^ при повороте на этот же угол
. W3eD3e
А = —2Ф НЛ4,
Рис. 84. Схемы К определению сопротивлений на криволинейных участках: о и б — па звездочках а барабанах; в — на неподвижных направляющих; г — на батареи направляющих роликовРис. 84. Схемы К определению сопротивлений на криволинейных участках: о и б — па звездочках а барабанах; в — на неподвижных направляющих; г — на батареи направляющих роликов
Рис. 84. Схемы К определению сопротивлений на криволинейных участках: о и б — па звездочках а барабанах; в — на неподвижных направляющих; г — на батареи направляющих роликов
Рис. 84. Схемы К определению сопротивлений на криволинейных участках: о и б — па звездочках а барабанах; в — на неподвижных направляющих; г — на батареи направляющих роликов
откудаНОоткудаНОполучимоткудаполучимоткуда
откуда
НО
откуда
НО
получим
откуда
получим
откуда
(169)(169)^зв - ^ НМ,^se = Srt+1 4- S„.
(169)
(169)
Подставляя в выражение (169) значение А из выражения (168),
в скобкам,(170)(171)в скобкам,(170)(171)
в скобкам,
(170)
(171)
в скобкам,
(170)
(171)
Для данной цепи все величины, находящиеся можно принимать постоянными, следовательно,
Sn+i = ^i5i н и
Wae = Sn(k1-\) н.
где £х — коэффициент потерь на направляющей звездочке.
При огибании барабана канатом или лентой (см. рис. 84, б) сопротивление на барабане обусловливается трением в цапфах барабана, которое может быть определено так же, как и при огибании звездочки цепью, а также внутренним трением между проволочками каната или прокладками ленты н частичным переходом механической энергии в другой вид энергии.
Так как теоретически определить потери энергии от жесткости и внутреннего трения для лент затруднительно, то при расчетах пользуются формулой (171), в которой подставляют коэффициент кг, определяемый экспериментально.
Сопротивление для приводного барабана илн звездочки можно считать в пределах 3—5% суммы натяжений набегающей н сбегающей ветвей
^ав=кгн,(172)
где &2 = 0,03-^0,05; SHa6 и Sc6— натяжение набегающей и сбегающей ветвей.
При качении тягового органа с ходовыми роликами по неподвижной криволинейной направляющей(см. рис. 84, в) с центральным углом а тяговый орган можно рассматривать с некоторым приближением как гибкую нить и для определения сопротивления движению WKp = Sn+1—Sn воспользоваться известной формулой Эйлера
Sn+i = Snefa н,(173)
или
^ = ^(^-1) н,(174)
где е = 2,72 — основание натуральных логарифмов; а — угол обхвата, в рад.
В эту формулу вместо коэффициента трения f подставляют коэффициент сопротивления ш, тогда
^ = ^(^-1) н.(175)
При качении тягового органа по батарее направляющих роликов (см. рис. 84, г) сопротивление на криволинейном участке подсчитывают также по формуле (175).
Глава XI. ЛЕНТОЧНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ
Ленточные конвейеры широко применяются на заводах строн-
-:тельных материалов для перемещения насыпных и штучных грузов.
Большое распространение ленточных конвейеров объясняется рядом их эксплуатационных достоинств: простотой конструкции, /Высокой производительностью, возможностью транспортирования
материалов на несущей поверхности в наклонном направлении вверх и вниз на большие расстояния и бесшумностью работы.
Ленточный конвейер (рис. 85) состоит из двух концевых барабанов / и 2, огибаемых замкнутой (бесконечной) лентой 3. Один из барабанов, обычно головной, является приводным, а другой — натяжным.
Обе ветви транспортирующей ленты — верхняя (несущая груз) и нижняя (порожняя) — поддерживаются от провисания роликами 4 и 5. Для увеличения угла обхвата ленты у приводного барабана устанавливают отклоняющий барабан 6.
Приводной барабан вращается от электродвигателя 7 через редуктор 8. Для загрузки насыпного груза иа конвейере устраи
вают воронку 9. Разгружаемый с конвейера материал поступает в приемную воронку 10. Для очистки ленты служит скребок 11.
В настоящее время существует много типов ленточных конвейеров, которые различаются:
по форме ленты: а) плоские и б) желобчатые;
по типу ленты: а) с прорезиненной лентой; б) с металлической цельнокатаной лентой; в) с металлической сетчатой лентой;
по типу привода: а) с однобарабанным приводом; б) с двухбарабанным приводом;
по способу разгрузки: а) с разгрузкой с концевого барабана (рис. 86, а, б, 8 и г); б) с промежуточной разгрузкой посредством барабанных сбрасывающих тележек (рис. 86, д) или ножевых сбрасывателей.
Ленточные конвейеры устанавливают горизонтально и наклонно. Они могут изменять направление транспортирования с наклонного в горизонтальное (рис. 86, б), и наоборот (рис. 86,’в); в последнем случае во избежание приподнимания ленты над роликами переход выполняют по'ф'адиусу (R — 70 ч-80 м).
Передвижные ленточные конвейеры (рис. 86, е) длиной до 20 м с легкой несущей конструкцией из труб или прокатного профиля монтируют на колесном ходу. Для изменения угла наклона пере- 158
движного конвейера предусмотрен специальный механизм. Такие конвейеры применяют на открытых складах и заводских площадках.
Рис, 86. Схемы ленточных конвейеров
Предельный угол наклона ленточных конвейеров зависит от характера перемещаемого груза и во избежание обратного соскальзывания при толчках и сотрясеииях должен быть на 10— 15° меньше угла трения перемещаемого материала о ленту.
При постоянной и равномерной подаче груза на ленту допускаемый угол наклона может быть принят по табл. 24.
Допустимые максимальные проектные углы наклона ленточных конвейеров с гладкой желобчатой прорезиненной лентой (по данным ВНИИПТМАШа)
Наименование: груза
Угол наклона в град
Наименование груза
У гол наклона и град
Гиле порошкообразный . . • Глина сухая комками • - • • в пылевидная в карьерной влажности
Гравий мытый сортированный в рядовой из карьера
Известь порошкообразная
Камень дробленый несортпро- ванный
22 15—18
22
23
12
18
23
18
Песок сухой чистый в рядовой из карьера » влажный
Уголь каменный сортирован- иый крупный
Уголь каменный рядовой
Цемент
Шамот молотый
1 Шлак
15 20—22
27
16—17
18 1
20
22 20—22
Для транспортирования сыпучих грузов при больших углах наклона применяют ленты с нарифлениями или с перегородками (рис. 87).
Основные параметры ленточных конвейеров установлены ГОСТом 10624-63.
Рис. 87. Ребристые ленты для конвейеров с большим углом наклона а и б — с перегородками; в — с нарифлениями
ЛЕНТЫ
Лента является основным и наиболее дорогим (40—50% стоимости конвейера) элементом. От срока службы ленты в большой степени зависит экономическая эффективность применения ленточных конвейеров.
Лента должна обладать высокой прочностью и эластичностью, хорошим сопротивлением истиранию и противостоять ударам, возникающим при загрузке и движении материала на ленте, и не должна обладать гигроскопичностью.
160
Наибольшее распространение в ленточных конвейерах получили прорезиненные тканевые ленты, имеющие тяговый каркас из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной, и наружных резиновых обкладок (рис. 88). Тяговый каркас воспринимает продольные растягивающие усилия в ленте и обеспечивает ей необходимую поперечную жесткость, а заполнитель предохраняет каркас от воздействия влаги, механических повреждений и истирания перемещаемыми грузами.
а)
г)
Рис. 88. Прорезиненные ленты
По ГОСТу 20—62 предусмотрено изготовление лент шириной 300—2000 мм, с числом прокладок от 3 до 12, с толщиной резиновых обкладок на рабочей стороне от 2 до 6 ЛМ4 и на нерабочей от 1 до 2 мм в зависимости от назначения и ширины ленты.
Ленты выпускают двух видов: общего назначения и специальные (морозостойкие, теплостойкие, маслостойкие). Экономичная работа конвейера во многом зависит от правильного выбора ленты.
Ленты общего назначения предназначены для работы при температуре от -,-20 до —15° С. При повышении температуры резина теряет эластичность и быстро разрушается, а при низкой температуре резина твердеет н трескается.
Для работы при температуре до -|-100' С должны применяться теплостойкие, а для температуры от —15 до —55: С — морозостойкие ленты.
В теплостойких лентах под резиновой обкладкой укладывают слой асбестовой ткани (рис. 88, в), а обкладки изготовляют из резины, сохраняющей эластичные свойства до +100 С.
11 Евневич 161
Тип лентырабочая сторонаНерабоча я сторона12Р2У 236,04,54.03.03,02,02,02,02,01,5 1,0Примечание. Для особо тяжелых условий работы толщина резиновых обкладок по согласованию потребителя с заводом-изготовителем может быть увеличена.Тип лентырабочая сторонаНерабоча я сторона12Р2У 236,04,54.03.03,02,02,02,02,01,5 1,0Примечание. Для особо тяжелых условий работы толщина резиновых обкладок по согласованию потребителя с заводом-изготовителем может быть увеличена.Таблица 26Таблица 26Толщина резиновых обкладок конвейерных лент в ммТолщина резиновых обкладок конвейерных лент в ммНаименование тканио .X о« а 0.0 max Фо 0*5Ф о& © 5И 0 05 Л Ж ЕБельтинг марки ОПБ2,3—Уточная шнуровая2,3ткань —Разреженная ткань1,251,0(брекерная) . • •Бельтинг марки Б-8201.51,25Наименование тканио .X о« а 0.0 max Фо 0*5Ф о& © 5И 0 05 Л Ж ЕБельтинг марки ОПБ2,3—Уточная шнуровая2,3ткань —Разреженная ткань1,251,0(брекерная) . • •Бельтинг марки Б-8201.51,25
Тип ленты
рабочая сторона
Нерабоча я сторона
1
2Р
2У 2
3
6,0
4,5
4.0
3.0
3,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1,5 1,0
Примечание. Для особо тяжелых условий работы толщина резиновых обкладок по согласованию потребителя с заводом-изготовителем может быть увеличена.
Тип ленты
рабочая сторона
Нерабоча я сторона
1
2Р
2У 2
3
6,0
4,5
4.0
3.0
3,0
2,0
2,0
2,0
2,0
1,5 1,0
Примечание. Для особо тяжелых условий работы толщина резиновых обкладок по согласованию потребителя с заводом-изготовителем может быть увеличена.
Таблица 26
Таблица 26
Толщина резиновых обкладок конвейерных лент в мм
Толщина резиновых обкладок конвейерных лент в мм
Наименование ткани
о .
X о« а 0.0 max Ф
о 0*5
Ф о
& © 5
И 0 05 Л Ж Е
Бельтинг марки ОПБ
2,3
—
Уточная шнуровая
2,3
ткань
—
Разреженная ткань
1,25
1,0
(брекерная) . • •
Бельтинг марки Б-820
1.5
1,25
Наименование ткани
о .
X о« а 0.0 max Ф
о 0*5
Ф о
& © 5
И 0 05 Л Ж Е
Бельтинг марки ОПБ
2,3
—
Уточная шнуровая
2,3
ткань
—
Разреженная ткань
1,25
1,0
(брекерная) . • •
Бельтинг марки Б-820
1.5
1,25
В морозостойких лентах применяют резину, которая обеспечивает работоспособность лент при температуре минус 45° С.
По расположению ткани в ленте различают ленты нарезной конструкции (рис. 88, а), в которых ткань нарезана отдельными полосками, и послойно-завернутые (рис. 88, б), в которых ткань образует прокладки благодаря складыванию широкого полотнища.
Согласно ГОСТу 20—62 ленты изготовляются следующих типов (табл. 25), толщина обкладок указана в табл. 26 и 27.
Таблицы 25
Обозначения ТИПОВ
Наименование и характеристика
Область применения
1
Ленты послойные с усиленным бортом и двусторонней резиновой обкладкой
Транспортирование сильно истирающих крупнокусковых материалов
2
Ленты послойные с двусторонней резиновой обкладкой
Транспортирование среднемелкокусковых и сыпучих материалов
2Р
Ленты послойные с двусторонней резиновой обкладкой и брекером
Транспортирование сильноисти- рающих среднекусковых материалов в горнорудной промышленности и промышленности строительных материалов
2У
Ленты послойные с двусторонней резиновой обкладкой и с тканевой оберткой бортов
Транспортирование рядового угля
3
Ленты послойные с односторонней резиновой обкладкой
Транспортирование мелкокусковых, сыпучих и штучных материалов в условиях отсутствия влаги и атмосферных воздействий
Типы и область применения конвейерных лент
Таблица 27
Толщина одной прокладкиконвейерной ленты в мм
Удлинение лент при рабочих нагрузках составляет не более 2%.
Ленты типа 1 состоят из тканевого сердечника послойной конструкции, резиновых обкладок и разреженной ткани (брекер) вокруг сердечника или в толще резиновой обкладки. Борта ленты утолщены и усилены тканевой прокладкой. Тканевый сердечник лент типа 1 из бельтинга марок ОПБ-5 и ОПБ-12 или уточной шнуровой ткани (УШТ). Между тканевыми прокладками должны быть резиновые прослойки.
Ленты типа 2 общего.назначения состоят нз тканевого сердечника послойной конструкции и резиновых обкладок. Тканевой сердечник лент типа 2 из бельтинга марки Б-820 как с резиновыми прослойками, так и без резиновых прослоек между прокладками или уточная шнуровая ткань с резиновыми прослойками между прокладками.
Ленты типа 2Р общего назначения состоят из тканевого сердечника послойной конструкции, резиновых обкладок и разреженной ткани (брекер), покрывающей рабочую сторону с заверткой на нерабочую сторону или в толще резиновой обкладки. Тканевый сердечник лент типа 2Р из бельтинга марки Б-820 или уточная шнуровая ткань с резиновыми прослойками между прокладками; практикуется введение резинового амортизирующего слоя под резиновую обкладку рабочей поверхности.
При расчете ленты учитывают только прочность ее тканевого каркаса, так как резина, обладая по сравнению с тканью весьма малым модулем упругости, воспринимает незначительную часть нагрузки.
(176)(176)Ленту рассчитывают на растяжение. Число прокладок в ленте
(176)
(176)
S(pj ШТ-’
где Smax — максимальное натяжение ленты в н;
В — ширина ленты в см;
[р ]—допустимая нагрузка на I см ширины одной прокладки в я; VpA
Кр — предел прочности при разрыве одной прокладки в и! см (табл. 28);
п — запас прочности (табл. 29).
Если толщина одной прокладки из бельтинга в готовой ленте 6, толщина верхней (грузовой) резиновой обкладки St мм и ниж- ней S2 мм, то при плотности ленты 1100 кг/м3 погонная масса ленты
?„ = 1100B^^ = MS(6HSi + s2)-^.(177)
11 *163
Тип применяемой ткани
Предел прочности при разрыве ла 1 с.« ширины одной прокладки готовой ленты в н. не менее
Относительное удлинение при разрыве ленты по основе в % , не более
по основе
по утку
БельтингмаркиОПБ-5
»»ОПБ-12
»»Б-820
Уточнаяшнуровая
ткань
1150 н (115 кге)
1150 » (115 » )
550 » (55 » )
1190 » (119 » )
370н(37кге^
330»(33»)
150»(15»)
330»(33»)
22
22
18
18
Таблица 29
Запас прочности и конвейерной ленты при числе прокладок
i
3—4
4—5
6—8
9—11
12—J 4
п
9
9,5
10
10,5
И
При сильно нагруженных конвейерах и при больших расстояниях транспортирования прочность хлопчатобумажных прокладок недостаточна, увеличение числа прокладок связано с увеличением толщины ленты и возрастанием напряжений от изгиба ленты при огибании барабанов. Поэтому в таких случаях весьма перспективными являются ленты с каркасом из синтетических тканей, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с хлопчатобумажными, а именно: при равной прочности имеют меньший вес и толщину, большую изгибоустойчивость и прочность связи между элементами конструкции, лучшую амортизирующую способность, менее чувствительны к сырости. Благодаря этому ленты из синтетических тканей более долговечны.
Заводы резинотехнических изделий выпускают конвейерные ленты на основе тканей из полиамидного волокна капрон и на основе комбинированных тканей из полиэфирного волокна лавсан и хлопка.
Ленты из капрона изготовляются на основе тканей типа К-8-3-Т и К-Ю-2-3-Т основных и уточных с пределом прочности основных тканей 3000 нкм (300 кгскм.^ ширины одной прокладки. Они выпускаются в соответствии с МРТУ 38-5-6057/65 трех типов:
К-300 для транспортирования крупнокусковых материалов; 2К-300 для транспортирования среднекусковых материалов; 3K-300 для транспортирования мелкокусковых и сыпучих материалов.
164
Такие ленты имеют конструкцию с трехзонным размещением элементов: по нейтральной линии располагается элемент с наибольшим модулем растяжения — тяговый сердечник, состоящий из слоев основной ткани; по обеим сторонам от тягового сердечника расположены элементы с модулями растяжения, убывающими по величине — слои уточной ткани и наружные резиновые обкладки. Слои уточной ткани, располагающиеся по одному сверху и снизу тягового сердечника, обеспечивают лейте достаточную каркасность, сопротивление продольному раздиру и высокую прочность связи с обкладкой. Ленты изготовляются шириной до 1600 мм. Удлинение лент при рабочих нагрузках составляет не более 3%.
Ленты из лавсана и хлопка изготовляют па основе комбинированной ткани ЛХ-120 (основа—лавсан, уток—хлопок) с пределом прочности 120 кгекм ширины одной прокладки. Ленты выпускают в соответствии с МРТУ 6-07-6021-64 двух типов: РЛХ — для рудной промышленности и промышленности стройматериалов и УЛХ — для угольной промышленности. Конструкция лент послойная с двусторонней резиновой обкладкой. Ленты типа РЛХ усилены брекером, у лент типа УЛХ борта усилены тканью. Применение комбинации лавсана с хлопком объясняется плохой адгезией лавсана к резине и отсюда необходимость пропитки лавсана или комбинирования с хлопком.
Комбинация лавсана с хлопком позволила изготовлять ленты с достаточной прочностью связи между слоями без предварительной пропитки тканей специальными изоцианатными составами. Ленты на основе ткани ЛХ-120 по своей прочности равноценны лентам из особо прочного бельтинга, однако имеют меньший вес прокладки, толщину и удлинение.
Запас прочности в лентах из химических волокон можно принимать по табл. 29.
В тяжелонагруженных конвейерах применяют также ленты с каркасом из стальных тонких тросов (рис. 88, а). По конструкции лента представляет собой резино-металлический сердечник, состоящий из одного ряда параллельно расположенных и запрессованных в слой резины латунированных тросов, обложенный с верхней и нижней стороны слоем резины. Такие ленты в соответствии с МРТУ-6-07-6028-64 выпускаются шириной 900 и 1200 мм одного типа с пределом прочности 12 000 н (1200 кгекм) ширины Лейты.
Диаметр троса 4 мм, разрывное усилие троса не менее 12 700 н (1270 кгс). Латунное покрытие тросов обеспечивает высокую прочность связи с резиной без помощи клея. Допустимое рабочее натяжение ленты составляет 1,0 от ее разрывной прочности. Удлинение лент при рабочих нагрузках не более 0,5%. езино-тросовые ленты по сравнению с резино-тканевыми имеют малые удлинения при рабочих нагрузках, обладают большей
гибкостью и монолитностью, но вес их приблизительно на 25% больше веса равнопрочных лент нз капрона. Технология стыковки более сложная.
На заводах стройматериалов, кроме прорезиненных, находят применение и металлические ленты—сетчатые и сплошные цельнокатаные.
Сетчатые ленты (рис. 89) применяют для перемещения и одновременной сушки материалов и изделий или охлаждения горячих
Рис. 89. Проволочная (сетчатая) лента
грузов. Такие ленты опираются на плоские роликоопоры или на сплошной настил.
Для надежной работы конвейера большое значение имеет проч- иость стыков ленты, которые должны иметь прочность, близкую к прочности ленты, обладать гибкостью и не быть трудоемкими для выполнения.
Разработано много способов соединений коицов ленты (рис. 90), из которых наилучшим является соединение способом горячей или холодной вулканизации, при котором прочность стыка составляет 75—80% от ленты.
Обычно подготовку и вулканизацию промежуточных стыков производят в специально оборудованной мастерской, а замыкающий стык выполняют на коивейере с помощью переносного вулканизационного пресса. На рис. 90, а показаны подготовленные к стыковке концы лент.
При подготовке стыка двух концов лент один из них разделывают сверху, а другой — снизу. Стык делают косым под углом 45°. Подготовку стыка начинают с разделки концов ленты сту- 166
пеньками. Длину каждой ступеньки определяют НИИРП
, _ [(t — 1)Кр —0,85iln 100
по формулепо формуле(178)(178)где I — число прокладок в ленте;
по формуле
по формуле
(178)
(178)
Кр — предел прочности на разрыв одной прокладки в н!см; т — сопротивление прослойки клея срезывающему усилию в н/;и2;
т = 200 н!смг (20 кгс!смгу,
[ /ф $- фХчУф -ф-©\/ф -ф—I- ф- ф\/ф -ф—-& ф--ф\ /ф -ф— ф ! ф- ф-ф\ /ф -Ф-- - @ф—ф,ф ф . ф ф ф .ф| $ —ф— --Фф - - ©I-ф-ф ф -I—® -ф ф< \ \ф- - ф - ф© ф/\ф ф --Ф- • ф -ф-ф/ \ ф -ф-ф ф- -ф/\ф- ф—ф—ф/[ /ф $- фХчУф -ф-©\/ф -ф—I- ф- ф\/ф -ф—-& ф--ф\ /ф -ф— ф ! ф- ф-ф\ /ф -Ф-- - @ф—ф,ф ф . ф ф ф .ф| $ —ф— --Фф - - ©I-ф-ф ф -I—® -ф ф< \ \ф- - ф - ф© ф/\ф ф --Ф- • ф -ф-ф/ \ ф -ф-ф ф- -ф/\ф- ф—ф—ф/Рис. 90. Способы соединения концов лент:Рис. 90. Способы соединения концов лент:в — вулканизацией; б — металлическими шарнирами; в — металлическими крючками; г — заклепкамив — вулканизацией; б — металлическими шарнирами; в — металлическими крючками; г — заклепкамиХ.Ф © ф/I г)Х.Ф © ф/I г)п — запас прочности ленты (см. табл. 29).
[ /ф $- фХч
Уф -ф-©\
/ф -ф—I- ф- ф\
/ф -ф—-& ф--ф\ /ф -ф— ф ! ф- ф-ф\ /ф -Ф-- - @ф—ф,
ф ф . ф ф ф .ф| $ —ф— --Фф - - ©I-
ф-ф ф -I—® -ф ф< \ \ф- - ф - ф© ф/
\ф ф --Ф- • ф -ф-ф/ \ ф -ф-ф ф- -ф/
\ф- ф—ф—ф/
[ /ф $- фХч
Уф -ф-©\
/ф -ф—I- ф- ф\
/ф -ф—-& ф--ф\ /ф -ф— ф ! ф- ф-ф\ /ф -Ф-- - @ф—ф,
ф ф . ф ф ф .ф| $ —ф— --Фф - - ©I-
ф-ф ф -I—® -ф ф< \ \ф- - ф - ф© ф/
\ф ф --Ф- • ф -ф-ф/ \ ф -ф-ф ф- -ф/
\ф- ф—ф—ф/
Рис. 90. Способы соединения концов лент:
Рис. 90. Способы соединения концов лент:
в — вулканизацией; б — металлическими шарнирами; в — металлическими крючками; г — заклепками
в — вулканизацией; б — металлическими шарнирами; в — металлическими крючками; г — заклепками
Х.Ф © ф/I г)
Х.Ф © ф/I г)
Полученные ступеньки тщательно очищают от резины при помощи наждачной бумаги или металлической щетки. После шероховки поверхность ступенек очищают от пыли и крошек сжатым воздухом или щеткой, протирают мягкой тряпкой, смоченной в бензине или этилацетате, и просушивают.
После испарения растворителя ступеньки промазывают клеем. Марка клея, рекомендуемая для стыковки, обычно указывается в заводском ярлыке, прикрепленном к концу рулона транспортерной ленты. Ступеньки промазывают клеем 3—4 раза. Просушка после каждой промазки продолжается 5—10 мин до исчезновения запаха бензина и липкости. Для лучшего проникновения клея в ткань первую промазку производят более жидким клеем (1 : 8), а последующие — более густым (1 : 4).
При стыковке лент с резиновыми прослойками на промазанные клеем ступеньки накладывают лист тонкой (0,3—0,5 мм) сырой каландрованной резины, предварительно очищенной, промытой растворителем и промазанной клеем, и тщательно прокатывают валиком.
Подготовленные таким способом концы лент склеивают между собой, а затем вулканизируют в специальном вулканизационном прессе, представляющем собой жесткие плиты с винтовым зажимом- и электрическим подогревом. Удельное давление при вулканизации стыка в переносном аппарате должно быть не менее 10 кгкм^, а температура вулканизации 143±2°.
Выдержка времени при вулканизации возрастает при увеличении числа прокладок и толщины обкладок и составляет 20— 35 мин.
Значительный интерес представляет, так называемая, холодная вулканизация — склейка концов лент специальным само- вулканизирующимся клеем. Технология подготовки концов лент такая же, как и горячей вулканизации. Вулканизация клеевого резинового слоя происходит за счет добавки перед употреблением в резиновый клей специальных компонентов, вызывающих при нормальной температуре вулканизацию резины. .
Заводами резинотехнических изделий выпускается отечественный самовулкаиизирующийся клей СВ-5. На подготовленные ступеньки ленты наносится два клеевых слоя, затем концы ленты накладываются один на другой и тщательно обстукиваются деревянным молотком для избежания образования воздушных пузырьков. Прочность склеенных стыков не уступает таковым при горячей вулканизации .
Иногда оказывается необходимым иметь стык, допускающий легкое соединение и разъединение концов ленты. Некоторые из таких соединений приведены на рис, 90, б и в. Большое распространение получило соединение металлическими шарнирами (рис. 90, б), которые приклепывают заклепками к концам ленты. Для изгиба ленты на роликоопорах шарниры составляют из нескольких отдельных частей (по числу роликов в опоре). За рубежом получило распространение соединение с помощью специаль-
ных стальных крючков (рис. 90, а), образующих петли, соединяемое между собой гибким стержнем (кусок стального каната). Крючки набирают на картонную обойму и вдавливают в ленту специальной машинкой. Часто выполняют стыки заклепками со специальными шайбами (фиг. 90, г).
уб § 3. ПРИВОДНЫЕ И НАТЯЖНЫЕ УСТРОЙСТВА
-^.‘Дяговое усилие, необходимое для приведения в движение Агенты, передается ей от приводных барабанов силой трения. Сила трения гибкого тела о барабан (см. гл. V)
н,(179)
где SW16— натяжение набегающей ветви в н;
Sc6 — натяжение сбегающей ветви в н;
f — коэффициент трения;
а — угол обхвата.
Из формулы (179) видно, что повысить силу7 тяги привода можно увеличением первоначального натяжения ленты S,.6, коэффициента трения / и угла обхвата а.
Увеличение первоначального натяжения ленты требует применения более прочной и дорогой лепты. Поэтому при конструировании приводов стараются обеспечить требуемое тяговое усилие увеличения коэффициента трения / или угла обхвата сс.
На заводах строительных материалов применяют однобарабанный привод ленточных конвейеров (рис. 91, «), который состоит из приводного барабана /, электродвигателя 2 и редуктора 3.
При однобарабанном приводе (рис. 92, а) угол обхвата а = = 210-5-230: и не больше 270°. Для увеличения силы трения барабан покрывают футеровкойт(из Грозины, кожи, пластмассы и др.). Для увеличения угла обхвата применяют двухбарабанные приводы (рис. 92, б), в которых угол обхвата составляет aj + + a2 = 450 ч-480 . Иногда для увеличения силы сцепления ленты с барабаном устраивают приводы, в которых лента прижимается к барабану7 роликом (рис. 92, в) или вспомогательной лентой (рис. 92, а).
Винтовые натяжные устройства (см. рис. 91, в) отличаются компактностью, но требуют постоянного наблюдения, так как по мере вытяжки ленты натяжение ее ослабевает и она начинает пробуксовывать, во избежание чего ленту7 периодически необходимо подтягивать. Ход натяжного барабана для бельтинговых леит должен составлять 1—1,5% длины конвейера.
Грузовые натяжные устройства могут быть горизонтального (см. рис. 91, 5) и вертикального типов (см. рис. 91, б).
Рис. 91. Ленточный конвейер с однобарабаппым приводом:
привод; б — вертикальное грузовое устройство; в — горизонтальное натяжноеустройство
Диаметр приводных барабанов D6 принимают в зависимости от числа прокладок в ленте I:
в стационарныхконвейерах Dg=1254-150,
» переносных» Dg=80-ь 100,
» передвижных» Dg—60-r80,
Диаметр натяжных и отклоняющих барабанов также принимают в зависимости от числа прокладок в ленте, и обычно DH берется равным (80—100) I.
В некоторых случаях в целях компактности привода двигатели встраивают в барабан (рис. 93).
В приводиых устройствах наклонных ленточных конвейеров для удержания ленты от движения в обратную сторону под действием составляющей веса перемещаемого груза применяют храповые и роликовые остановы, а иногда колодочные электромагнитные тормоза.
Очистку ленты от налипшего материала производят резиновым скребком (рис. 94, а). При влажных и липких материалах очистка ленты скребком становится затруднительной, и тогда применяют вращающиеся капроновые щетки (рис. 95), приводимые во вращение от барабана конвейера с помощью специального редуктора. Иногда устраивают водяной очиститель (рис. 96).
РОЛИКОВЫЕ ОПОРЫ
Роликовые опоры (рис. 97) являются важнейшей частью конвейера, от состояния которой зависит сопротивление движению ленты и срок ее службы.
11Наиболее часто на рабочей ветви устанавливают трехроликовые опоры (желобчатая лента) (рис. 97, а), а на холостой — однороликовые опоры (рис. 97, б). Для стальных лент применяют опоры из спиральных пружин, при которых лента плавно прогибается и образует желоб (рис. 101, в).
1
1
Ролики и кронштейны испытывают толчки и удары при за-
; грузке на ленту крупных кусков, вследствие чего роликоопора Г должна иметь достаточно прочную и жесткую конструкцию.
$р Основной частью роликовой опоры являются ролики, которые ^у изготовляют из стальных труб, а также из пластмассы. Оси ролн- g' ков устанавливают на шарикоподшипниках. Важное значение $ Для надежной работы конвейера имеет тщательное уплотнение Л подшипниковых узлов опорных роликов. Практика показала, что '•' основной причиной повышенного расхода энергии и преждевременного износа ленты и роликов является неудовлетворительное состояние подшипниковых узлов, вследствие забивания шарико-
Подшипинков пылью. Для предохранения подшипников от загрязнения применяют лабиринтные уплотнения и манжеты из резины И пластмассы (рис. 98).
171
Рис. 91. Скребки для очистки лент.- а — одинарный, б — двойной
Рис. 95. Щетка для очистки лепт
Рис. 96 Водяной очиститель:
У — конвейерная лента; 2 — две трубы с девятью форсунками на каждой;
3 — воронка; 4— скребок для очистки лепты
Рис. 97. Роликоопоры ленточных конвейеров
Диаметр опорных роликов выбирают в зависимости от скорости движения ленты с таким расчетом, чтобы число оборотов ролика, как правило, не превышало 300 в минуту. При больших скоростях вращения необходима динамическая балансировка роликов.
Расстояние между роликовыми опорами на груженой ветви устанавливают в пределах 800—1400 мм, в зависимости от веса транспортируемого груза и натяжения ленты. На холостой ветви ролики устанавливают на расстоянии, в 2—3 раза большем, чем на рабочей ветви.
Для обеспечения центрирования движущейся ленты относительно оси конвейера через каждые 6—10 обычных роликоопор
Рис. 100. Схема к определению стрелы провеса лепты между роликоопорами
рекомендуется устанавливать центрирующие роликовые опоры, свободно вращающиеся на вертикальной оси (рис. 99, а). С боков такой роликоопоры установлены вертикальные, так называемые дефлекторные ролики. При сбегании в сторону лепта краем нажимает па один из боковых роликов и выводит роликовую опору из равновесия. Вследствие увеличения сопротивления на одном конце роликовой опоры возникает момент сил, поворачивающий опору на угол а (рис. 99, б).
Ролики, вращаясь вокруг своей осп, силой трения стремятся перемещать ленту в направлении, перпендикулярном к своей оси (вектор ир). Составляющая этого вектора ир sin а сдвигает ленту влево, т. е. возвращает ее в центральное положение.
Под действием собственного веса и груза лента провисает (рис. 100).
Наибольшая стрела провеса
(180)
где q — вес материала, приходящегося на 1 пог. м, в н!м;
q0 — вес 1 пог. м ленты в н!м;
/ — расстояние между роликовыми опорами в м;
5mil1 — минимальное натяжение ленты в н.
При чрезмерно большом расстоянии между роликовыми опорами лента между ними сильно провисает и угол наклона |\пах 176
У роликов может стать таким, что материал начнет скользить по ленте.
Опытами установлено, что допускаемая стрела провеса не должна превышать
/ = 0,025/,
откуда допустимое минимальное натяжение ленты
Smin = 5 (^ н q0) I Н.(181)
В случае перемещения тяжелых штучных грузов расстояние между смежными роликовыми опорами берется меньше длины одной штуки груза.
ЗАГРУЗОЧНЫЕ И РАЗГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
При попадании куска материала массой G кг на горизонтально движущуюся ленту ему силой трения F (и) сообщается ускорение а, которое определится из равенства
F G-a к,
но F = Gg/ (и), следовательно, ускорение, сообщаемое лентой материалу,
а gf м/сек2, где f — коэффициент трения;
g 9,81 м/сек2 — ускорение силы тяжести;
а — ускорение материала в ;и/се№;
G — масса частицы материала.
Если известно, что скорость ленты и м/сек и первоначальная скорость материала в направлении движения ленты и0, то путь скольжения материала по ленте
8 = ^’.(182)
При наклонном расположении конвейера под углом и подаче материала вверх путь скольжения еще больше, ускоряющая сила будет равна силе трения за вычетом составляющей веса материала
F = Gg (f cos р — sin р) к(183)
и ускорение
а g (f cos р — sin р) м/сек2.(184)
Например, при а = 2,0 л/егк; и. 0; / = 0,6; р12Д ускорение а - = 9,81 (0,6-0,98 — 0,208) — 3,7 м/сек- и путь скольжения S — ^ ^ ? ■— 0,54 л/.
Это значит, что каждый кусок прежде, чем начать движение со скоростью, равной скорости ленты, т. е. приобрести относительную неподвижность, скользит на участке 0,54 м по ленте, вызывая ее износ.
Поэтому очень важно для увеличения срока службы ленты правильно выполнять загрузочные устройства, которые должны быть устроены так, чтобы материал поступал на ленту в направлении, близком к направлению движения ленты, и со скоростью, близкой к скорости движения ленты (рис. 101, а и в). При таком условии до минимума сокращается скольжение материала по ленте.
При транспортировании крупнокусковых материалов целесообразно создавать постель из мелкого материала. На рис. 101, б
Рис. 101. Схемы загрузочных узлов ленточных конвейеров:
с — со сплошным лотком; б — с решетчатым лотком; в — с амортизирующими резиновыми лентами; г — поперечное сечение загрузочного лотка с обычными роликами; 5 — то же с амортизирующими роликами
показано загрузочное устройство с наклонным решетчатым желобом. Мелкие куски, ссыпаясь, образуют на ленте постель, на которую поступают более крупные куски. Ширина выходного сечения загрузочного устройства (рис. 101, г) должна составлять 0,6— 0,8 ширины ленты. Края загрузочной воронки, соприкасающиеся с лентой, во избежание износа ленты заканчиваются сменными резиновыми полосами. Во избежание просыпания груза сквозь щели между стенками воронки и лентой, из-за ее провисания, в месте загрузки ролики устанавливают чаще, чем на остальных участках конвейера. Для смягчения ударов кусков о ленту целесообразно ролики покрывать толстым слоем резины или надевать на них резиновые кольца (рис. 101, д).
Если материал разгружают через концевой барабан, то устраивают приемные лотки, а при разгрузке в средней части конвейера применяют сбрасывающие тележки плужкового (рис. 102, а) или барабанного типа (рис. 102, б). Плужковый двусторонний сбрасыватель проще по конструкции, но сильнее изнашивает ленту 178
вследствие скольжения материала. Барабанный сбрасыватель меньше изнашивает ленту, но непригоден для работы со штучными грузами. Плужковые и барабанные сбрасыватели, смонтированные на тележках, можно перемещать вдоль конвейера вручную или с помощью механического привода, получающего движение от ленты (рис. 103).
В настоящее время машиностроительные заводы изготовляют элементы ленточных конвейеров по нормалям Центрального проектно-конструкторского бюро «Союзпроммеханизация», которые выпущены специальным альбомом .
РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Для расчета ленточного конвейера необходимо располагать
следующими данными:
необходимой производительностью Q в т/ч;
насыпной массой транспортируемого груза -у в кг/м3;
Рис 104. Расположение грузаРис 104. Расположение грузана ленте:а — плоской; б — желобчатойна ленте:а — плоской; б — желобчатойнаибольшими размерами кусков а|пах в мм с указанием о гранулометрическом составе насыпного груза;
Рис 104. Расположение груза
Рис 104. Расположение груза
на ленте:
а — плоской; б — желобчатой
на ленте:
а — плоской; б — желобчатой
характеристикой трассы — расстояние между центрами барабанов, горизонтальные и наклонные участки, углы наклона. Кроме того, необходимо выявить особые свойства груза, как-то: липкость, абразивность, острогранность и т . п.
Производительность ленточного конвейера при перемещении насыпных грузов определяют по формуле
Q = 3,6 vF^ т/ч, (185)
где у — скорость движения ленты в м/сек;
F — площадь поперечного сечения материала на ленте -в м2;
-у — насыпной вес материала в т/м3.
Чтобы избежать ссыпания груза, по краям ленты должны быть свободные поля (рис. 104, а).
Считают, что груз располагается на плоской ленте в виде равнобедренного треугольника с основанием b 0,9-5 — 0,05 м и углом при основании ср.
На желобчатой ленте (рис. 104, б) площадь сечения груза может быть представлена как сумма площадей треугольника с размерами, указанными на рис. 104, а, и трапеции, тогда сечением материала:
па плоской ленте
Fn, - (0,95 — 0,0 5)3 4- tg ср - К‘п (0,95 — 0,05)2 м^ (186) на желобчатой
Ржел -"4 (1(0,95 —0,05)2 — /2] tg а(0,95 — 0,05)2 tgipj
^/(;(0,95-0,05)2 м\(187)
где <р — угол откоса сыпучего груза;
а - 20 ч-30' — угол наклона боковых роликов;
/ — длина среднего ролика в желобчатой роликоопоре в м; ^п 11 Кп—коэффициенты производительности, зависящие от углов (р и а.
Подставляя значения Fn] и Ржед в выражение (185), получим
Qn,. = 3,6^ (0,95 — 0,05)2 иу т!ч\(188)
Q«M 3,6/(’(0,95 — 0,05)2 оу m/v.(189)
Обозначая 3,6/<^ и 3,6/(" общим коэффициентом Кп, значения которого для плоской и желобчатой ленты будут различны, получим
Q = Кп-ф.^В — 0,05)2 цу,(190)
откуда
в- ‘'‘(/^у +ад5Ь('Эи
Значения Кп приведены в табл. 30.
Пик а за тели
Форма ленты
плоская
лотковая а —: 20°
лотковая а =30°
Угол откоса ср град Значение Кп
15
0,240
20
0,325
15
0,470
20
0,550
15
0,550
20
0,625
таблица 30
Значения коэффициента Кп
При наклонном расположении конвейера производительность уменьшается, что учитывают введением в выражение (190) коэффициента с, значение которого приведено в табл. 31.
Таблица 31
Значения коэффициента с
Угол наклона Р град
3
4
8
12
16
20
22
24
с .........
1,0
0,99
0,97
0,93
0,89
0,81
0,76
0,71
Полученная ширина ленты, кроме того, должна быть проверена на размер кусков. Для несортированного материала В — — 2аИ1ах + 200 мм, где а,пах — максимальный размер кусков в мм.
Важным параметром является скорость движения ленты, с увеличением которой возрастает производительность конвейера, а при той же производительности уменьшается погонная нагрузка на ленту. Повышая скорость, можно сократить ширину ленты, а при той же ширине уменьшить число прокладок и иметь более дешевую ленту.
На практике верхний предел скорости ограничивается:
хрупкостью материала, проявляющейся при загрузке и разгрузке конвейера; 2) возрастанием динамической нагрузки на подшипниковые узлы опорных роликов, возникающей вследствие неуравновешенности роликов, а также от ударов груза на лейте, особенно при наличии крупных кусков; 3) повышением износа ленты в местах загрузки материала и установки устройств для очистки ленты; 4) повышением пылевыделения при транспортировании сухого пылящего материала.
Кроме того, при повышении скорости возрастает опасность сбегания ленты в сторону в случее односторонней загрузки, случайных перекосов, особенно при узких лентах.
Скорости лент рекомендуется принимать в пределах, указанных в табл. 32.
Таблица 32 Скорость движения конвейерной ленты
Группа насыпных материалов
Материал
Ширина ленты в .мм
50(1
650— 80и
8 Ю— 1000
1'200 и более
Неабразивные и малоаб-
Уголь рядовой
1,0— 1,6
1,25— 2,0
1,6— 2.5
1.6—
2.5
разивные
Хрупкие материалы, крошение которых по-
пижает их качество
Абразивные мелко и средпекусковые (класс
Уголь сортированный, кокс
1,0— 1,25
1,0—
1,6
1.6
1.6
—100 мм)
Абразивные,крупнокусковые(класс
Горная порода, руда, щебень
1,0— 1,25
1,0
1,6
1.6— 2,5
1 6—
2,5
+ 100 лм()
Горная порода, руда
1,0— 1,6
1,6
1,25— 1,60
Следует иметь в виду, что существует также и нижний предел скорости ленты, обусловленный характером разгрузки материала на концевом барабане. Минимальная скорость ленты должна быть
такой, чтобы при разгрузке с концевого барабана материал не скользил по ленте, изнашивая верхний защитный резиновый слой, а свободно падал в приемную воронку, что для принятых на практике размеров барабанов достигается при скорости ленты, большей 0,75 м!сек.
Для штучных грузов производительность определяют по формуле (175), а ширину ленты выбирают в зависимости от размеров груза.
Как видно из формул (191) и (192), ширина желобчатых лент при одинаковой производительности меньше, чем плоских. Кроме того, рассыпание материала при желобчатых лентах меньше.
Увеличение угла наклона боковых роликов до 30—40° (см. рис. 103) позволяет при той же ширине ленты увеличить производительность на 20—25%; однако при этом появляются напряжения, возникающие в ленте в местах перегиба ее на роликоопо- рах. Поэтому для роликоопоры с большими углами боковых роликов требуются ленты повышенной гибкости. Этим условиям удовлетворяют ленты с основой из синтетических тканей.
В ленточном конвейере мощность в основном затрачивается на преодоление трения в подшипниках поддерживающих роликов и барабанов, на трение при качении ленты по роликам, на преодоление сопротивления изгибу ленты на барабанах, на подъем материала (в наклонных конвейерах) и на сбрасывание материала (преодоление сопротивлений, возникающих при работе разгрузочных устройств). В большинстве случаев практических расчетов горизонтальных и наклонных конвейеров тяговое усилие, необходимое для приведения ленты в движение, можно представить кик сумму сопротивлений, создаваемых весом ленты и находящимся на ней грузом
= k ^д + W^ н,= k ^д + W^ н,(192)(192)
= k ^д + W^ н,
= k ^д + W^ н,
(192)
(192)
; где — сопротивление от ленты в н;
W5D — сопротивление от груза в н;
k — коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления на концевых барабанах.
Так как лента представляет собой замкнутый контур, то холостая ветвь уравновешивает грузовую и при расчете необходимо учитывать только сопротивление, вызываемое трением в ролико- опорах, и трение качения ленты по роликам
W4 = 2q„L cos р^ н,W4 = 2q„L cos р^ н,(193)(193)
W4 = 2q„L cos р^ н,
W4 = 2q„L cos р^ н,
(193)
(193)
Где qA— погонный вес ленты в кМ;
wx—коэффициент сопротивления холостого хода;
L — длина конвейера;
Р — угол наклона конвейера.
Мощность холостого хода
= w = квт- <194)
Обозначая ^q^- = С и LcosfJ —<, будем иметь
^)l = cL2v кет.(194, п)
Сопротивление от груза
We„ qL cos р^’г/7 ± qL sin p h,(195)
где знак |- принимается при подъеме, а знак — при спуске груза. Мощность, затрачиваемая на перемещение груза,
^гР— 10001000^ J
Эту мощность можно представить как сумму двух слагаемых: Л^-МН-Уо,(197)
а,"COS В(УгпУ
где No = ——j"QQ()мощность, затрачиваемая на преодоление вредных сопротивлений от груза (трение в роликоопорах, трение каче- , аг"' оЛ sin Ву ния ленты по роликам), а ^o - ]Од^— мощность, расходуемая на подъем груза.
Учитывая, что L cos р — L sin р = Н и q "д^у** П0‘ лучим
Хо = 6 № № + О = k (cLev +ют. (198)
Часто принимают w£p = 0,054, тогда формулу (198) можйо записать в таком виде, как она часто встречается в справочниках Л<-: Цс<и 9 -0,00015<2Д<; ^) ^т.(199)
Первый член формулы (199) учитывает сопротивление холостого хода (при работе конвейера без нагрузки), второй член — сопротивления, дополнительно возникающие при перемещении материала, третий член — мощность, затрачиваемую на подъем материала.
Для конвейеров, у которых ролики установлены на шарикоподшипниках, коэффициент с можно принимать по табл. 33.
Коэффициент к принимается в зависимости от длины конвейера: для L <15 м к = 1,25; L -- 16ч-30 м к - 1,10; L 30-45 м к =: 1,05; L 7> 45 м к — 1,00.
Таблица 33
Ширина ленты в лм1
500
650
800
1000
1200
Коэффициент с . . . .
0,018
0.023
0,028
0,038
0,048
При наличии сбрасывающих устройств к мощности, определяемой по формуле (199), прибавляется мощность, затрачиваемая на разгрузку.
Для плужкового сбрасывателя
N?,=c1QB кет,(200)
где с1 0,0075.
Для двухбарабанной самоходной тележки мощность подсчитывается по эмпирической формуле
Np = 0,275(Vо 4- 0,005Q + 0,4 кет.(201)
При этом мощность на валу двигателя составит
N = A№±yWL квт,(^
где т|,м— к. п. д. механизма привода;
й3 — 1,1-ь 1,2 — коэффициент установочной мощности.
Зная мощность на валу барабана, можно найти окружное усилие на барабане
(203)(203)р /VI 000и
(203)
(203)
Это усилие передается ленте трением. Согласно формуле Эйлера SHu6 = St.#$a и сила тяги привода
l^'o - SHa6 - Sc6 = Sc6<e^ - 1) н,(204)
откуда
s™---44th'(205)
Натяжение набегающей ветви
С,ПАСХ
где е — 2,71 — основание натуральных логарифмов;
/ — коэффициент трения между лентой и приводным барабаном;
а — угол обхвата приводного барабана лентой в рад. По усилию 5наб рассчитывается лента иа прочность. Значения Для некоторых углов обхвата приведены в табл. 34.
Значения е^а в зависимости от / и а
к S
<и га
Угол обхвата а в град (в числителе) и рад в (знаменателе)
180
210
240
270
300
330
360
380
400
420
450
480
сп
3,14
3,66
4,19
4,71
5,24
5,76
6,28
6,63
6,98
7,33
7,85
8,38
Значения е
а
1,0
1,37
1,44
1,52
1,60
1,69
1,78
1,87
1,94
2,01
2,08
2,19
2,31
0,15
1,60
1,73
1,87
2,03
2,19
2,37
2,57
2,71
2,85
3,00
3 25
3,51
0.2
1,87
2,08
2,31
2,57
2,85
3,16
3,51
3,77
4,04
4,33
4,84
5,34
0,3
2,56
3,00
3,51
4, Н
4,81
5,63
6,69
7.31
8,14
9,00
10,50
12,35
0,35
3,00
3,61
4,33
5,20
6,27
7,51
9,02
10,19
11,50
13,00
15,60
19,22
0,4
3,51
4,33
5,34
6,59
8,12
10,01
12,33
14,35
16,30
18,50
23,00
28,51
При детальном расчете, когда известны размеры всех элементов конвейера, натяжение ленты определяют по точкам — методом обхода по контуру и расчет сопровождают построением диаграммы натяжения. Для этого замкнутый контур ленты разбивают на прямолинейные н криволинейные участки. Точки сопряжения
Рис. 105. Диаграмма натяжения лепты
этих участков пронумерованы (рис. 105). Номер 1 соответствует точке сбегания ленты с приводного барабана. Последующие номера точек проставлены в направлении движения ленты.
Для построения диаграммы натяжения ленты в произвольно выбранном масштабе на расстоянии L друг от друга проводят три вертикальные прямые 1, 2 и 3, 4.
На вертикали 1 выбирают произвольную точку Г, от которой в соответствующем масштабе откладывают величину сопротивления на участке /—2 (отрезок Г—/")•
Положительные сопротивления откладывают вверх, а отрицательные — вниз от точки 1. Через полученную точку 1" проводят 186
горизонталь до пересечения с вертикалью 2—3 и фиксируют точки пересечения 2', 3'. От точек 2', 3' откладывают величину сопротивления на участке 3—4 (отрезок 2', 3' — 2') и через полученную точку 2", 3" проводят горизонталь до пересечения с вертикалью 4 и фиксируют точку 4'.
Точки Г, 2', 3' и 4* соединяют прямыми. Линия Г, 2', 3' и 4' характеризует закон изменения натяжения ленты по ее длине.
Однако отсутствие оси абсцисс лишает возможности прочесть по диаграмме величины этих натяжений.
Для выбора положения оси абсцисс от точки с наименьшим натяжением на груженой ветви (точки 2', 3') откладывают вниз величину Smin и проводят горизонталь / («ось по провесу»).
Далее от точки Г откладывают вниз величину Sc6 и проводят горизонталь («ось по пробуксовке»).
За окончательную принимают ось, которая окажется самой нижней. Пользуясь этой диаграммой, можно произвести также проверку прочности ленты. Для этого от точки максимального натяжения ленты (точка 4'^ откладывают вниз величину допускаемой нагрузки на ленту и проводят горизонталь («ось прочности»). Если ось прочности проходит ниже принятой оси абсцисс, то лента удовлетворяет условиям прочности.
Иногда диаграмму натяжения ленты строят, как показано на рис. 105, обозначая натяжение в виде отрезка, перпендикулярного к ее контуру в соответствующей точке.
С повышением прочности лент все больше ощущается разрыв в долговечности дорогостоящего каркаса и защитного слоя резины, вследствие чего ленту приходится менять после износа обкладок, когда несущая способность каркаса еще осталась неисчерпанной.
^Поэтому наряду с изысканием более соввершенных конструкций лент предложены конвейеры, в которых функции грузонесу- Щего и тягового органа разделены.
Примером такой конструкции является ленточно-канатный , конвейер (рис. 106), который состоит из двух тяговых канатов 2, несущей ленты /, приводной 3 и натяжной 4 станций и промежуточных опор "5 с поддерживающими роликами 6 для канатов.
В ленте завулканизированы гибкие плоские стальные пружины: концы ленты утолщены и имеют углубления, которыми лента j укладывается на канаты (рис. 106, в).
, Усилие от тяговых канатов равномерно распределяется по всей ..Длине ленты, и канаты с лентой движутся как одно целое. На ко- •' вечном пункте у привода лента огибает свободно сидящий иа оси iбарабан, а канаты, обогнув направляющие и отклоняющие шкивы, -Набегают на ведущие шкивы лебедки привода. Приводные шкивы ^лебедки — многообхватные с параболическим профилем обода. L Конвейер не имеет жесткой станины. Промежуточные роликовые опоры устанавливают иа расстоянии от 3,5 до 8 м, возрастаю-
щей по мере увеличения натяжения каната от натяжной к приводной станции. Канаты натягиваются грузом.
Ролики, поддерживающие канат, могут перемещаться по оси на 40 мм.
Рис. 106. Ленточно-канатный конвейер:Рис. 106. Ленточно-канатный конвейер:а — общая схема конвейера; б — лента: в — поперечное сечение конвейера; г — боковой вида — общая схема конвейера; б — лента: в — поперечное сечение конвейера; г — боковой вид
Рис. 106. Ленточно-канатный конвейер:
Рис. 106. Ленточно-канатный конвейер:
а — общая схема конвейера; б — лента: в — поперечное сечение конвейера; г — боковой вид
а — общая схема конвейера; б — лента: в — поперечное сечение конвейера; г — боковой вид
По литературным данным, ленточно-канатные конвейеры успешно работают при длине 2 км и более.
Пример. Определить основные параметры ленточного лоткового конвейера для следующих условий: транспортируемый материал — известняк дробленый; насыпная масса у = 1800 кг!м?\ производительность Q = 200 minac; конвейер наклонный L = 80 м; угол наклона ₽ = 20°; разгрузка с концевого барабана конвейера.
Привод однобарабанный, угол обхвата а = 240°, коэффициент трения между лентой и приводным барабаном f = 0,3.
Принимаем скорость ленты и = 1,5 м[сек. Ширина ленты [формула (191)]
3 ~ и ]Z^ + 0'05 = UV VTOW+ °'05 - °'54
Принимаем В = 600 aim. Высота подъема Н — L sin [1 — 80 sin 20" — 27,5 лд Длина конвейера по горизонтали Ьг — L cos Р — 80 cos 20' =- 75 .и.
Мощность на приводном барабане определяем по формуле (199)
No = к ( сЬги -У 0.00015Q Дг -|-No = к ( сЬги -У 0.00015Q Дг -|-QH \367 )QH \367 )кет.кет.
No = к ( сЬги -У 0.00015Q Дг -|-
No = к ( сЬги -У 0.00015Q Дг -|-
QH \
367 )
QH \
367 )
кет.
кет.
Для нашего случая к — 1; с — 0,018 (табл.Для нашего случая к — 1; с — 0,018 (табл.Ло — 0.018-75.1.5 4- 0,00015-200*75 |-Ло — 0.018-75.1.5 4- 0,00015-200*75 |-33)200-27,5—кет.36733)200-27,5—кет.367Окружное усилие на барабане р_ ЮОО.Ур иОкружное усилие на барабане р_ ЮОО.Ур и102-19,3102-19,31,51,513 000 н.13 000 н.Наибольшее натяжение лентыс Peia нао -]Наибольшее натяжение лентыс Peia нао -]13 000.3,513,51 — 113 000.3,513,51 — 1- 18 000 н- 18 000 н(значение е,а — 3,51 получено из табл. 34). Натяжение сбегающей ветви(значение е,а — 3,51 получено из табл. 34). Натяжение сбегающей ветвио ^наб 18000Сб"ЗДГо ^наб 18000Сб"ЗДГ'наг,'наг,5100 н.5100 н.
Для нашего случая к — 1; с — 0,018 (табл.
Для нашего случая к — 1; с — 0,018 (табл.
Ло — 0.018-75.1.5 4- 0,00015-200*75 |-
Ло — 0.018-75.1.5 4- 0,00015-200*75 |-
33)
200-27,5
—кет.
367
33)
200-27,5
—кет.
367
Окружное усилие на барабане р_ ЮОО.Ур и
Окружное усилие на барабане р_ ЮОО.Ур и
102-19,3
102-19,3
1,5
1,5
13 000 н.
13 000 н.
Наибольшее натяжение ленты
с Peia нао -]
Наибольшее натяжение ленты
с Peia нао -]
13 000.3,51
3,51 — 1
13 000.3,51
3,51 — 1
- 18 000 н
- 18 000 н
(значение е,а — 3,51 получено из табл. 34). Натяжение сбегающей ветви
(значение е,а — 3,51 получено из табл. 34). Натяжение сбегающей ветви
о ^наб 18000
Сб"ЗДГ
о ^наб 18000
Сб"ЗДГ
'наг,
'наг,
5100 н.
5100 н.
Принимаем лепту с прокладками из бельтинга Б-820; допускаемую нагрузку [р] принимаем равной 50 н/сл* на одну прокладку, тогда число прокладок в ленте
18000 с
607506 "Р°™ок.
Толщина обкладок верхней 4 мм, нижней 2 мм.
Погонная .масса ленты [формула (196)]
Ч« = I,1B (6Z4 S1 -т- к.,) = 1,1 -0,6 (2.6 4 4 4 2) - 5,7 п/м.
Погонный вес материала на ленте [формула (188)]
QQ200200q' 0,36ц “ 0,36-1,5q' 0,36ц “ 0,36-1,5= 370 н)м.= 370 н)м.
Q
Q
200
200
q' 0,36ц “ 0,36-1,5
q' 0,36ц “ 0,36-1,5
= 370 н)м.
= 370 н)м.
Расстояние между роликоопорами 1р = 1200 м. Минимально допускаемое натяжение на грузовой ветви.
Smln = 5 (q + 9о) I = 5 (370 4 57) 1,2 = 2560 н
Вопросы для повторения
Укажите преимущества лотковых (желобчатых) конвейеров перед плоскими.г
Чем ограничивается максимальный угол наклона конвейера?
Как устроена обычная тканевая прорезиненная лента? Отчего зависит прочность ленты?
Какие типы натяжных устройств применяют в ленточных конвейерах? Укажите преимущества грузовых натяжных устройств.
Как правильно должно быть выполнено загрузочное устройство ленточного конвейера?
Расскажите о принципе действия ленточно-канатного конвейера.
Глава XII. ПЛАСТИНЧАТЫЕ И СКРЕБКОВЫЕКОНВЕЙЕРЫ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАСТИНЧАТЫХ КОНВЕЙЕРАХ
Пластинчатые конвейеры (рис. 107) перемещают материал на ленте, состоящей из одной или двух бесконечных тяговых цепей /, охватывающих звездочки 2 и 3, к которым прикреплены пластины 4, образующие настил (чешуйчатую ленту). Пластинчатая лента поддерживается роликами 5, движущимися по направляющим рамы 6.
Рис. 107. Схемы пластинчатых конвейеров:,
а лотковый; б — плоский; в — схемы сопряжения пластин; г — элемент тяговой цепи
При перемещении сыпучих материалов пластины имеют форму лотка, поэтому такие конвейеры называют лотковыми. Для предохранения от просыпания материала пластины перекрывают одна другую (рис. 107, в).
Пластинчатые конвейеры могут перемещать материал как в горизонтальном, так и наклонном направлениях. Угол наклона пластинчатых конвейеров с плоскими пластинами, как и у ленточных, не должен превышать 15—20°, а в конвейерах с пластинами, образующими углубления, может достигать 35°. Пластинчатые конвейеры конструктивно сложнее, тяжелее и дороже ленточных. Поэтому их применяют в тех случаях, когда необходимо перемещать горячие материалы (например, клинкер от вращающихся печей), а также тяжелые материалы с острогранными крупными кусками или штучные грузы. Пластинчатые конвейеры 190
используют часто при обслуживании поточных производств и конвейерной сборке изделий. Короткие пластинчатые конвейеры усиленной конструкции используют в качестве питателей для подачи материала из приемных бункеров в дробилки.
Пластинчатые конвейеры разделяют:
по назначению: а) общего назначения; б) специальные;
по исполнению несущего органа: а) жесткие — для трассы прямолинейной в плане; б) изгибающиеся — для трассы криволинейной в плане;
по характеру установки поддерживающих роликов: а) с неподвижными роликовыми опорами; б) с роликами, движущимися вместе с несущим органом;
по конструкции цепи: а) с пластинчатыми цепями; б) со сварными цепями;
по числу цепей: а) одноцепные; б) двухцепные.
На заводах строительных материалов применяются в основном конвейеры общего назначения (ГОСТ 2035—54) с пластинчатыми цепями.
РАСЧЕТ ПЛАСТИНЧАТЫХ КОНВЕЙЕРОВ
Пластинчатые конвейеры рассчитывают аналогично ленточным конвейерам.
Производительность определяют по формуле (192)
Q = 3,6 и^оф?
где и — скорость леиты в м!сек;
Fo — площадь сечения желоба в мй;
ф — коэффициент заполнения;
у — насыпная плотность материала в кг!м3.
При лотковой форме пластин площадь сечения материала на ленте может быть принята равной сечению лотка. Некоторое недо- заполнение лотка материалом учитывают, вводя в формулу коэффициент заполнения ф = 0,74-0,8. При выборе ширины лоткового конвейера нужно учитывать не только производительность, но и крупность кусков, наибольший линейный размер которых для удобства загрузки и разгрузки не должен превосходить 1/3 ширины лотка. Высоту бортов лоткового полотна определяют исходя из потребной производительности конвейера. Обычно она составляет 120—180 мм.
Скорость движения пластинчатой ленты составляет 0,2— 0,6 м!сек в зависимости от конструкции цепи и характера перемещаемого материала.
Определять усилия в цепях пластинчатого конвейера и затем мощность двигателя в условиях, когда известны размеры деталей конвейера, удобнее всего методом обхода по контуру.
Натяжение сбегающей ветви в точке / (рис. 108) во избежание Провисания принимают равным 1000—2000 н (100—200 кг).
Если натяжение цепи в ке 2 равна S2, где S> - SЕсли натяжение цепи в ке 2 равна S2, где S> - Sточке / равно Sx, то натяжение в точ- 1 I" ^1-2 — сопротивления на участкеточке / равно Sx, то натяжение в точ- 1 I" ^1-2 — сопротивления на участке1-21-2S.,-SaWH н,Ц/^ = qftL {w' cos [5 ± sin [5) н,S.,-SaWH н,Ц/^ = qftL {w' cos [5 ± sin [5) н,(207)(208)(207)(208)He qQ - вес 1 пог. м пластинчатого полотна (цепей и пластин) в н!м;
Если натяжение цепи в ке 2 равна S2, где S> - S
Если натяжение цепи в ке 2 равна S2, где S> - S
точке / равно Sx, то натяжение в точ- 1 I" ^1-2 — сопротивления на участке
точке / равно Sx, то натяжение в точ- 1 I" ^1-2 — сопротивления на участке
1-2
1-2
S.,-SaWH н,
Ц/^ = qftL {w' cos [5 ± sin [5) н,
S.,-SaWH н,
Ц/^ = qftL {w' cos [5 ± sin [5) н,
(207)
(208)
(207)
(208)
L — длина конвейера в ,и;
у' - 0,1^-0,12 — коэффициент сопротивления;
точке 3точке 3Р — угол наклона конвейера к горизонту.
точке 3
точке 3
Натяжение в
Рис. 108. Схема к расчету пластинчатого конвейераРис. 108. Схема к расчету пластинчатого конвейераS3 - S2 (- ^з Н, (209)
Рис. 108. Схема к расчету пластинчатого конвейера
Рис. 108. Схема к расчету пластинчатого конвейера
где
И/ -2-а — сопротивление на натяжной звездочке, которое на основании опытных данных можно принимать
^2_3-(0,06^0t08) S2 н, откуда
S3 = (l,06-l,08)S2«. (210)
Натяжение в точке 4
S4^S3 + VZ^-^ + ^^^'^P^25'11^ К’ (2П)
где q -- ~L^— вес материала на 1 пог. м длины конвейера в н4м. Окружное усилие на зубьях ведущей звездочки
P = S4 —Sx н.(212)
1Чощиость на валу приводных звездочек
«„-и^квт,(213)
где и — скорость цепи в м'сек.
Мощность на валу двигателя
(214)
0 8-0,85 — к. п. д. механизма привода.
Коэффициент 1,1 в формуле (213) учитывает возможностьрегрузки ^дополнительные сопротивления от динамических
пена-пена-грузок.
пена-
пена-
Для всех конвейеров с цепным тяговым органом, в том числе и для пластинчатых, свойственна некоторая неравномерность хода цепи при установившемся движении привода, что обусловливается кинематикой зацепления цепи со звездочкой.
Цепь движется неравномерно вследствие того, что звенья ложатся не на окружность постоянного радиуса, а на стороны многоугольника (рис. 109). В каждый момент времени ведущим является один зуб или грань. Периодом колебания скорости является время поворота звездочки на центральный угол, соответствующий одной грани.
Рис. 109. Схема к определению ускорения цепи:
а — расположение цепи на звездочке; б — диаграмма скорости и ускорения
Если обозначить скорость цепи и, а скорость зуба звездочки изв = const, то у = t3a cos ср, т. е. скорость цепи изменяется по синусоиде, а ускорение соответственно по косинусоиде (рис. 109, б).
Неравномерность движения цепи обусловливает возникновение динамических нагрузок на цепь, которые должны учитываться при детальных расчетах конвейеров.
Динамические нагрузки достигают максимальных значений, когда частота собственных колебаний цепи, представляющей собой упругую систему, совпадает с частотой вынужденных колебаний, создаваемых зубьями звездочки, при взаимодействии с шарнирами цепей, т. е, когда имеет место резонанс.
СКРЕБКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Сребковый конвейер (рис. 110, а) состоит из неподвижного желоба и движущегося по нему тягового органа (цепь, канат), на котором укреплены скребки.
Рабочей ветвью конвейера может быть верхняя пли нижняя ветвь, а иногда обе одновременно в случае перемещения груза в разных направлениях. Материал, загружаемый в желоб, захватывается скребками и проталкивается по желобу. Разгрузка
13 Евневич 193
производится в конце конвейера или в средней его части; в последнем случае в середине желоба устраивают отверстия, перекрываемые заслонками.
Скребки могут возвышаться над материалом или быть погруженными в него. В первом случае перед каждым скребком скопляется некоторое количество сыпучего материала, который не остается в покое. Задерживаемые трением о стенки и днище желоба частицы материала, выжимаются вверх, материал у скребка вспу
чивается, и частицы скатываются вперед. В результате материал перед скребком в продольном сечении приобретает форму, близкую к трапеции. /
Если скребки низкие и погружены в массу материала (рис. НО, б), то при движении они стремятся перерезать слой материала снизу, а так как сопротивление сыпучего материала перерезанию скребками больше, чем сопротивление передвижению его по желобу, то он движется сплошным потоком. Такие конвейеры называются конвейерами сплошного волочения или конвейерами с погруженными скребками.
Конвейеры с погруженными скребками, имеющими большой периметр среза (контурные скребки), могут перемещать материал и в вертикальном направлении. Такие конвейеры применяют для бесперебойного перемещения неабразивных материалов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Так как материал в скребковом конвейере проталкивается (волочится) скребками по неподвижному желобу, то энергоемкость и изнашивание их больше, чем в ленточных и пластинчатых конвейерах.
На заводах строительных материалов скребковые конвейеры применяют главным образом в тех случаях, когда они должны выполнять функции распределения материала между отдельными технологическими агрегатами для транспортирования горячих грузов или когда необходимо перемещать грузы под большим углом наклона и другие конвейеры не могут быть использованы.
Желоба скребковых" конвейеров изготовляют из стальных листов толщиной 4—6 мм.
Желоба могут быть прямоугольные и трапецеидальные. Более выгодной в отношении сопротивления движению материала по желобу является трапецеидальная форма.
Ширина желоба конвейеров зависит Jot производительности конвейера. Высота скребков 100—200 мм.
У*' Производительность скребковых конвейеров можно определять также, как и пластинчатых, а некоторую неравномерность запол- нения_желоба учитывать коэффициентом производительности
Q - 3,6 и-РДту т!ч, где ф — коэффициент производительности, принимаемый для конвейеров непрерывного волочения 0,5—0,6, а для сплошного волочения — 0,7—0,9.
Скорость скребков зависит от конструкции тяговых цепей и характера перемещаемого материала и принимается в пределах 0,25—0,75 м!сек. Расстояние между скребками в зависимости от их размеров 0,4—8 м.
Для ориентировочного подсчета мощности на валу приводных звездочек можно пользоваться формулой
(215)
где Q — производительность конвейера в т!ч\
Кг — длина конвейера, измеренная по горизонтали, в м;
w0 — коэффициент, значения которого принимают в зависимости от типа цепи и производительности конвейера по табл. 35;
Н — высота подъема перемещаемого материала (для случая наклонного перемещения) в м.
Таблица 35
Значения коэффициента ш0
Тип конвейера
Значения коэффициента и?в при производительности конвейера в т/ч
4.5
9
18
27
36
45
С роликовыми цепями С безроликовыми втулочными цепями
2,25
4,2
1,7
3,0
1,3
2,25
1.1
1.9
1,05
1,7
0,7
1,6
При сложной трассе сопротивление движению определяют методом расчета по точкам.
Вопросы для повторения
Укажите область применения пластинчатых конвейеров. Отметьте их достоинства и недостатки.
Нарисуйте схему пластинчатого конвейера и объясните его устройство.
Укажите порядок расчета пластинчатых конвейеров.
В каких случаях целесообразно применять скребковые конвейеры?
По какому принципу работают скребковые конвейеры с погруженными скребками?
Укажите область применения конвейеров с погруженными скребками.
Глава XIII. ЭЛЕВАТОРЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
Элеваторами называют машины непрерывного транспорта, предназначенные для перемещения насыпных грузов и реже штучных в вертикальном или крутонаклонном направлениях (наклон 70—75°).
Для транспортирования насыпных материалов применяют ковшовые элеваторы.
Ковшовый элеватор (рис. 111) состоит из приводного / и натяжного 2 барабанов (звездочек), тягового органа 3 (цепи или ленты) и ковшей 4. Верхняя часть с приводным устройством называется головной, нижняя часть с натяжным устройством — башмаком.
Перемещаемый материал, засыпаемый в загрузочный' башмак, частично попадает непосредственно в ковши, а частично на закругленное днище башмака, откуда зачерпывается ковшами.
При переходе ковшей через верхние звездочки или барабан материал высыпается из ковшей, поступая в загрузочный лоток, и отводится в бункера или к машинам.
Ковшовые элеваторы разделяют:
по характеру установки: а) вертикальные; б) наклонные;
по роду тягового органа: а) ленточные; б) цепные (одноцепные и двухцепные);
по скорости движения ковшей: а) быстроходные с центробежно-самотечной разгрузкой; б) тихоходные с самотечной разгрузкой;
по расположению ковшей: а) с расставленными ковшами; б) с сомкнутыми ковшами.
Основные параметры вертикальных ковшовых элеваторов приведены в ГОСТе 2036—53.
196
По сравнению с другими транспортирующими устройствами элеваторы занимают меньше места в плане и позволяют компактно расположить сооружения и агрегаты. Поэтому элеваторы, наряду с ленточными конвейерами, получили наиболее широкое распространение на заводах строительных материалов, являясь основным видом меж
этажного транспорта.
Эффективность их применения зависит от физических свойств перемещаемых материалов (крупности кусков, липкости). При зачерпывании материала ковши и тяговые органы испытывают значительные ударные нагрузки, особенно при круппокуско- вом твердом материале, и быстро выходят из строя. Но при рациональном устройстве питателей, правильном выборе скорости движения ковшей, их размеров и формы элеваторы работают достаточно надежно, и область их применения весьма ши-
Рнс. 111. Схемы ковшовых элеваторов: а — цепной: б — ленточныйРнс. 111. Схемы ковшовых элеваторов: а — цепной: б — ленточныйрока.
Рнс. 111. Схемы ковшовых элеваторов: а — цепной: б — ленточный
Рнс. 111. Схемы ковшовых элеваторов: а — цепной: б — ленточный
Для штучных грузов применяют люлечные элеваторы (рис. 112), ■у в которых груз перемешивается в люльках, шарнирно укреплен- ■- яых к тяговому органу. Люлечные элеваторы изготовляют двух- цепными (рис. 112, а) и одноцепнымн (рис. 112, б). В послед- нем случае приводная звездочка установлена на консольном валу.
■?.■ . ‘ В быстроходных элеваторах на процесс разгрузки оказывает £лу существенное влияние центробежная сила инерции, вследствие ^;. чего материал из ковшей вылетает по кривой (рис. 113, а) и по- _-£« падает в лоток, расположенный на некотором расстоянии от ков- ,>■ шей. Чтобы ковши не мешали друг другу при разгрузке, их уста- навливают на некотором расстоянии.
В тихоходных элеваторах влияние центробежной силы незна- v чительно и материал при выпадении из ковша падает почти вертикально. Поэтому для улавливания материала в лоток необходимо Устраивать отклоняющие звездочки (рис. 113, б), устанавливать еватор наклонно или монтировать ковши вплотную один к дру-
Рис. 112. Схемы люлечных элеваторов:
/ — цепь; 2 и 3 — приводная и натяжная звездочки; 4 — люлька
Рве. ИЗ. Схемы разгрузки ковшовых элеваторов
Рис. 114. Схемы сил, действующих па материал в ковшеРис. 114. Схемы сил, действующих па материал в ковшегому, чтобы предыдущий ковш являлся направляющим лотком для последующего (рис. 113, в)
Рис. 114. Схемы сил, действующих па материал в ковше
Рис. 114. Схемы сил, действующих па материал в ковше
В быстроходных элеваторах по сравнению с тихоходными большая оборачиваемость ковшей, поэтому при меньшей их емкости элеваторы имеют ту же производительность, меньший вес и стоят дешевле. Однако при зачерпывании в ковши крупных кусков толчки и удары ощущаются более сильно, что отрицательно сказывается на сроке службы ковшей и тягового органа. Поэтому быстроходные элеваторы применяют преимущественно для перемещения молотых и мелкокусковых материалов. Для крупнокусковых материалов применяют обычно тихоходные элеваторы.
Контур тягового органа элеватора (рис. 114) состоит из прямолинейных 1—2 и криволинейных участков 2—3. При движении ковшей по прямолинейному участку на материал действует только сила тяжести. При движении же ковшей по криволииейным участкам, кроме силы тяжести, на материал действует еще центробежная сила инерции
с = Grto2 н, (216) где G — масса частицы в кг;
г — радиус вращения в м;
со — угловая скорость барабана в рад!сек.
Сила тяжести постоянна по величине и направлению, центробежная сила постоянна по величине и направлена по радиусу. Складывая геометрически эти силы, получим равнодействующую R, продолжая которую до пересечения с вертикальной осью (точка Р), получим два подобных треугольника ОРА и RAC, из которых имеем
ОР _ CR
ОААС '
Учитывая, что CR = G, АС = Grto2 и о — -^-, получим
Gr895,/г>1-?\
ОР =v = const.(217)
Gear п3v !
Так как ковш был рассмотрен в произвольном положении, то можно сделать вывод, что для любого положения ковша равно- Действующая R сил G и С пересекается с вертикальной осью
199
в одной точке Р, называемой полюсом. Таким образом, равнодействующие будут направлены по радиусам окружности, центр которой находится в точке Р.
На некоторых заводах строительных материалов элеваторами иногда поднимают жидкости, главным образом, в смеси с твердым материалом.
При заполнении ковша жидкостью поверхность ее всегда будет располагаться нормально действующим силам, т. е. примет форму цилиндра, след которого на плоскости — окружность, очерченная через кромку ковша из точки Р.
Зная точку Р, нетрудно определить, в каком положении жидкость начнет выливаться из ковша, а также какое количество жидкости будет оставаться еще в ковше. Чтобы жидкость не выливалась преждевременно, ковши должны иметь соответствующую форму.
Сыпучие материалы с некоторыми поправками подчиняются законам гидравлики. В отличие от жидкостей, у которых угол естественного откоса <р = 0, сыпучие материалы сопротивляются сдвигу (угол естественного откоса больше нуля). Поэтому поверхность сыпучего материала в любой <р точке ковша займет положение, при котором след ее поверхности на плоскости будет составлять со следом жидкости угол, равный углу естественного откоса материала ф. Из курса аналитической геометрии известно, что кривая, касательные к которой в любой точке составляют с радиусом-вектором постоянный угол, называется логарифмической спиралью.
Таким образом, сыпучий материал располагается в ковше по логарифмической спирали.
Если вычертить в масштабе логарифмическую спираль (лучще всего на кальке), то, установив начало ее в точке Р и прикладывая ее к кромке ковша (на рис. 114 показано пунктиром), можно найти для любого положения ковша расположение в нем сыпучего груза.
Обычно скорость движений ковшей принимают такой, чтобы
Сгй? = -^0-9,81, (218) откуда
и = 2,56 V г м!сек. (219)
Начало отрыва частицы материала от ковша можно определить графически (рис. 115, а).
Равнодействующая R силы тяжести и центробежной силы всегда может быть разложена на две составляющие—нормальную к стенке ковша N и касательную Т.
Материал начнет двигаться, когда Nf Т, т. е. касательная сила Т будет равна силе трения Nf, удерживающей частицу в ковше, где / — коэффициент трения.
200
Поэтому, если вычертить в некотором масштабе барабан и изобразить в произвольном положении ковш, а в нем частицу материала Л, приняв силу N за единицу масштаба, то силой Т в том же масштабе будет отрезок Nf. Построив на этих силах параллелограмм, получим равнодействующую р. Если из центра барабана радиусом, равным полюсному расстоянию ОР и взятым в том же масштабе, сделать засечку на направлении равнодействующей, то получим точку Р — полюс, который должен лежать на верти-
Рис. [[5. Схема для построения кривой разгрузки ковшей эле-ватора:
а — определение начала разгрузки; б— построение кривой полета
кальном диаметре. Поворачивая рисунок так, чтобы точка Р совместилась с вертикалью, получим положение ковша, в котором начнется разгрузка материала.
■УУ Частица материала, оторвавшись от ковша (рис. 115, б), по ••fc инерции будет продолжать свое движение с постоянной скоростью Д" (сопротивлением воздуха пренебрегаем); одновременно под дей- •^к ствием силы тяжести она будет равноускоренно падать вниз. Д Кривую полета удобнее строить в косоугольных координатах, ^ приняв за ось 0—X направление касательной, а за ось О—¥ — "W вертикаль.
:г: • Обычно построить точки траектории кривой полета достаточно '%-, для промежутков А/ = 0,05 сек. Откладывая по оси О—X путь ($ = проходимый частицей по инерции за этот промежуток времени, а по оси О—¥ — отрезок у^ = м!сек, путь, проходимый свободно падающим телом, будет иметь ряд точек, соединяя которые получим траекторию полета.
Расстояние между ковшами и форма головки элеватора должны быть такими, чтобы материал не ударялся о стенки и впереди
идущие ковши, иначе эти элементы будут сильно изнашиваться. Из приведенного анализа видно, что в отличие от других транспортных машин в элеваторах скорость ковшовой цепи или ленты нельзя брать произвольно, а нужно учитывать процесс разгрузки ковшей.
ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ЭЛЕВАТОРОВ
К основным узлам элеваторов относят ковши, тяговые органы, приводную головку и башмак.
Ковши выбирают в зависимости от заданной производительности элеватора и характера перемещаемого материала. Однако независимо от этого размеры ковша должны быть подобраны так, чтобы куски материала свободно поступали в него при загрузке и также свободно высыпались при разгрузке.
Форма ковшей зависит от характера разгрузки их (центробежной или самотечной), а также от степени подвижности материала. Ковши изготовляют из листовой стали и передние кромки их усиливают козырьком из полосовой стали, а иногда иаплавляют твердым сплавом.
Для стационарных вертикальных ковшовых элеваторов общего иазначения стандартом (ГОСТ 2036—53) установлены ковши трех типов: глубокие (рис. 116, а) мелкие с цилиндрическим днищем (рис. 116, б) и остроугольные с бортовыми направляющими (рис. 116, в).
Глубокие ковши применяют для сухих легкосыпучих материалов (песок, цемент, мелкий уголь). Мелкие ковши, имеющие крутой обрез верхней кромки, используют при транспортировании влажных и слеживающихся материалов.
По ГОСТу 2036—53 емкость ковшей с цилиндрическим днищем установлеиа 0,65—15,0 л при ширине ковшей 135—450 лм; расстояние между ковшами — шаг ковшей 300, 400, 500 и 600 мм.
Остроугольные ковши (рис. 116, в) с сомкнутым расположением ковшей используют для транспортирования тяжелых кусковых грузов.
По стандарту ширина таких ковшей 160—900 мм и емкость 1,6—130 л.
В качестве тяговых органов в элеваторах применяют прорезиненные ремни или ленты, а также цепи пластинчатые втулочные и втулочно-роликовые, реже сварные. В элеваторах с пластинчатыми цепями движение им сообщается цепными звездочками с числом зубьев от 6 до 20. В элеваторах со сварными цепями передача движения осуществляется трением, возникающим между цепными звеньями и рабочими поверхностями каиавок блоков. Существенным недостатком элеваторов со сварными цепями является проскальзывание цепей иа барабанах, вследствие^чего получается перекос'ковшей, уменьшается производительность н нарушается нормальный режим работы. Вместе с тем сварные 202
Рис. 116. Типы ковшей:
а глубокий; б— мелкий; в— остроугольный с направляющими бортами
цепи лучше противостоят износу и им отдается предпочтение в элеваторах, перемещающих сильно истирающие материалы.
К лентам ковши прикрепляют болтами, причем в местах установки последних в ковшах делаются углубления, в которых утоп- ляются головки болтов, благодаря чему лента, обращенная в сторону барабанов, имеет гладкую поверхность (рис. 116, и).
Пластинчатые цепи крепят к задним или к боковым стенкам ковшей также при помощи болтов.
Приводная головка элеватора состоит из ведущего барабана (для ленточных элеваторов) или цепных звездочек (для цепных элеваторов), редуктора и электродвигателя.
Для предупреждения обратного движения тягового органа под действием веса груза при остаиовке элеватора приводная головка снабжена храповым остановом с бесшумной собачкой (по типу, показанному на рис. 28). Все механизмы привода монтируют на раме, которую крепят к перекрытиям или к специальным опорным конструкциям.
Башмак (нижняя головка) служит для загрузки элеватора и для размещения натяжного устройства. В большинстве элеваторов натяжное устройство винтового типа. Диище башмака для более удобного зачерпывания материала ковшами делают полукруглым. В нижней части башмака имеется люк для очистки днища. Башмак устанавливают на фундаменте и крепят к нему болтами.
РАСЧЕТ ЭЛЕВАТОРОВ
Производительность ковшового элеватора
Q = т/Ч1(220)
где i0 — емкость ковша в л;
ф — коэффициент заполнения ковшей;
а — шаг (расстояние между осями ковшей) в ж;
у — насыпная плотность материала в т!м3.
Из этой формулы определяют погонную емкость ковшей:
А= 9,/л,.(221)
a З.бчфу
По^найденной погонной емкости (л/л!), пользуясь табл. 36, выбирают ширину и шаг ковша.
Тип ковша и скорость его движения можно принимать по табл. 37.
Выбранный ковш проверяют на соответствие наибольшему размеру кусков я||]ах:
А > та1ЮХ1(222)
где А — вылет ковша (см. рис. 116);
204
Величина погонной емкости ковша — в л/лг (ГОСТ 2036-53)
Ширина ковша в мм
Ковши глубокие
Ковши мелкие
Ковши с бортовыми направляющими
До ^
3 а =
Ы а
s £ оё5.
с 5 и
1^
Ы с
о
II5
2 .о
о ё
135
160
200
250
350
450
600
750
900
* Для це или двум ша
300
300
300 400 500
600
ИНЫХ ЭЛ гам цеп
0,75
1,1
2.0
3,2
7,8
14,5
еваторо и.
2,5 3,67 6,67 8,0
15,6 24,2
в величина
0,65 М 2,6 7,0 15,0
шага к
2,17 3,67
6,5 14,0 25,0
овшей дол>
160
200
250
320
400
500
630
кна бьп
1,5
3,6
7,8
16,0 34,0 67,0
130,0
ь к рат
9,4
18,0
31,2 50,0
85,0 134,0 206,0
ал шагу
m — коэффициент, равный 2—2,5 при содержании 10—25% кусков размером атах и 4,25—4,75 при 50—100% таких кусков.
Мощность на приводном валу барабана (звездочек, блоков) ковшового элеватора определяют по формуле
= -^ (1,15 + -у) кет,(223)
где Н —■ высота элеватора, измеренная между осями приводного и натяжного барабанов (звездочек, блоков) в м;
кэ — коэффициент, зависящий от типа элеватора и производительности (табл. 38);
у — насыпная масса материала в кг1м\
Окружное усилие иа ведущем барабане (звездочке)
1{7 = ВД000 к.и и
Для ленточных элеваторов, а также элеваторов с гладкими Цепными блоками, в которых передача усилия тяговому органу производится трением, натяжение сбегающей ветви
S ="■(224)
где е = 2,71 — основание натуральных логарифмов;
/ — коэффициент трения тягового органа о барабан; а — угол обхвата.
Xарактери- стика насыпных грузов
Наименование грузов
Тип элеватора
3 и — и
"О 1
н 8
Средний оэффици- ПТ наполнен ня ковша
Скорость в Л1/сек
ленты
цепи
Пылевидные (продукты помола)
Угольная пыль
Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой
Г
0,85
—
0.6—0,8
Цемент, мел, мука фосфоритная
Быстроходный с центробежной разгрузкой
Г
0,75
1,25—1,8
—
Зернистые и мелкокусковые (Стах “ = 60 .ил!), малоабразивные
Древесные опилки, сухая глина в комьях, каменный уголь, фрезерный торф
То же
Г
0.7—0,8
1,25—2,0
1,25—1,6
То же сильно абразивные
Гранит, руда, шлаки
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
Б. Н,
0.7—0,85
0,8—1,0
0,8-1,0
Песок, зола, земля,
1 порода
Быстроходный с центробежной | разгрузкой
Г
0,7—0,8
1,6—1,8
Средне- и крупнокусковые (Стах = = 60 лии), малоаб- разивиые
Каменный уголь
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
Б. Н
0.6^0,8
—
0,6—0,8
Кусковой торф
Быстроходный с центробежной разгрузкой
Г
0,5—0,7
—
1,25—1,5
1
Таблица 37
Основные параметры ковшовых элеваторов (ориентировочные данные)
I
£
Ха рактерн- стнка насыпных грузов
Наименование грузов
Тип элеватора
3
О | = Og
Средний коэффици - ент наполнения к овша
Скорость в „и/сек
ленты
цепи
То же сильно абразивные
Щебень, РУДа, шлаки
Тихоходный с самотечной направленной разгрузкой
Б. Н.
0,6—0,8
0,5^0,8
Кусковые хрупкие, не допускающие крошения
Древесный уголь, кокс
То же
Б. Н.
0,6
0,6—0,8
0,6—0,8
Плохосыпучие пылевидные и зернистые влажные
Влажные земля, песок и мел в порошке
Быстроходный с центробежной разгрузкой
М
0,4—0,6
1,25—1,8
1,25—1,6
Химикаты влажные, торфяные очесы
Тихоходный со свободной самотечной разгрузкой
М
0,4—0,6
—
0,6—0,8
Примечание, Типы ковшей: Г — глубокий; М — мелкий; Б. Н. — остроугольный с бортовыми направляющими.
Продолжение табл. 37
Значение коэффициента кэ
Тип элеваторов
Значение &3 при производительности в м^ч
До 20
20-40
40-80
80—150
Ленточный
1500
1150
950
750
Цепной
1050
750
650
550
Таблица 38
Наибольшее натяжение тягового органа имеет место в точке набегания на барабан — точка 4 (рис. 117), наименьшее в точке 2 — в месте набегания тягового органа на натяжной барабан.
(225)(225)г№ Ч = ^Если вес а высота егог№ Ч = ^Если вес а высота егоПо табл. 36 принимаем элеватор с шириной ковша 250 мм и шагом 400 мм.По табл. 38 находим ^ = 1150. Мощность двигателя элеватора при ть — = 0.85 будетПо табл. 36 принимаем элеватор с шириной ковша 250 мм и шагом 400 мм.По табл. 38 находим ^ = 1150. Мощность двигателя элеватора при ть — = 0.85 будетNNQH36711л,QH36711л,40-18 367-0,8540-18 367-0,851,15 +1,15 +11501400 )11501400 )4,5 кет.4,5 кет.
(225)
(225)
г№ Ч = ^
Если вес а высота его
г№ Ч = ^
Если вес а высота его
По табл. 36 принимаем элеватор с шириной ковша 250 мм и шагом 400 мм.
По табл. 38 находим ^ = 1150. Мощность двигателя элеватора при ть — = 0.85 будет
По табл. 36 принимаем элеватор с шириной ковша 250 мм и шагом 400 мм.
По табл. 38 находим ^ = 1150. Мощность двигателя элеватора при ть — = 0.85 будет
N
N
QH
36711л,
QH
36711л,
40-18 367-0,85
40-18 367-0,85
1,15 +
1,15 +
1150
1400 )
1150
1400 )
4,5 кет.
4,5 кет.
Для нормального зачерпывания материала ковшами
Sm,n > 5(? «,
н/м— погонная нагрузка от материала.
ходовых частей вертикального элеватора д0 н/м. Нм, то минимальное натяжение сбегающей ветви
(точка /)
= q.H + Sm!n н. (226)
Для нормальной работы ленточного элеватора ST > SC6, вычисленному по формуле (224).
Вес ходовой части элеватора — ленты или цепей с ковшами приближенно может быть определен по формуле
q^ = 10 * ^Q н/м, (227) где Q — производительность элеватора в т/ч;
k — коэффициент, значения которого приведены в табл. 39.
Более точное определение веса ходовых частей должно производиться суммированием веса тягового органа и веса
Рис. 117. Схема к расчету ковшей.
элеватораТормозной момент, который должен
создавать стопорное устройство на валу барабана для удержания ходовой части элеватора от движения в обратную сторону при его остановке,\
(228)(228)Mnt = Hq-^- нм,
(228)
(228)
где D6 — диаметр барабана.
Пример. Определить основные параметры ковшового элеватора для сухой молотой глины с насыпной массой у = 1400 кг/м3. Производительность элеватора Q = 40 т/ч, высота подъема Н = 18 м.
По табл. 38 выбираем ленточный элеватор с глубокими ковшами (тип Г по ГОСТу 2036—53), коэффициент заполнения ковшей ф — 0,7, скорость ленты о = 1,5 м/сек.
По формуле (221) определяем погонную емкость ковшей:
^-3,6.1,54.°0,7.1,4- = 7-6
Производительность элеваторов
Тип вертикальных элеваторов
ЛенточныеОдноцецные
Двухцеппые
Тип КОВП1еЙ
без бортовых [Ы- [ipjB/rH IO-
с борто- вы\|И на- ПрдВЛ ЯК)- щими
без бортовых наир.1вля 10- щих
С бортовыми направляющими
без бортовых направляющих
с бортовыми направляю • щимн
Коэффициент А
До Ю 10—25 25—50 50—100 выше 100
0,60 0,50 0,45 0,40
0,35
0,60 0,55 0,50
1,1
0,8
0,60 0,50
1,10
0,85
0,70
1.2
1.0
0,8
0.6
1,1 0,9
Вопросы для повторения
Нарисуйте схему и укажите основные части элеватора.
Укажите основные типы элеватора.
Какие типы ковшей следует применять для легкосыпучих материалов?
Почему быстроходные элеваторы не рекомендуется применять для крупнокусковых материалов?
Как определить производительность элеватора?
Как определить мощность двигателя элеватора?
Глава XIV. КОВШОВЫЕ И ПОДВЕСНЫЕКОНВЕЙЕРЫ
§ 1. КОВШОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Ковшовыми конвейерами называют транспортирующие установки, перемещающие материалы как в горизонтальном, так и од- ювремешю в вертикальном направлениях. Преимуществом кои- ййера этого типа является отсутствие промежуточной перегрузки Материала в пунктах изменения направления движения.
^ По способу закрепления ковшей конвейеры подразделяются на ^Кребково-ковшовые, у которых ковши жестко закреплены к це- №м, и ковшовые, у которых ковши закреплены шарнирно.
£ В скребково-ковшовом конвейере (рис. 118) тяговым органом Служат две пластинчатые цепи с ходовыми роликами, к которым Жестко прикреплены ковши (/-образной формы.
^ На горизонтальных участках материал в открытом желобе пе- Ммещается ковшами волоком. При переходе с горизонтального вертикальный участок ковши зачерпывают материал и подпи-
’■ 14 Евневич209
мают его наверх, где при огибании направляющей звездочки содержимое ковшей высыпается снова в горизонтальный открытый желоб и перемещается к месту разгрузки.
Таким образом, вследствие жесткого закрепления ковшей на цепях такой конвейер на вертикальных участках работает как эле ватор, а на горизонтальных — как скребковый конвейер
Материал с помощью лотков загружают непосредственно в желоб, а выгружают через отверстия в днище горизонтальных жело-
Рис. 118. Схема скребково-ковшового конвейера:
i — цепь; 2 — ковш; 3 — открытый желоб: 4 — кожух; 5 — привод; 6 — натяжное устройство
бов. Отверстия закрывают задвижками, и материал можно выгружать в любой точке конвейера.
Преимуществом скребково-ковшовых конвейеров является удобство загрузки и разгрузки материала, недостатком — большой расход мощности и быстрое изнашивание горизонтальных желобов вследствие перемещения материала волоком.
На рис. 119 показан ковшовый конвейер, у которого ковши прикреплены к цепям шарнирно. Цепь снабжена ходовыми роликами, катящимися по направляющим. Ковши разгружают оп- рокидыганием, для чего на боковых стенках укрепляют ролики, которые, встречая на своем пути упор, заставляют ковш опрокидываться. Разгрузочный упор смонтирован на гележке и можег быть установлен в любой точке конвейера.
Расчет ковшовых конвейеров производят так же, как и прочих • конвейеров. Тяговое усилие целей и мощность двигателя определяют «по точкам», для чего вычерчивают контур конвейера и раз- 210
бивают его иа горизонтальные и вертикальные участки. На вертикальных участках расчет сопротивления производят как для элеваторов, а на горизонтальных — как для конвейеров.
Узел разгрузкиУзел разгрузкиРис. 119. Схема ковшового конвейера:Рис. 119. Схема ковшового конвейера:цепь: 2 — ковш; 3 — ролик для разгрузки; 4 — привод; 5 — натяжное устройство; б— разгрузочное устройствоцепь: 2 — ковш; 3 — ролик для разгрузки; 4 — привод; 5 — натяжное устройство; б— разгрузочное устройство§ 2. ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ§ 2. ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫПодвесные конвейеры получили в промышленности строитель- вых материалов значительное распространение. Основное преимущество этих конвейеров, особенно ценное при организации про- изводстга по поточному методу, заключается в том, что их можно применить при сложных трассах. На рис. 120 приведена схема Производства керамических труб с использованием подвесных конвейеров.
Узел разгрузки
Узел разгрузки
Рис. 119. Схема ковшового конвейера:
Рис. 119. Схема ковшового конвейера:
цепь: 2 — ковш; 3 — ролик для разгрузки; 4 — привод; 5 — натяжное устройство; б— разгрузочное устройство
цепь: 2 — ковш; 3 — ролик для разгрузки; 4 — привод; 5 — натяжное устройство; б— разгрузочное устройство
§ 2. ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
§ 2. ПОДВЕСНЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Подвесные конвейеры могут связывать единой транспортной системой несколько отдельных производственных зданий и перехо- ' ть из одного этажа в другой. Длина их иногда достигает несколь- их тысяч метров. Скорость перемещения грузов на подвесных аэнвейерах колеблется в широких пределах — от нескольких аитнметров до 25 м!мин. Часто подвесные конвейеры одновре- <енно с транспортными функциями выполняют технологические ерации, например, используются для сушки изделий.
В большинстве случаев подвесные конвейеры перемещают цтучные грузы, укладываемые иа полки (люльки), шарнирно прицепленные к тяговому органу. Поэтому такие конвейеры часто "ывают люлечными. Их применяют на кирпичных, стекольных, «ерепичных, керамических и других заводах.
11 18 19 20 21 2211 18 19 20 21 22
11 18 19 20 21 22
11 18 19 20 21 22
Основными элементами подвесного конвейера (рис. 121) являются: замкнутый тяговый орган /; каретки 2, прикрепленные к тяговому органу полки 3; крючки или специальные захваты, шарнирно прикрепленные к кареткам; подвесной путь 4, приводные и отклоняющие устройства и опорные конструкции.
В качестве тягового органа в подвесных конвейерах (рис. 122) применяют сварные, штампованные разборные цепи и стальные канаты. Основным требованием, предъявляемым к тяговому органу
Рис 12[. Схема подвесного конвейераРис 12[. Схема подвесного конвейера
Рис 12[. Схема подвесного конвейера
Рис 12[. Схема подвесного конвейера
подвесных конвейеров, является достаточная его гибкость, до-
•I пускающая возможность перегибов в вертикальной и горизонталь
ной плоскостях.
Сварные цепи отличаются большой гибкостью и пригодны для применения в подвесных конвейерах (рис. 122, б). Однако такие цепи, вследствие деформации звеньев в процессе работы, вытягиваются. Сварные некалиброванные цепи приводятся в движение гладкими швами трения, вследствие чего требуется значительное
‘Первоначальное их натяжение.
В подвесных конвейерах широкое применение получили штам- •пованные разборные цепи (рис. 122, а), ГОСТ 589—64. Приняты два размера разборных конвейерных цепей: с шагом 100 мм и разрывным усилием 150 000 к, с шагом 160 мм и разрывным усилием -290 000 н. Недостатком штампованных разборных цепей является :меньшая, чем у сварных цепей, гибкость в боковом направлении. 1В последнее время стали выпускать разборные цепи с шаровыми (Шарнирами, которые допускают изгиб цепи во всех плоскостях.
Стальные канаты редко используют в подвесных конвейерах из-за конструктивной сложности крепления к ним подвесок (рис. 122). Однако преимущества канатов (малый вес, гибкость) столь существенны, что конструкторы продолжают работать над
Холостая каретка Рабочая каретка
Рис. 122. Крепление кареток к тяговым органам
расширением области их применения, и на некоторых стекольных заводах (Гомельский, Константиновский) установлены канатные подвесные конвейеры.
Ходовые ролики кареток для уменьшения сопротивления движению установлены на шарикоподшипниках.
Конструкцию подвесок конвейеров приспосабливают к характеру перемещаемых грузов.
^ Подвесной путь такого конвейера обычно состоит или из одного двутавра (рис. 122, айв) или из двух параллельных угольников \ (рис. 122, б), прикрепляемых к потолочным балкам или поддер- i живающим конструкциям.
1 На рис. 123 показан общий вид установки подвесного люлеч- I кого конвейера на кирпичном заводе. Конвейер обслуживает прес-
Рис. 123. Общий вид подвесного конвейера на кирпичном заводе:
/ — прессовое отделение; 2 — сушильные сараи; 3 — кольцевая печь;
4 — арочный переход
совое отделение /, сушильные сараи 2 и кольцевую печь 3. В месте въезда на завод автомобилей устроен арочный переход 4.
Росстромпроект разработал для кирпичных заводов типовую конструкцию подвесного люлечного конвейера. В качестве тягового органа применена сварная цепь с диаметром цепной стали 16 /ИЛИ 19 мм (калиброванная и некалиброванная). При использовании калиброванной цепи в приводном устройстве конвейера 'Предусматривают одну ведущую цепную звездочку; в случае при- 'Менения некалиброванной цепи используют двухшкивный привод с гладкими шкивами. Подвесной путь делают из двух равносторонних угольников 45x45x5 мм, подвешенных к деревянным /Или металлическим опорам либо к деревянным опорным комет- гРУкциям сараев. Конвейеры, установленные на кирпичных заводах, имеют длину 300—1500 м.
При расчете конвейера обычно бывают известны: характер перемещаемых грузов, часовая производительность, схема конвейера с указанием мест загрузки и разгрузки, а также длина отдельных участков и высота их от общей нулевой отметки (например, от уровня пола).
Число штучных грузов, перемещаемых конвейером в ч,
Z штЬц(229)
где и — скорость конвейера в м!сек, выбираемая в соответствии с заданным ритмом обслуживаемых производственных операций;
т — количество изделий на подвеске в шт;
а — расстояние между подвесками (шаг подвесок) в ж. Если известны Z, v, т, то расстояние между подвесками
а количество изделий на подвеске Za т 3600у ШТ’
Шаг подвесок, вычисленный по формуле (230), округляют до величины, кратной удвоенному шагу цепи.
Предварительный выбор тягового органа и кареток можно сделать на основании сравнения проектируемого конвейера с уже выполненными типовыми конструкциями.
Собственный вес ^0 движущихся частей подвесного конверера, отнесенный к 1 пог. м его длины, можно приближенно определить по формуле
Vo = 5is±3™L + ^ „1М,(232)
где GK — вес каретки в н;
Gno9 — вес подвески в н;
q4 — вес 1 пог. м цепи в н!м.
Если ие все каретки являются рабочими (несущими), то необходимо вычислить отдельно погонные веса кареток и подвесок, а затем просуммировать их.
Нагрузка на груженой ветви конвейера складывается из собственного веса движущихся частей и нагрузки от перемещаемого груза:
где G2p — вес груза на одной подвеске в н.
На порожней ветви конвейера нагрузка равна q0. По величинам qep и qQ в дальнейшем определяют сопротивления движению, возникающие в конвейере при его работе, сопротивления на прямолинейных участках, на отклоняющихся блоках, звездочках или батареях, на вертикальных перегибах и от составляющей силы тяжести па наклонных участках.
Общее сопротивление на прямолинейных участках складывается из сопротивлений в подшипниках опорных роликов, сопротивления качения роликов по рельсам и трения о реборды. Эти сопротивления учитываются коэффициентом основного сопротивления, величина которого зависит от типа подшипников и условий работы конвейера. Для конвейеров применяемых на заводах стройматериалов, можно принимать ш' — 0,04.
Сопротивление на поворотных блоках и звездочках, возникающее вследствие трения в цапфах блока и жесткости цепи, пропорционально натяжению цепи
Sn = ^^ н,(234)
где Sn — натяжение сбегающей цепной ветви в н;
| — 1,06-:-1,07 — коэффициент сопротивления;
Sn-1 — натяжение набегающей цепной ветви в н.
Сопротивление на вертикальных перегибах, которое складывается из сопротивления движению кареток по ходовому пути, сопротивления от перегиба цепи и сопротивления от составляющей веса, равняется при подъеме
Snod = (Р№_т + w'q2pL -г qepH) н,(235)
а при спуске
Sm = <р((рЗп-1 + WqspL — q^ к,(236)
где ср = 1,02 — коэффициент сопротивления;
qsp — погонная нагрузка (соответственно для груженого или порожнего участка) в н!м;
L — длина пути на вертикальном перегибе в м;
Н — высота подъема или спуска в м.
Окружное усилие на приводном шкиве или звездочке
P = (S^-SJ^' н,(237)
где SHu6 и Зе- — натяжение соответственно набегающей и сбе- 1гающей ветвей цепи в кг:
V — 1,02—1,04 — коэффициент сопротивления приводного шкива (звездочки).
Мощность двигателя привода
<238)
№ Лл — к- п- Д» приводного механизма.
Вопросы для повторения
Объясните работу котлового конвейера, укажите способ разгрузки ковшей.
Укажите область применения подвесных конвейеров па заводах строительных материалов.
Укажите последовательность расчета подвесного конвейера.
Глава XV. КОНВЕЙЕРЫ БЕЗ ТЯГОВОГО ОРГАНА
ВИНТОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
В промышленности строительных материалов винтовые конвейеры (рис. 124) применяют для транспортирования пылевидных и зернистых материалов (цемента, извести, молотой глины, шамота и др.) преимущественно по горизонтали, а в некоторых случаях и в вертикальном направлении (рис. 125).
Винтовые конвейеры часто выполняют как транспортные, так и технологические функции (например, транспортирование и одновременное перемешивание материалов). Их можно также использовать в качестве питателей.
Преимуществами винтовых конвейеров по сравнению с другими типами конвейеров являются небольшие габаритные размеры и возможность транспортирования грузов в закрытых желобах при незначительном пылеобразовании и минимальных потерях материалов. К недостаткам таких конвейеров относят частичное дробление хрупких материалов при транспортировании и несколько больший расход энергии. Поэтому их обычно применяют для транспортирования па небольшие расстояния (до 30—40 м). 1
По ГОСТу 2037—43 винтовые конвейеры изготовляют диаметром 100, 120, 150, 200, 250, 300, 400, 500 и 600 мм.
Винтовой конвейер (рис. 124) состоит из неподвижного желоба 1, внутри которого установлен винт 2. Вал поддерживается подвесными подшипниками 3. При вращении лопастей материал продвигается вдоль оси желоба подобно тому, как удерживаемая от вращения гайка движется вдоль винта. В данном случае роль гайки выполняет материал. Последний трением о стенки желоба удерживается от вращения вместе с лопастями винта.
Желоб конвейера состоит из отдельных секций стандартной длины 2000 и 4000 мм. Секции выполняют из стальных листов толщиной 3—6 мм, к концам которых приварены фланцы из угольников, увеличивающие жесткость желоба и служащие для соединения отдельных секций между собой. Сверху желоб закрывают крышками, которые крепят к нему скобами.
Для устранения пылеобразования при транспортировании материалов, таких как, например, цемент, устанавливают песочный затвор 4, герметически закрывающий крышку.
218
Направление движения груза
х
3 д
о
3°
58
В =
$
Рис. 125, Вертикальный и горизонтальный винтовые конвейерыРис. 125, Вертикальный и горизонтальный винтовые конвейеры
Рис. 125, Вертикальный и горизонтальный винтовые конвейеры
Рис. 125, Вертикальный и горизонтальный винтовые конвейеры
На некоторых заводах установлены ступенчатые винтовые конвейеры конструкции института «Гипроцемепт»; схема такого конвейера в плане показана на рис. 126. Такой конвейер состоит из секций, каждая из которых имеет опоры только по концам желоба. Из-за отсутствия поддерживающих подшипников внутри желоба повысилась эксплуатационная надежность конвейера. Недостатком таких конвейеров является большая конструктивная сложность.
Транспортирующий винт (ри^. 127, а) состоит из вала, обычно трубчатого, к которому приварены или укреплены на держателях лопасти из листовой стали, образующие винтовую поверхность Лопасти штампуют из листовой стали толщиной 3—8 мм в виде разрезанных круглых шайб, которые затем выгибают по винтовой поверхности. В стандартных конвейерах шаг винта принимают равным 0,80. Винт составляют из отдельных секций длиной 1500—3000 мм каждая.
Для сильно истирающих материалов иногда применяют винты, изготовленные из отдельных литых чугунных секций. В некоторых случаях (главным образом при перемещении крупнокусковых и липких материалов) лопасти винтов делают в ряде спирали (рис. 127, б), изготовляемой пропусканием стальных полосок-за
готовок между коническими валиками. Иногда для работы со слеживающимися грузами, когда, кроме транспортирования, необходимо еще перемешивать перемещаемые материалы, используют винты с фасонными лопастями или с отдельными лопатками (рис. 127, в и хг). Секции винта соединяют муфтами, имеющими в средней части цапфу, входящую в подвесной подшипник. Для придания установке большей жесткости длина секций желоба и винта дол’жна быть разной, чтобы места их соединения не совпа,- дали. Концевые подшипники винта устанавливают снаружи желоба на торцовых стойках. Для восприятия осевых усилий, возникающих иа винте при работе конвейера, один из этих концевых подшипников делают упорным (шариковым или гребенчатым).
Приводы винтовых конвейеров выполняют с редукторами. Валы винта и редуктора соединяют уравнительной муфтой, а валы редуктора и электродви1ателя — эластичной.
Загрузочные и разгрузочные устройства оборудованы задвижками.
Производительность винтового конвейера определяют по формуле
Q =— ,(239)
где D — наружный диаметр винта в м;
п — число оборотов винта в минуту;
у — насыпная плотность материала
* в кг^м3;
ф — коэффициент заполнения желоба, принимаемый по табл. 40;
S — шаг транспортирующего винта в м.
Название материаловКоэффициентнения фЦемент, гипс, кусковая известь, глинистый сланец Порошкообразная известь Мелкий угольЗола, кокс 0,250,40,30,125Название материаловКоэффициентнения фЦемент, гипс, кусковая известь, глинистый сланец Порошкообразная известь Мелкий угольЗола, кокс 0,250,40,30,125Таблица 40Таблица 40Значения коэффициента фЗначения коэффициента фВ стандартных конвейерах S = 0.8D; юдставляя это значение в формулу (239) производя вычисление, получим
Название материалов
Коэффициент
нения ф
Цемент, гипс, кусковая известь, глинистый сланец
Порошкообразная известь
Мелкий уголь
Зола, кокс
0,25
0,4
0,3
0,125
Название материалов
Коэффициент
нения ф
Цемент, гипс, кусковая известь, глинистый сланец
Порошкообразная известь
Мелкий уголь
Зола, кокс
0,25
0,4
0,3
0,125
Таблица 40
Таблица 40
Значения коэффициента ф
Значения коэффициента ф
Q = 0,037603пфу. (240)
Число оборотов винта принимают в за- [симости от его диаметра и характера ремещаемого материала.
Рекомендуемое по ГОСТу 2037—43 :сло оборотов винта в минуту приведено табл. 41.
2^00Н — до 28000Рис. 126. Ступенчатый винтовой конвейер2^00Н — до 28000Рис. 126. Ступенчатый винтовой конвейерНаибольшее число оборотов винта —■ ® транспортировании легких материа- В. При перемещении тяжелых абразив- IX материалов, как это имеет место в омышленности строительных матер иа- в, число оборотов винта следует прини-
2^00Н — до 28000
Рис. 126. Ступенчатый винтовой конвейер
2^00Н — до 28000
Рис. 126. Ступенчатый винтовой конвейер
мать в соответствии с табл. 42, предварительно определяя п по формулекмать в соответствии с табл. 42, предварительно определяя п по формулекП = VdТаблица 41Наименьшие и наибольшие числаоборотов винтаДиаметр впита в ммЧисло оборотов в минутунаименьшеенаибольшее15023,615020023,615025023,611830019,011840019,09550019,09560015,075П = VdТаблица 41Наименьшие и наибольшие числаоборотов винтаДиаметр впита в ммЧисло оборотов в минутунаименьшеенаибольшее15023,615020023,615025023,611830019,011840019,09550019,09560015,075длина юризонтальной проекциидлина юризонтальной проекцииоб!мин,(240, а)где к = 60, 45 и 30 — соответственно для мелкого неабразивного, тяжелого неистирающег^ и тяжелого истирающего материала.Мощность на валу винта конвейераМо ^ (L^o Щ кет, (241)где Q — производительность конвейера в т1ч;Ьг — длина горизонтального конвейера или конвейера в м;который для гипс, шамот,об!мин,(240, а)где к = 60, 45 и 30 — соответственно для мелкого неабразивного, тяжелого неистирающег^ и тяжелого истирающего материала.Мощность на валу винта конвейераМо ^ (L^o Щ кет, (241)где Q — производительность конвейера в т1ч;Ьг — длина горизонтального конвейера или конвейера в м;который для гипс, шамот,наклонного г^о — коэффициент сопротивления движению, тяжелых абразивных материалов (цемент,наклонного г^о — коэффициент сопротивления движению, тяжелых абразивных материалов (цемент,Рис, 127. Типы винтовРис, 127. Типы винтов
мать в соответствии с табл. 42, предварительно определяя п по формуле
к
мать в соответствии с табл. 42, предварительно определяя п по формуле
к
П = Vd
Таблица 41
Наименьшие и наибольшие числа
оборотов винта
Диаметр впита в мм
Число оборотов в минуту
наименьшее
наибольшее
150
23,6
150
200
23,6
150
250
23,6
118
300
19,0
118
400
19,0
95
500
19,0
95
600
15,0
75
П = Vd
Таблица 41
Наименьшие и наибольшие числа
оборотов винта
Диаметр впита в мм
Число оборотов в минуту
наименьшее
наибольшее
150
23,6
150
200
23,6
150
250
23,6
118
300
19,0
118
400
19,0
95
500
19,0
95
600
15,0
75
длина юризонтальной проекции
длина юризонтальной проекции
об!мин,(240, а)
где к = 60, 45 и 30 — соответственно для мелкого неабразивного, тяжелого неистирающег^ и тяжелого истирающего материала.
Мощность на валу винта конвейера
Мо ^ (L^o Щ кет, (241)
где Q — производительность конвейера в т1ч;
Ьг — длина горизонтального конвейера или конвейера в м;
который для гипс, шамот,
об!мин,(240, а)
где к = 60, 45 и 30 — соответственно для мелкого неабразивного, тяжелого неистирающег^ и тяжелого истирающего материала.
Мощность на валу винта конвейера
Мо ^ (L^o Щ кет, (241)
где Q — производительность конвейера в т1ч;
Ьг — длина горизонтального конвейера или конвейера в м;
который для гипс, шамот,
наклонного г^о — коэффициент сопротивления движению, тяжелых абразивных материалов (цемент,
наклонного г^о — коэффициент сопротивления движению, тяжелых абразивных материалов (цемент,
Рис, 127. Типы винтов
Рис, 127. Типы винтов
известь, песок) можно принимать равным 4, а для угля — 2,5;
Н — высота подъема материала в м;
ка = 1,15—1,25 — коэффициент запаса.
Мощность двигателя
М = -^,(242)
где п» = 0,84-0,85 — к. п. д. привода.
222
Осевая сила, действующая на винт,
Р -. н,(243)
tg (а + р) г0к '
где Мо — крутящий момент на валу винта в нм;
г о = (0,7-4-0,8)-^-— радиус в м, на котором действует сила Р;
а — угол подъема винтовой линии в месте приложения силы Р;
р — приведенный угол трения перемещаемого материала о поверхность винта (tg р = /). Для расчета можно принимать ср = 35-4-40°.
(244)
При S = 0,80 и г0 = 0,8 -^- угол а = 17° 40'.
Пример. Определить основные параметры горизонтального винтового конвейера для цемента, если Q 60 т/ч; кг — 20 м; у — 1300 кг/м.
Для определения диаметра винта воспользуемся формулой (240). Согласно табл. 41 для цемента ф — 0,25. Число оборотов винта предварительно принимаем п = 60 об/мин
D V 0.0376лфу V 0,0376.60.0,25-1300 " 0,435
Принимаем в соответствии с ГОСТом D = 500 мм.
Мощность па валу винта конвейера определим по формуле (241). Принимаем к3 = 1,2; w0 — 2,5
k3QLew0 1,2-60-20.2,5
367— ЯЛ7 = 9,8 кет.
Необходимая мощность двигателя при т]Л = 0,85
м N«9-8
N == „ о,- = 11,5 кет.
т]^0,8о
Крутящий момент на валу червяка
М„^9740-^5--9740-^-- 1590 н-м.
п60
► Осевое усилие винта [формула (243)1 1ад1590
= "tg (а -|° р)7Г = tg (17° 40' + 35°) 0,25100 н ^10 кгс^
В нашем случае угол подъема винтовой липин а — 170 40', угол трения мате фиала о винт р = 35°, г0 ~ 0,8 —^- — 0,2 лп По усилию Р следует выбрать упор $УЙ подшипник.
;’. Кроме винтовых конвейеров, применяют винтовые трубы (рис. 128), представляющие собой полые цилиндры, в которые
вставляют и закрепляют спирали из полосовой стали, образующие внутри трубы винтовую поверхность. Трубу устанавливают на опоры и приводят во вращение при помощи зубчатого венца. Материал загружается внутрь трубы и при вращении трубы перемещается в осевом направлении. Производительность винтовой трубы рассчитывают по формуле (239).
Винтовые трубы могут транспортировать крупные куски, но конструкция их значительно сложнее, поэтому как транспортные средства они применяются редко, обычно в сочетании с выполне-
Рис. 128. Винтовая трубаРис. 128. Винтовая труба
Рис. 128. Винтовая труба
Рис. 128. Винтовая труба
иием технологических и транспортных функций, например, промывка, гашение и т. п.
Число оборотов винтовой трубы должно быть таким, чтобы центробежная сила была меньше, чем сила тяжести
Grco2 < 10G,(245)।
где со =—угловая скорость в рад!сек;
г = -5-— внутренний диаметр трубы. Обычно
« = (20 - 30)-^.(246)
Шаг винта S 0,50.
Высота гребня винта b = (0,2-4-0.3)г.
Мощность двигателя винтовой трубы принимают на 15—25% • больше вычисленной по формуле (241).
ВИБРАЦИОННЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Общие сведения
Вибрационные конвейеры, получающие все большее применение как технологические и транспортирующие машины, являются дальнейшим развитием ранних типов транспортирующих машин с возвратно-поступательным движением желоба (рис. 129), принцип действия которых заключается в том, что при ускорении же лоба груз удерживается на нем трением и, двигаясь совмести'"1 224
с ним» приобретает некоторую скорость; при замедлении желоба груз по инерции проскальзывает по нему, расходуя запасенную кинетическую энергию на преодоление сопротивлений движению (трение, составляющая веса в наклонном конвейере). Для перемещения груза в одном направлении необходимо, чтобы сила
5)
Рис, 129. Схемы конвейеров с возвратно-поступательным движе-нием желоба:
а — качающегося; б — сотрясательного
трения материала о желоб или ускорение желоба при ходе вперед'и назад были —
Конвейеры с делятся на:
неодинаковыми.
возвратно-поступательным
движением
желоба
а) (рис.
б) "(рис.
В
конвейеры 129, й);
конвейеры
129, б), конвейерах
с постоянным
с переменным
первой группы
давлением
давлением
(рис. 129, й)
груза
груза
на
на
желоб
желоб
желоб совершает качания в направлении перемещения груза по несимметричной ■скоростной диаграмме, при которой при ходе желоба вперед скорость желоба плавно возрастает, и груз движется совместно с желобом, удерживаемый силой трения; в конце движение желоба ;резко замедляется, и материал по инерции скользит по желобу. При ходе желоба назад скорость его резко возрастает, и материал рю инерции продолжает скольжение. К концу обратного хода скорость желоба постепенно уменьшается, и груз снова начинает ’Совместное движение с желобом.
совершает
15 Евневич 1754
поднимается, а .вперед с ускорением вертикальнаяподнимается, а .вперед с ускорением вертикальная4 34 311Е)Рис. 130. Структурная схема вибрационных конвейеров с вибратором направленного действия типа «самобаланс»:Е)Рис. 130. Структурная схема вибрационных конвейеров с вибратором направленного действия типа «самобаланс»:увеличивает давление груза на желоб, а при ходе назад уменьшает его, чем и создается переменное давление.Если вертикальная составляющая силы инерции (рис. 129, б) меньше силы тяжести (tz sin (3 <g), груз перемещается по желобу скольжением; при a sin Р > g груз отрывается от желоба и движение его происходит с подбрасыванием.По частоте и амплитуде колебаний конвейеры с возвратно-поступательным движением желоба 'разделяют на: небольшим числом (50—увеличивает давление груза на желоб, а при ходе назад уменьшает его, чем и создается переменное давление.Если вертикальная составляющая силы инерции (рис. 129, б) меньше силы тяжести (tz sin (3 <g), груз перемещается по желобу скольжением; при a sin Р > g груз отрывается от желоба и движение его происходит с подбрасыванием.По частоте и амплитуде колебаний конвейеры с возвратно-поступательным движением желоба 'разделяют на: небольшим числом (50—(100—300 м);делающие 300—500 кол/лшн(100—300 м);делающие 300—500 кол/лшн
поднимается, а .
вперед с ускорением вертикальная
поднимается, а .
вперед с ускорением вертикальная
4 3
4 3
1
1
Е)
Рис. 130. Структурная схема вибрационных конвейеров с вибратором направленного действия типа «самобаланс»:
Е)
Рис. 130. Структурная схема вибрационных конвейеров с вибратором направленного действия типа «самобаланс»:
увеличивает давление груза на желоб, а при ходе назад уменьшает его, чем и создается переменное давление.
Если вертикальная составляющая силы инерции (рис. 129, б) меньше силы тяжести (tz sin (3 <g), груз перемещается по желобу скольжением; при a sin Р > g груз отрывается от желоба и движение его происходит с подбрасыванием.
По частоте и амплитуде колебаний конвейеры с возвратно-поступательным движением желоба 'разделяют на: небольшим числом (50—
увеличивает давление груза на желоб, а при ходе назад уменьшает его, чем и создается переменное давление.
Если вертикальная составляющая силы инерции (рис. 129, б) меньше силы тяжести (tz sin (3 <g), груз перемещается по желобу скольжением; при a sin Р > g груз отрывается от желоба и движение его происходит с подбрасыванием.
По частоте и амплитуде колебаний конвейеры с возвратно-поступательным движением желоба 'разделяют на: небольшим числом (50—
(100—300 м);
делающие 300—500 кол/лшн
(100—300 м);
делающие 300—500 кол/лшн
Такой характер движения желоба получают применением кривошипного механизма с качателем, приводами с эллиптическими колесами и пневматическими или гидравлическими поршневыми
приводами.
В конвейерах с переменным давлением груза на желоб последний устанавливают на наклонных опорах (рис. 129, 6), поэтому колебания направлены под углом к днищу желоба (на рисунке показаны стрелками). При ходе вперед желоб одновременно припри ходе назад опускается. При движении желоба составляющая силы инерции
а — одномассового; б — двухмассового
качающиеся (рис. 129, я) с 100) код/мин и большой амплитудой
сотрясательные (рис. 129, б), при амплитуде 10—20 мм;
вибрационные (рис. 130), у которых число колебаний 1000— 3000 коя!мин и амплитуда 1,5—5 мм.
Кроме частоты и амплитуды колебаний, принципиальным отличием вибрационных конвейеров от качающихся и сотрясательных* является то, что в отличие от последних они, как правило, являются динамическими системами с неполными кинематическими связями, вследствие чего характер движения рабочего органа — амплитуда и форма траектории определяются величиной возмущающей силы, характеристиками упругих элементов, а также массами и скоростями движущихся частей.
Сотрясательные конвейеры применяются до сих пор на некоторых цементных заводах для транспорта горячего клинкера от . вращающихся печей на склад. Недостатком этих конвейеров яв-
ляются большие неуравновешенные массы, значительные динамические нагрузки.
На вибрационных конвейерах имеется принципиальная возможность полностью или в значительной степени уравновесить возникающие в движущихся частях силы инерции, работать на больших скоростях и достигать при сравнительно небольшом весе конвейера высокой производительности.
Вибрационные конвейеры строятся по принципу сотрясательных конвейеров с переменным давлением на желоб, работающих в режиме подбрасывания груза, при котором груз перемещается по принципу микробросков.
Из-за большого числа колебаний при движении слоя материала глаз не различает отдельных фаз движения, и создается впечатление, что материал течет как жидкость. При этом характер движения частиц при сплошном слое значительно отличается от схемы движения единичной частицы. Это объясняется тем, что в слое, помимо веса частиц, сил трения о желоб и сил инерции действуют силы взаимного трения частиц, переменное давление воздуха, силы соударения частиц и др.
Влияние давления воздуха зависит от газопроводности слоя и тем существеннее, чем мельче материал. При подбрасывании сыпучего груза в пространстве между дном желоба и слоем материала образуется разрежение, в связи с чем появляется избыточное давление на поверхности материала. Периодическое появление избыточного давления с частотой, пропорциональной частоте колебаний желоба, обусловливает проникновение воздуха в материал; поэтому на частицы материала действует пульсирующий аэродинамический напор, который взвешивает частицы. Указанное явление придает материалу текучесть, ослабляет контакт материала с желобом, что способствует уменьшению износа последнего и позволяет увеличивать длину желоба на один привод, а также снижает расход энергии, затрачиваемой на перемещение материала.
Классификация
Вибрационные конвейеры разделяют:
по роду привода с вибратором: а) эксцентриковым; б) инерционным; в) пневматическим; г) гидравлическим; д) электромагнитным;
по числу приводов: а) одноприводные; б) многоприводные;
по динамической схеме: а) одномассовые; б) двухмассовые;
по режиму работы: а) резонансные; б) зарезонансные;
по устройству рабочего органа: а) с открытыми желобами;
с закрытыми желобами; в) с трубами;
по типу опорной системы: а) опорные; б) подвесные.
Простейший вибрационный конвейер (см. рис. 130, а) состоит из одного рабочего органа (колеблющейся массы) 1, опирающегося 15*227
на фундамент 2 с помощью пружин 3 и получающего колебания от вибратора 4.'
Недостатком одномассовых вибрационных конвейеров является их динамическая неуравновешенность и, как следствие, передача значительных вибрационных нагрузок на несущие конструкции. Для уменьшения этих нагрузок пружины делаются мягкими, вследствие чего частота собственных колебаний одномассовых вибрационных конвейеров невелика и они работают в зарезонансном режиме, при котором частота вынужденных колебаний, создаваемых вибратором, значительно превосходит частоту ' собственных колебаний вибрирующей системы. При пуске и остановке таких конвейеров, когда они переходят резонанс, возникают значительные вибрационные нагрузки, для снижения которых необходимо разрабатывать специальные мероприятия.
Колеблющиеся массы уравновешиваются одной или несколькими реактивными массами, колеблющимися в противофазе. Наиболее распространенными являются двухмассовые конвейеры, в которых в качестве реактивной массы используют второй рабочий желоб или специальную массу, например раму (см. рис. 128, б).
5)Рис. 131. Структурные схемы уравновешенных вибрационных конвейеров с эксцентриковым приводом:5)Рис. 131. Структурные схемы уравновешенных вибрационных конвейеров с эксцентриковым приводом:Двухмассовые конвейеры обычно работают в резонансном режиме, когда частота собственных колебаний конвейера и частота вынужденных колебаний, создаваемых вибратором, совпадают. Такой режим характеризуется интенсивностью движения материала. ,
5)
Рис. 131. Структурные схемы уравновешенных вибрационных конвейеров с эксцентриковым приводом:
5)
Рис. 131. Структурные схемы уравновешенных вибрационных конвейеров с эксцентриковым приводом:
Конвейеры с эксцентриковым приводом
о _ конвейер с упругим шатуном: б — кон-вейер с подпружиненным валомо _ конвейер с упругим шатуном: б — кон-вейер с подпружиненным валомсистеме лишней степенисистеме лишней степениНаиболее типичными представителями этой группы являются двухмассовые конвейеры (рис. 131), работающие в резонансном режиме, в которых уравновешивание сил инерции достигается наличием двух масс, колеблющихся в противофазе. Для свободы привод устраивают
о _ конвейер с упругим шатуном: б — кон-вейер с подпружиненным валом
о _ конвейер с упругим шатуном: б — кон-вейер с подпружиненным валом
системе лишней степени
системе лишней степени
с упругим шатуном (рис. 131, п) или с плавающим (подпружиненным) эксцентриковым валом (рис. 131, б). Наличие упругого элемента позволяет системе совершать колебания и облегчает пуск конвейера, так как в этом случае эксцентриковый привод постепенно раскачивает желоб. Опирание всей колеблющейся системы осуществляется на стойки при помощи резиновых шарниров, располагаемых в центре инерции системы.
Конвейеры с инерционным вибратором
Из инерционных внброконвейеров получили применение одномассовые и двухмассовые конвейеры опорного типа с вибратором направленного действия типа «самобаланс» (рис. 132). Возмущающая сила в этом вибраторе создается двумя неуравновешенными грузами (дебалансами), спаренными при помощи шестерен. Создаваемые каждым из дебалансов центробежные силы, рассматриваемые как вращающийся вектор, могут быть разложены на вертикальную и горизонтальную составляющие. Горизонтальные составляющие, будучи направлены в противоположные сто
-Рта. -Zmzu?-Рта. -Zmzu?I 'РтахI 'РтахРис. 132 Схемы инерционного вибратора «самобаланс»Рис. 132 Схемы инерционного вибратора «самобаланс»роны, взаимно уравновешиваются и не оказывают влияния на желоб. Вертикаль-
-Рта. -Zmzu?
-Рта. -Zmzu?
I 'Ртах
I 'Ртах
Рис. 132 Схемы инерционного вибратора «самобаланс»
Рис. 132 Схемы инерционного вибратора «самобаланс»
иые составляющие складываются и создают направленную возмущающую силу.
Конвейеры с электромагнитным вибратором, известные также под названием электровибрационных конвейеров, по своей структурной схеме в основном аналогичны рассмотренным выше вибрационным конвейерам.
В общем случае электровибрационный конвейер состоит из желоба (трубы), электродвигателя возвратно-поступательного действия, комплекта рессор и подвесных
или опорных частей. В комплекте электровибрационного конвейера может входить также рама, на которой устанавливается или подвешивается вибратор.
. Электровибрационные вибраторы сообщают желобу колеба
ния, направленные под углом к его днищу, вследствие чего перемещение материала происходит с подбрасыванием материала (микробросками).
Наиболее типичными являются двухмассовые электровибрационные конвейеры, которые представляют собой свободную динамическую систему, изолированную от окружающих масс амортизационными пружинами. Структурная схема такого конвейера приведена на рис. 133. Такой конвейер состоит из рабочего органа /, электромагнитного вибратора 2 с рессорами 3 и амортизирующих пружин 4.
Главным элементом электровибрационного конвейера является электромагнитный вибратор.
Рассмотрим устройство наиболее простого реактивного вибратора (рис. 134, а), который состоит нз электромагнита 1, якоря 2 И рессор 3. Электромагнит подключен к цепи переменного тока. В течение каждого полупериода, при достижении максимального значения тока, якорь притягивается, а при малом значении тока — Отталкивается за счет упругости рессор. Число колебаний такого
вибратора равно удвоенной частоте тока сети, т. е. при обычной частоте 50 гц вибратор делает 6000 кол/мин.
Если питать вибратор через выпрямитель, включенный последовательно в цепь катушки электромагнита (рис. 134, б), то, как
Рис. 133. Структурная схема двухмассовых электровибрациопных конвейеров: а — опорного типа; б — подвесного типа
известно, выпрямитель пропускает ток только одного направления; поэтому ток в катушке будет достигать максимума один раз за период и число колебаний вибратора при частоте тока 50 гц будет 3000 кол!мин.
Если питать вибратор постоянным током через прерыватель или переменным током пониженной частоты, можно получать необходимую частоту вибраций.
Рис. 134. Схемы электровибраторов реактивного типа: а — без выпрямителя; б — с выпрямителем
Недостатком электровибрационных конвейеров, по сравнению с вибрационными конвейерами других типов, является больший вес (около 500 кг на 1 кет мощности); достоинством — высокая надежность в эксплуатации вследствие отсутствия вращающихся частей, легкость регулирования режима работы, что особенно важно в автоматических поточных транспортных системах.
§ 3. РОЛИКОВЫЕ КОНВЕЙЕРЫ
Для перемещения тяжелых штучных грузов в горизонтальном или слегка наклонном направлении применяют роликовые конвейеры (рольганги).
Применяя роликовые конвейеры, можно легко передавать тяжелые детали от одного рабочего места к другому в соответствии с принятой разбивкой технологического процесса по операциям и с установленным ритмом производства.
На заводах строительных материалов такие конвейеры получают применение в связи с организацией поточных производств
Рис. 135. Схемы роликовых конвейеров: а — приводного; б — неприводногоРис. 135. Схемы роликовых конвейеров: а — приводного; б — неприводногокрупных строительных деталей и развитием заводского домостроения.
Рис. 135. Схемы роликовых конвейеров: а — приводного; б — неприводного
Рис. 135. Схемы роликовых конвейеров: а — приводного; б — неприводного
По способу действи я роликовые конвейеры разделяют на приводные и неприводные (рис. 135), параметры последних принимают в соответствии с ГОСТом 8324—57.
В зависимости от условий применения роликовые конвейеры могут иметь самую различную конфигурацию (рис. 136). На неприводных роликовых конвейерах грузы перемещают тяговой цепью, штанговым толкателем или
вручную. Для облегчения проталкивания грузов конвейеру придают небольшой уклон 1—1,5%. При уклоне более 1,5—3% груз под действием составляющей веса движется самокатом. В приводных конвейерах ролики приводятся во вращение от двигателя и трением сообщают поступательное движение лежащим на них грузам.
Груз всегда должен опираться не менее чем на два ролика, поэтому шаг между роликами составляет V3— V4 длины груза.
Рабочую ширину рольганга принимают блузкой к ширине груза. Основной частью роликового конвейера является ролик, монтируемый на раме. Ролики изготовляют металлическими и деревянными на подшипниках качения, реже на подшипниках скольжения или конусных центрах.
Наибольшее распространение получили ролики на шарикоподшипниках, конструкция которых примерно такая же, как н роликов ленточных конвейеров.
Приводные роликовые конвейеры обычно имеют групповой привод роликов (см. рис. 135, а). Иногда только часть роликов Делают приводными.
Производительность роликового конвейера определяется по формуле
0-3,6 — т!ч.
Сопротивление передвижению при установившемся движенииЦ/о (mG10 + <72) (-^5-") ± m^ ‘Osin р н. (247)Сопротивление передвижению при установившемся движенииЦ/о (mG10 + <72) (-^5-") ± m^ ‘Osin р н. (247)Рис. 136. Роликовые конвейеры:Рис. 136. Роликовые конвейеры:а - откидная секция в поднятом положении; б - откидная секция в рабочем положении“Ав — схема роликова - откидная секция в поднятом положении; б - откидная секция в рабочем положении“Ав — схема роликов
Сопротивление передвижению при установившемся движении
Ц/о (mG10 + <72) (-^5-") ± m^ ‘Osin р н. (247)
Сопротивление передвижению при установившемся движении
Ц/о (mG10 + <72) (-^5-") ± m^ ‘Osin р н. (247)
Рис. 136. Роликовые конвейеры:
Рис. 136. Роликовые конвейеры:
а - откидная секция в поднятом положении; б - откидная секция в рабочем положении
“Ав — схема роликов
а - откидная секция в поднятом положении; б - откидная секция в рабочем положении
“Ав — схема роликов
При пускеПри пускеwn„„ = ^wn„„ = ^(248)в кг;(248)в кг;
При пуске
При пуске
wn„„ = ^
wn„„ = ^
(248)в кг;
(248)в кг;
! niGu . 20/г^
1 in 1 gfnD
где G — масса единичного груза, лежащего на роликах, m — число грузов, лежащих на роликах;
q — вес вращающихся частей одного ролика в н;
г — число роликов;
f — коэффициент трения в подшипниках ролика;
к — коэффициент трения качения груза по роликам;
d — диаметр оси ролика в м;
D — диаметр ролика в лг;
Р — угол наклона рольганга;
/ — момент инерции ролика в кам2;
С — время разгона в сек;
о) — ^угловая скорость роликов в Мсек;g =-9,81— ускорение силы тяжести в лг/сек2.
Мощность двигателя при установившемся движении
■'v = таг квт'(249)
То же при пуске
^^-оит кв,п"(250)
Двигатель выбирается по статической мощности и проверяется по допустимой перегрузке.
Вопросы для повторения
‘й1. Выведите формулу для определения производительности винтового кон-
У, вейера.
42. Укажите, на что расходуется мощность в винтовом конвейере.
Объясните принцип действия качающегося конвейера. Укажите, какими способами можно сообщать желобу несимметричное качание.
jir 4. В каких случаях целесообразно применять роликовые конвейеры?
{
Глава XVI. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ И ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ*
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
’ Перемещение сыпучих материалов по трубам в потоке воздуха № (пневматическое транспортирование) получило широкое распро- странение в промышленности строительных материалов для пе- Ж ремещения порошковых грузов, особенно цемента.
ж . Принцип действия пневматических транспортных установок (ПТУ) основан на использовании общеизвестного свойства теку- ж;:;- чего потока (воздуха, жидкости) оказывать давление на твердые тела, помещенные в поток, а при соответствующей скорости потока перемещать их.
В трубопроводе пневматической транспортной установки искус- ственно создается воздушный поток, который перемещает частицы, материала.
По способу получения разности давления в начале и куние тру- бопровода ПТУ разделяют на всасывающие (рис. 137, я) и нагне- тательные (рис. 137, б). В некоторых ПТУ одна часть является ^^••. всасывающей, а другая нагнетательной. Такие установки назы- Вают смешанными или комбинированными (рис. 137, в).
КУ Во всасывающей ПТУ (рис. 137, а) вакуум-насос 6 создает Ж., разрежение в пневматической системе. Под действием атмосфер- ^•^’ його давления воздух через сопло 1 вместе с материалом взасы- Жу вается в трубопровод 2 и поступает в осадительную камеру (от- уЙгД 1 Составлена при участии инж. Н. Г. Перцик.
•Ж-х233
делитель) 3, где скорость воздушного потока резко уменьшается и происходит осаждение материала." Осаждению материала способствует искусственно создаваемое завихрение потока в отделителе, вследствие чего частицы материала, двигаясь по инерции, ударяются о его стенки, теряют скорость и падают вниз.
3366гг
3
3
6
6
г
г
а)а)^7777777777777/.^7777777777777/.6)6)■7^7777/7/■7^7777/7/
а)
а)
^7777777777777/.
^7777777777777/.
6)
6)
■7^7777/7/
■7^7777/7/
Рис. 137. Схемы пневматических транспортных установок
Воздух, содержащий мелкую пыль, по трубопроводу поступает в фильтр 5, где очищается, и, пройдя вакуум-насос, выбрасывается в атмосферу.
Материал из отделителя и фильтра выгружают с помощью шлюзового затвора 4, который пропускает материал из фильтра и препятствует проникновению в него воздуха из атмосферы.
Принцип действия нагнетательной ПТУ (рис. 137, б) следующий: компрессор 7 нагнетает сжатый воздух в воздухосборник 8, из которого последний, пройдя масло- и влагоотделитель 9, поступает в трубопровод 10. В ЭТОТ трубопровод Принудительно С ЛО-
мощью специального питателя 11 подается материал. Воздушный поток увлекает материал и транспортирует его в отделитель 3, где и происходит его осаждение. Воздух, пройдя фильтр 5, выбрасывается в атмосферу.
Так как поршневой компрессор подает воздух порциями, то для получении постоянного давления в трубопроводе между компрессором и воздухопроводом устанавливают воздухосборник.
В нагнетательных ПТУ давление в трубопроводе может иметь любое практически необходимое значение 40—60 н!смг (4— 6 кгс!см-^, поэтому их можно применять для транспортирования разнообразных сыпучих материалов на значительные расстояния.
Иногда для перемещения материалов применяют смешанные ПТУ (рис. 137, в), которые в первой своей части представляют всасывающую установку, а во второй — нагнетательную. Воздух из вакуум-насоса не выбрасывается в атмосферу, а по трубопроводу подводится к отделителю и используется для дальнейшего перемещения материала.
При смешанной схеме ПТУ, используя всасывающую часть, можно собрать материал в один пункт, а из него подавать в несколько пунктов выгрузки. Такие установки применяют при обеспыливании мельниц и других технологических аппаратов.
Преимуществами ПТУ являются:
возможность перемещать материал в горизонтальном, наклонном и вертикальном направлениях;
удобство монтажа в стесненных условиях, так как материал перемещается по трубопроводу небольшого диаметра, который можно проложить в траншее, на столбах и т. п.;
возможность совмещения некоторых технологических функций с транспортированием, например отсасывания мелких фракций из мельниц прн помоле, сушка во взвешенном состоянии и др.;
герметичность трубопровода, незначительное пылеобразо- вание и небольшие потери материала при транспортировании;
высокая степень автоматизации процесса транспортирования и распределения материала по бункерам;
возможность подачи материала одновременно из нескольких пунктов погрузки к нескольким пунктам выгрузки;
широкие диапазоны производительностей и расстояний транспортирования. Производительность пневматических транспортных установок достигает 200 т!ч, а длительность транспортирования до 1,5 км;
сравнительно низкие капитальные затраты на оборудование н сооружение установок.
К недостаткам ПТУ относятся:
высокий расход энергии на транспортирование, превышающий (за исключением аэрожелобов) в 8—14 раз расход энергии ПРИ механическом транспортировании;
повышенный износ отдельных частей установки (червяка винтового питателя, колен трубопроводов и др.);
необходимость тщательной очистки выбрасываемого воздуха во избежание загрязнения окружающей среды.
Эксплуатационные преимущества пневматического транспорта настолько существенны, что, несмотря на указанные недостатки, область применения его все больше расширяется.
Однако не все материалы пригодны для пневматического транспортирования. При использовании ПТУ следует учитывать физические свойства материала и прежде всего его сыпучесть последняя в значительной степени зависит от влажности. Материал с повышенным содержанием влаги легко прилипает к стенкам трубопровода и отделителя и закупоривает их, нарушая процесс транспортирования.
Выбор типа пневматической установки зависит от характер^ перемещаемого материала, расстояния транспортирования и удобства размещения элементов установки.
Если по параметрам установки можно применять как всасывающие, так и нагнетательные установки, то всасывающие ПТУ удобно применять, когда необходимо подавать материал из нескольких пунктов погрузки к одному центральному месту выгрузки, например, обеспыливающие установки устройства для разгрузки вылевидных материалов из вагонов и др.
Нагнетательные установки удобны для перемещения материала из одного места погрузки в несколько пунктов выгрузки, а смешанные — в тех случаях, когда материал нужно подавать из нескольких пунктов погрузки в несколько пунктов выгрузки.
Так как максимальная разность давлении во всасывающей установке может составлять теоретически до 10 н/см* (1 каскм.^, а практически до 6—7 нкм- (0,6—0,7 кас^см^, то их применяют главным образом для транспортирования на небольшие расстояния.
Примером пневматической всасывающей установки являются устройства, применяемые для разгрузки железнодорожных вагонов с цементом и другими порошковыми материалами (см. главу ХХШ).
Иногда в качестве отделителя (осадительной камеры) используют бункеры илн помещение самого склада.
§ 2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПНЕВМАТИЧЕСКИХТРАНСПОРТИРУЮЩИХ УСТАНОВОК
Основными частями пневматических транспортирующих установок являются: 1) нагнетательная или всасывающая воздушная машина; 2) воздухосборник; 3) масло и водоотделитель; 4) трубопроводы; 5) загрузочные устройства (питатель); 6) отделители; 7) фильтры; 8) аппаратура для дистанционного управления. 236
В нагнетательных пневматических установках сжатый воздух подается поршневым компрессором. Так как необходимое давление компрессора составляет 30—50 h'iCm2 (3—5 кгс/см2), то компрессоры обычно устанавливают одноступенчатые. Ввиду того что окружающий воздух запылен, на всасывающем трубопроводе компрессора обязательно устанавливают фильтр для очистки воздуха от пыли, а перед питателем устанавливают водо- и маслоотделитель. При выборе схемы трубопровода следует избегать излишних колен, тройников и других так называемых местных сопротивлений, увеличивающих расход энергии. Кроме того следует иметь в виду, что эти детали быстрее всего изнашиваются. Вертикальные участки следует располагать ближе к питателю.
Трубопровод, по которому воздух от компрессора подводится к загрузочному устройству, называют воздухопроводом, где перемещается материал, — рабочим, а служащий для отвода воздуха в атмосферу — выхлопным. Трубопровод желательно изображать пространственной схемой с указанием длин отдельных участков И так называемых местных сопротивлений (колена, двухходовые затворы и др.).
Воздухопроводы делают из тонкостенных стальных труб с фланцами. Для уменьшения потери давления диаметр воздухопровода выбирают равным или большим диаметра рабочего трубопровода. В качестве прокладок между фланцами служат резина, картон, клингерит.
Рабочие трубопроводы выполняют из стальных цельнотянутых труб с фланцами (ГОСТ 8732—58). При установке их необходимо соблюдать следующие требования:
у рабочего трубопровода должно быть как можно меньше перегибов (колен); углы перегиба не должны превышать 90°; закругления должны быть плавными с радиусом, превышающим ,диаметр трубы не менее чем в 5 раз; внутреннюю поверхность Колен желательно футеровать фарфором;
трубопровод должен быть проложен в закрытом помещении ;йли надежно теплоизолирован, чтобы в нем не происходила кон- ■Деисация влаги; через каждые 20—30 м должны быть предусмотрены патрубки для возможности продува в случае закупорки;
должен быть обеспечен легкий доступ к трубопроводу для [ремонта.
i" Разгрузочные патрубки у силосов делают из чугунного литья, Причем стенка патрубка, о которую ударяется струя на повороте, Должна быть утолщенной.
Для увеличения срока службы труб их через 1 —1,5 года поворачивают вокруг своей оси. на 180°.
- Загрузочные устройства (питатели) для подачи материала в тру- .Оопровод сжатого воздуха являются важнейшей частью трапспор- ^Рующей пневматической установки. Все они работают по < 237
шлюзовому принципу, т. е. пропускают материал в трубопровод сжатого воздуха и препятствуют утечке воздуха из него через питатель.
На заводах строительных материалов применяют два вида питателей — винтовые и камерные. Наибольшее применение получили винтовые питатели.
Рабочим органом винтового питателя (рис. 138) являются короткий консольный винт 1, установленный в цилиндрическом корпусе 2, имеющем сменную рубашку 3. Шаг винта уменьшается по. направлению к выходу материала из корпуса и составляет в за- борнойчасти5 = 0,8/), а последнего напорного витка S — (0,55н- -4-0,6)0. Винт вращается от фланцевого электродвигателя со скоростью около 1000 об/мин. Материал поступает из бункера в загрузочное отверстие, захватывается винтом и подается в смесительную камеру 4.
В нижней части смесительной камеры находятся два ряда отверстий-форсунок 6 (11—13 шт.), через которые вводится сжатый воздух. Форсунки установлены так, что все три потока воздуха пересекаются в смесительной камере в одной точке (в фокусе). Воздух, выходящий из форсунок с большой скоростью, разрыхляет подаваемый винтом материал, смешивается с ним и образует легкоподвижную аэросмесь (смесь воздуха и материала), которая и перемещается по трубопроводу к месту выгрузки.
Так как шаг винта у загрузочного отверстия больше, чем у выхода в смесительную камеру, то у выходного отверстия материал уплотняется и препятствует прорыву сжатого воздуха из смесительной камеры через корпус в загрузочный бункер.
Выходное отверстие корпуса снабжено клапаном 5, связанным рычагами с противовесом. При неравномерной загрузке питателя клапан регулирует поступление материала в смесительную камеру, в случае прекращения подачи материала он закрывается и препятствует проходу сжатого воздуха в бункер. Одновременно трубопровод продувается сжатым воздухом до тех пор, пока не будет закрыт главный воздушный вентиль.
Конец винта не подходит вплотную к клапану. Между ними образуется промежуток, заполненный уплотненным материалом — «пылевая пробка». При этом, чем больше ее длина, тем лучше герметизация, Однако с увеличением длины пробки возрастает мощность, потребляемая винтовым питателем, и сильнее изнашиваются его детали. Длину пробки можно регулировать выдвижением цилиндрической части корпуса питателя при помощи болтов. Предел регулирования пылевой пробки указан в таблице. Для увеличения срока службы лопастей винт наплавляют твердым сплавом электродами Т-590 или Т-660. Зазор между винтом и броней цилиндра должен быть не более 3 мм (обычно 1—2 мм). Для конечной лопасти максимальное уменьшение номинального диаметра при износе не должно превышать 10—12 мм.
Рис. 138. Винтовой питатель
Рис. 139. Характеристика винтового питателя диаметром 200 aim:Рис. 139. Характеристика винтового питателя диаметром 200 aim:Q — кривая производительности;L _ кривая длины; I! — криваямощности двигателяQ — кривая производительности;L _ кривая длины; I! — криваямощности двигателя
Рис. 139. Характеристика винтового питателя диаметром 200 aim:
Рис. 139. Характеристика винтового питателя диаметром 200 aim:
Q — кривая производительности;L _ кривая длины; I! — криваямощности двигателя
Q — кривая производительности;L _ кривая длины; I! — криваямощности двигателя
Если износ достигнет указанных пределов, детали необходимо ремонтировать, так как питатель начинает работать с пониженной производительностью и возможен прорыв воздуха из смесительной камеры в приемную воронку.
При подаче материала к винтовому питателю необходимо следить, чтобы в него не попадал неразмолотый клинкер и случайные металлические предметы, которые могут вызвать поломку и аварию питателя. Поэтому перед питающим бункером обязательно должно быть установлено просеивающее устройство, а иногда и дополнительный магнитный сепаратор (например, в производстве шлакопортланд- цемента).
В 1966 г. на винтовые пневматические насосы (питатели) утвержден ГОСТ 12018—66.
Следует отметить, что основные параметры винтовых питателей, указываемые в технических характеристиках (табл. 42), относятся к определенным условиям эксплуатации (расстояние транспортирования, давления в смесительной камере). Поэтому для конкретных типов питателей экспериментально устанавливают зависимость производительности и потребляемой мощности от давления в смесительной камере. Такие графики для питателя с винтом диаметром 200 мм, составленные ВНИИПТМАШем, при транспорти
ровании цемента по трубопроводу диаметром 175 мм приведены на рис. 139. Зная один из параметров питателя, например длину транспортирования, можно найти все остальные параметры.
Пример. Определить по характеристике (рис. 139) основные параметры винтового питателя диаметром 200 мм при транспортировании цемента на расстояние Lnp = 350 л/.
С правой стороны графика на оси ординат находим точку Д, соответствующую Lnp = 350 м, двигаясь от которой до кривых Д = / (рку. Q — f (р?с), А' = f (рк) и осей координат, находим точки Б, В, Г, Д, Е, С и устанавливаем, что при Lnp = 350 м давление в смесительной камере рк = 3,3 кгс!сМ2, мощность, потребляемая двигателем питателя, ^ = 72 кет; производительность насоса Q — ••= 45 т!ч.
Наряду с винтовыми питателями для введения цемента в транспортирующий трубопровод применяют камерные питатели (камерные насосы).
Техническая характеристика винтовых питателейПавшинского завода «Цеммаш»Техническая характеристика винтовых питателейПавшинского завода «Цеммаш»ПоказателиПоказателиД-200Д-250200250601252550Левое443454185250220220303020—7040—10055100960960273033687707801000too17922413Д-200Д-250200250601252550Левое443454185250220220303020—7040—10055100960960273033687707801000too17922413Таблица 42Таблица 42ПитателиПитателиГ16Г16Евневич 1754Евневич 1754241241
Техническая характеристика винтовых питателейПавшинского завода «Цеммаш»
Техническая характеристика винтовых питателейПавшинского завода «Цеммаш»
Показатели
Показатели
Д-200
Д-250
200
250
60
125
25
50
Левое
4
4
34
54
185
250
220
220
30
30
20—70
40—100
55
100
960
960
2730
3368
770
780
1000
too
1792
2413
Д-200
Д-250
200
250
60
125
25
50
Левое
4
4
34
54
185
250
220
220
30
30
20—70
40—100
55
100
960
960
2730
3368
770
780
1000
too
1792
2413
Таблица 42
Таблица 42
Питатели
Питатели
Г16
Г16
Евневич 1754
Евневич 1754
241
241
Диаметр винта в мм Производительность по цементу в гп/ч;
по цементу
» угольной пыли Направление вращения винта . . . . Рабочее давление воздуха в кгм^см"1 Расход воздуха в м3/мин Диаметр трубопровода в мм . . . . Приведенная длина трубопровода в мл
по горизонтали
» вертикали
Предел регулирования пылевой коробки в мм
Электродвигатель фланцевый: мощность в кет число оборотов
Габариты:
длина
ширина высота Вес с электродвигателем в кг . . .
Камерный пневматический насос представляет собой цилиндрический сосуд (камеру) с верхним сферическим и нижним коническим днищами. По числу камер насосы делятся на однокамерные >й двухкамерные, по типу выдачи материала в трубопровод— на Насосы с верхней и нижней выдачей.
f Этн насосы являются агрегатами цикличного действия с поочередным питанием и разгрузкой камер. Принцип их работы заключается в вытеснении аэрированного цемента из камеры сжа- ^ым воздухом.
^ Насос Павшинского завода «Цеммаш» (рис. 140) состоит из ^вух камер. Камеры загружаются через конические клапаны |йпуска, установленные в верхней их части.
Во время загрузки одной камеры происходит опорожнение ^торой камеры под действием сжатого воздуха, подаваемого сверху снизу. После опорожнения второй камеры автоматически превращается подача сжатого воздуха, открывается конический 1^лапан и камера загружается цементом. В это время первая камера разгружается. Время загрузки всегда меньше времени вы- жрузки.
Воздушная магистральВоздушная магистраль
Воздушная магистраль
Воздушная магистраль
Камеры управляются автоматически с помощью гидравлических датчиков. Для этого камеры установлены на опорные домкраты гидросистемы.
Загрузка прекращается, когда загружаемая камера достигает определенного веса. Камера нажимает на опорные домкраты гидросистемы, а золотник включает силовые цилиндры конического клапана, выпускного клапана и впуска рабочего воздуха. Конический клапан закрывается и подается сжатый воздух для аэри- > роваиия цемента и создания давления в камере. Аэрированный цемент вытесняется в трубопровод и транспортируется к месту .7 выдачи.
у Окончание транспортирования цемента определяется по па- н дению давления в камере Падение давления в камере воспрпни- г мается специальным пневматическим устройством, воздействую- у’ щим на золотник цилиндра управления, который подает сжатый У?» воздух на открывание конического клапана, закрывание клапана № впуска воздуха и открывание клапана выпуска воздуха. Камеры ■• сварной конструкции из листовой стали толщиной 10 мм рас- считаны на внутреннее давление 60 н1смъ (6 кгскм2у
& Павшинский завод выпускает два типоразмера камерных на- № сосов, техническая характеристика которых приведена ниже.
■Техническая характеристика
Ждвухкамерных пневматических насосов
Наружный диаметр камеры в мм 14201620
Производительность (по цементу) в т[ч4080—100
Наибольшая дальность подачи материала в м200200
» высота подачи материала в м3535
Внутренний диаметр транспортного трубопро
вода в мм 150180
Рабочее давление сжатого воздуха в кгс!смй4—64—6
Расход воздуха в M^im 22—2522—25
Система управления Автоматическая
Габаритные размеры в мм:
длина 44804885
ширина 23202560
высота 33703670
Вес в кг 45075076
По сравнению с винтовыми камерные питатели имеют следующие преимущества: отсутствие быстродвижущихся и быстроиз- нашивающихся частей, возможность транспортирования на большие расстояния (до 2 км).
К недостаткам камерных питателей относятся большие габариты и больший расход энергии на ввод материала в трубопровод.
Отдел и т е л и представляют собой стальные резервуары значительных размеров, оборудованные для выпуска материала Шлюзовыми затворами.
■ 16* 243
Шлюзовые затворы, как и питатели, передают материал из пространства с более высоким давлением в пространство с более низким давлением, и наоборот.
На рис. 141 показана схема барабанного шлюзового затвора. Барабан с ячейками вращается в корпусе. Материал из бункера заполняет ячейки барабана и при повороте его высыпается в трубопровод или в отводной лоток. Лопасти барабана плотно прижаты к корпусу и препятствуют выходу воздуха. Барабан вращается от электропривода с числом оборотов 20—60 в минуту.
Рис. 141. Шлюзовой затвор
Фильтр ы. На цементных заводах получили распространение сухие рукавные (мешочные) фильтры. Воздух, вдуваемый в силосы для пневматического транспортирования или для разрыхления, необходимо удалять обеспыленным. Для этого на крышку каждого силоса устанавливают по одному напорному фильтру. Такой фильтр изображен на рис. 142. Круглые матерчатые фильтровальные рукава присоединены к патрубкам, через которые поступает воздух. Диаметр рукава около 200 мм, длина около 2 м. В верхней части рукава закрыты деревянными пробками с крючками для подвешивания к металлической раме. Воздух, поступающий из силоса под давлением выше атмосферного, проникает через пористый материал фильтра, а пылинки задерживаются шероховатой внутренней поверхностью рукава. Возникающие при пневматическом транспортировании неизбежные колебания давления вызывают дрожание фильтровальных рукавов, благодаря чему пыль падает вниз и таким образом рукава очищаются.
Размеры фильтрующей поверхности принимают в зависимости от количества воздуха, подлежащего очистке. В среднем можно принимать 1 м2 фильтрующей поверхности на 1,0 m^Imuh очищаемого воздуха.
Кроме напорных, применяют всасывающие рукавные фильтры. Металлическая камера всасывающего фильтра (рис. 143) разделена перегородками на секции, соединенные с трубопроводом. Внутри секций подвешивают рукава из хлопчатобумажной ткани. Внизу рукава неподвижно прикреплены к решетке с отверстиями, вверху они надеты надиски, подвешенные к раме. Таким образом вверху рукава закрыты, а внизу — открыты.
Воздух, подлежащий очистке, вентилятором по трубопроводу, засасывается в бункер, где осаждаются наиболее крупные частицы
пыли. Из бункера загрязненный воздух поступает в матерчатые рукава. Пыль задерживается на внутренней поверхности рукавов, а очищенный воздух, пройдя через ткань, поступает в верх- нюю коробку и по трубопроводу выбрасывается вентилятором в атмосферу.
. В течение 5—10 мин работы фильтра рукава покрываются изнутри слоем пыли, делающим их почти непроницаемыми для воздуха. Поэтому в процессе работы необходимо периодически очи- Шать рукава сильным встряхиванием, одновременно пропуская ;Э6оздух в обратном направлении. В описываемом фильтре такая •Очистка производится автоматически.
> Пылезадерживающая способность тканей зависит от рода ШЫли, степени запыленности воздуха и типа ткани. Из хлопчато- ^Умажных тканей рекомендуют красный вельветон, пестротканую фланель и бумажную замшу. Степень очистки воздуха от пыли ® таких фильтрах достигает 97—99%.
L Расчет фильтра заключается в определении величины фильтрующей поверхности.
Фильтрующую поверхность определяют по формуле
S = -у я”-, (251)
где Q — объем фильтруемого воздуха в мл/ч\
q — удельная нагрузка в м^/ч на 1 х2 фильтрующей поверхности.
Нормальная удельная нагрузка на фильтрующую поверхность q ~ 180-ь220 м3/ч на 1 м2; скорость фильтрации Уф 0,03-?- н-0,08 м/сек.
Сопротивление фильтра при расчетах можно принимать 30— 50 мм вод. ст. при нагрузке 190 мл/ч на 1 м2 фильтрующей поверхности.
При использовании аппаратов для обеспыливания воздуха, содержащего угольную или другую органическую пыль, необходимо иметь в виду, что она взрывоопасна. Поэтому в помещениях требуется соблюдать все правила, установленные для взрывоопасной среды (взрывобезопасная электроаппаратура, предупреждение искрообразования и пр.).
Вследствие трения частиц пыли элементы фильтра в процессе работы приобретают заряды статического электричества, что может сопровождаться сильным искрообразованием. Поэтому для отвода зарядов статического электричества ткань рукавов и металлические части кожухов необходимо заземлять при помощи проволочек, прошитых через всю ткань фильтра. /
Во многих действующих и во всех запроектированных заводах предусматривается централизованное управление пневматическими транспортными установками от распределительного и сигнального щита.
Эти щиты имеют сигнализирующие устройства для извещения о заполнении силосов. На щите устанавливают также пульт управления двухходовыми переключателями трубопровода и световой указатель пути транспортирования. Проходимые пути на щите подразделяют на отдельные просвечивающие полоски; сзади каждой полоски установлены сигнальные лампочки, электрически связанные с ртутными выключателями, расположенными в двухходовых затворах. В зависимости от положения затвора включается и зажигается та или иная лампочка. В световой перемещающейся дорожке на щите схематически представлены двухходовые затворы. Силосы на доске обозначены кругами; в середине каждого из них имеется небольшое круглое красное стекло. Лампочка, установленная сзади стекла, сигнализирует о заполнении силоса; одновременно подается звуковой сигнал. Сигнальная лампочка горит все время, пока силос остается заполненным. Для выключения звукового сигнала имеется кнопка.
Двухходовой переключатель трубопровода (рис. 144) предназначен для изменения направления потока. Внутри чугунного
•-мл
корпуса / находится дисковый клапан 2, переставляемый рычагом 3, выведенным наружу через сальниковое уплотнение. По-
ворачивая рычаг, перекрывают дисковым клапаном одно или другое отверстие и направляют поток или
или в глав-
в
ответвление,
у
Рис. 144. Двухходовой переключатель
4-
6
ный трубопровод.
Для дистанционного управления рычаг 3 соединяют с поршнем распределительного цилиндра.
Для сигнализации о заполнении емкости служат различные указатели уровня, на рис. 145 приведены некоторые из них.1 Указатель уровня УКВ состоит из корпуса с установленным в нем
i
аектродвигателем, трубы и вала с крыльчаткой (рис. 145, с), электродвигатель посредством зубчатой и червячной передачи вращает крыльчатку. Когда уровень цемента поднимается до ^ыльчатки, последняя застопоривается. При остановке крыль- ®тки, а вместе с ней червячного колеса червяк смещается в осевом направлении, поворачивает рычаг и переключает ртутные контакты.
।1 Более подробно см. Горбовец М. Н. Автоматические устройства для реги-
трации уровня сыпучих материалов. Машгиз, 1962.
Указатель уровня, изображенный на рис. 145, б, предназначается для подачи сигнала о заполнении и опорожнении силоса.
При заполнении силоса цементом груша указателя уровня отклоняется, ртутный контакт замыкается, и на пульт подается
Рис. 145. Указатели уровня цемента в емкостях:
— с вращающейся крыльчаткой; б — поплавкового типа; в — с гибким щупом
сигнал. При опорожнении силоса указатель занимает вертикальное положение и при этом через ртутный контакт также дается сигнал.
Указатель уровня С-607 (рис. 145, в) состоит из гнезда и датчика с гибким проволочным щупом. Датчик крепится винтом к гнезду. Вход гибкого щупа в оправку защищен резиновым колпаком.
Датчик состоит из корпуса и оправки, зажимающих вставную втулку с контактной трубкой. Контакты, расположенные в датчике, при изгибе щупа замыкаются.
При работе на цементе или песке на конец гибкого щупа надевается самоустанавливающаяся пластина.
РАСЧЕТ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ТРАНСПОРТИРУЮЩИХУСТАНОВОК
Исходными данными для расчета ПТУ являются: производительность установки по цементу или другому материалу (Q т/ч), схема трубопровода с указанием длины горизонтальных, вертикальных и наклонных участков, а также расположение колен, задвижек, двухходовых зазоров.
Часовая производительность ПТУ определяется в зависимости от условий эксплуатации, а именно — выполняет ли установка законченную транспортную операцию или она входит в общую технологическую линию и ее производительность зависит от других машин. В первом случае производительность установки определяется по формуле (150), во втором случае часовая производительность ПТУ определяется по максимальной производительности технологической машины с гарантированным запасом в 10— 20% на случай более форсированного режима эксплуатации технологической линии.
Ввиду того что трубопровод включает так называемые местные сопротивления (колена, двухходовые затворы), их заменяют эквивалентной по сопротивлению длиной прямых трубопроводов. ^Значения длины трубопроводов, эквивалентных коленам, при- 'йедены в табл. 43.
Таблица 43
Значения длины трубопроводов, эквивалентных коленам
Вид грузаВид грузаЗначения L3K в м при соотношении —— dmpЗначения L3K в м при соотношении —— dmpь Пылевидный «Зерновой однородный [.Мелкокусковой неоднородный . . • К Крупнокусковой неоднородный . . .ь Пылевидный «Зерновой однородный [.Мелкокусковой неоднородный . . • К Крупнокусковой неоднородный . . .46К)204—85-106—108—10—8—1012—1616—20——28—3538—45—-60—8070—9046К)204—85-106—108—10—8—1012—1616—20——28—3538—45—-60—8070—90
Вид груза
Вид груза
Значения L3K в м при соотношении —— dmp
Значения L3K в м при соотношении —— dmp
ь Пылевидный «Зерновой однородный [.Мелкокусковой неоднородный . . • К Крупнокусковой неоднородный . . .
ь Пылевидный «Зерновой однородный [.Мелкокусковой неоднородный . . • К Крупнокусковой неоднородный . . .
4
6
К)
20
4—8
5-10
6—10
8—10
—
8—10
12—16
16—20
—
—
28—35
38—45
—-
60—80
70—90
4
6
К)
20
4—8
5-10
6—10
8—10
—
8—10
12—16
16—20
—
—
28—35
38—45
—-
60—80
70—90
Метр трубы.Метр трубы.— радиус кривизны колена; dmp—внутренний дна-
Метр трубы.
Метр трубы.
•I По данным ВНИИстройдормаша для цемента эквивалентную ^Ину L3K для колена под углом 90° и -^— > 3 при горизонталь- Lатр
Ж расположении можно принимать 5 м, при вертикальном распложении 8 м.
£ Двухходовой переключатель эквивалентен трубопроводу дли- Н 8 м (L3n - 8 Л1).
(252)(252)Рис. 146. Схема взаимодействия воздушного потока «материалаРис. 146. Схема взаимодействия воздушного потока «материала(254)(254)
(252)
(252)
Рис. 146. Схема взаимодействия воздушного потока «материала
Рис. 146. Схема взаимодействия воздушного потока «материала
(254)
(254)
Приведенная длина трубопровода
где "^Lg—сумма длин горизонтальных участков в м;
^Le — сумма длин вертикальных участков в м;
^L3K — сумма длин, экивалентных коленам, в м;
^L3n— сумма длин, эквивалентных переключателям трубопроводов (двухходовым затворам), в м.
Многочисленными опытами установлено, что частица материала, помещенная в восходящем потоке воздуха (рис. 146), весом G н, испытывает со стороны последнего давле-
ние Т н, направленное в сторону движения потока.
Возникновение силы Т объясняется проявлением сил инерции потока (вследствие изменения направления его движения) и аэродинамического эффекта, заключающегося в том, что частицы воздуха, встретив поверхность тела в точке а, движутся по этой поверхности, изменяя направление своего движения, за точкой b частицы воздуха отрываются от поверхности тела, вследствие чего за точкой b образуется разрежение. Разность давлений в зонах bab' и bcb* определяет интенсивность аэродинамического воздействия. Силой трения воздуха при обтекании частицы материала обычно пренебрегают [22]. Под влиянием силы тяжести и силы воздействия потока частица будет двигаться. Пренебрегая потерей в весе тела, помещенного в среду, уравнение движения тела будет
T-G^--G^- н,(253)
где ■ ускорение тела в мкек1.
Экспериментально установлено, что
ф — коэффициент, зависящий от характера материала; ув — плотность воздуха в каЛи3;
g = 9,81 — ускорение силы тяжести в мкек?;
F — площадь миделева сечения в мй (площадью миде- лева сечения называют площадь проекции тела на плоскость, перпендикулярную к скорости потока);
ve — скорость воздуха в м!сек;
и — скорость тела в мкек;
— и. — относительная скорость воздуха в м!сек.
В зависимости от соотношения сил Т и G возможны три случая: 1) Т > G, при этом -^- > 0, тело движется вверх с некото-
рым ускорением;
нием,нием,т. е. надает вниз:т. е. надает вниз:Г <G, — <0, Тело движется с отрицательным ускоре-
нием,
нием,
т. е. надает вниз:
т. е. надает вниз:
Т — G, 0, т. е., если тело не имело начальной ско
рости, то оно находится в покое.
Так как скорость воздушного потока практически всегда изменяется в некоторых пределах, то, как показывают наблюдения, в вертикальной стеклянной трубе при Т - G частица колеблется относительно какого-то среднего положения, т. е. как говорят, «витает».
Скорость воздушного потока о5, соответствующая этому состоянию, называется скоростью витания (при витании и = 0).
Вследствие разнообразной формы частиц перемещаемых материалов тела неправильной формы условно заменяют «эквивалентным шаром», имеющим тот же объем и вес. В этом случае формула (254) будет иметь вид
— V.,,(255)
откуда
= "j/-3^ м/сек.(256)
На основе экспериментальных данных для шара ф = 0,23, тогда для тел шарообразной формы
us - У м/сек.(257)
Для тел другой формы
us- с |/ ^—— м/сек,(258)
Где с — коэффициент, зависящий от формы и крупности кусков (табл. 44);
— плотность материала в кг/м3.
Чтобы материал мог двигаться, скорость воздуха в трубопроводе должна быть больше скорости витания
Ц, = лр$, (259) где л—коэффициент запаса больше единицы.
Движение частиц во взвешенном состоянии в горизонтальном •Трубопроводе происходит за счет восходящих струй, возникающих при турбулентном движении потока.
Значения коэффициента сЗначения коэффициента сФорма телаФорма телаТаблица 44Таблица 44Значения коэффициента сЗначения коэффициента сШар
Значения коэффициента с
Значения коэффициента с
Форма тела
Форма тела
Таблица 44
Таблица 44
Значения коэффициента с
Значения коэффициента с
Округленная форма с неровной поверхностью . . Продолговатое тело с неровной поверхностью , , Тело пластинчатой формы
10,640,570,4510,640,570,45Правильный выбор скорости движения воздуха имеет большое практическое значение, так как от этого зависит потребная производительность компрессорной установки и, следовательно, расход энергии на пневматическое транспортирование. Кроме того, завышение скорости дви-
1
0,64
0,57
0,45
1
0,64
0,57
0,45
Расстаянив транспортированияРасстаянив транспортированияРис. 147. График скорости воздуха при выходе из трубопровода и весовой концентрации смеси в зависимости от приведенной длины трубопроводаРис. 147. График скорости воздуха при выходе из трубопровода и весовой концентрации смеси в зависимости от приведенной длины трубопроводажения воздуха в трубопроводе вызывает увеличение сопротивления сети трубопроводов и необходимость повышать давление, создаваемое компрессором, т. е. уменьшает эффективность пневматической транспортирующей установки.
Расстаянив транспортирования
Расстаянив транспортирования
Рис. 147. График скорости воздуха при выходе из трубопровода и весовой концентрации смеси в зависимости от приведенной длины трубопровода
Рис. 147. График скорости воздуха при выходе из трубопровода и весовой концентрации смеси в зависимости от приведенной длины трубопровода
Определить скорость движения воздуха в трубопроводе теоретически трудно из-за большого числа влияющих на нее факторов (размеры частиц и удельный вес транспортируемого материала, дли
на транспортирования, степень концентрации материалов в трубопроводе). Поэтому при практических расчетах пользуются опытными данными. На рис. 147 приведен график зависимости скорости движения воздуха у выхода из трубопровода при транспортировании цемента от рас
стояния перемещения.
Для определения скорости движения воздуха применительно к участку сдавлением, близким к атмосферному, т. е. у выпускного отверстия в нагнетательных установках и у сопла всасывающих установок (у, ^ 1,0 кг!м?\ можно пользоваться формулой 1271 v, = a ]/j^ + BL^p м)сек,(260)
J. где a — коэффициент, учитывающий крупность частиц транспор 4тируемого материала (см. табл. 45);$— плотность материала в кг!м5.В = (24-5)1О-5—коэффициент, учитывающий свойства ма- '^териала (меньшие значения В соответствуют транспорти-крованию сухих пылевидных грузов);№ L,M> — приведенная длина трубопровода в м.J. где a — коэффициент, учитывающий крупность частиц транспор 4тируемого материала (см. табл. 45);$— плотность материала в кг!м5.В = (24-5)1О-5—коэффициент, учитывающий свойства ма- '^териала (меньшие значения В соответствуют транспорти-крованию сухих пылевидных грузов);№ L,M> — приведенная длина трубопровода в м.
J. где a — коэффициент, учитывающий крупность частиц транспор 4тируемого материала (см. табл. 45);
$— плотность материала в кг!м5.
В = (24-5)1О-5—коэффициент, учитывающий свойства ма- '^териала (меньшие значения В соответствуют транспорти-
крованию сухих пылевидных грузов);
№ L,M> — приведенная длина трубопровода в м.
J. где a — коэффициент, учитывающий крупность частиц транспор 4тируемого материала (см. табл. 45);
$— плотность материала в кг!м5.
В = (24-5)1О-5—коэффициент, учитывающий свойства ма- '^териала (меньшие значения В соответствуют транспорти-
крованию сухих пылевидных грузов);
№ L,M> — приведенная длина трубопровода в м.
Род груза
Наибольшая крупность частиц ашах
Коэффициент а, учитывающий крупность частиц
Пылевидный
Зернистый однородный
Мелкокусковой однородный . .
Среднекусковой однородный . . . .
0,001—1
1 — 10
10—20
40—80
10—16 17—20
17—22 22—25
ЖТаблица 45
Значения коэффициента а, учитывающего крупность частиц груза
i Для всасывающих устройств в связи с небольшой длиной тру- t бопровода обычно слагаемое В1?пр в формуле (260) не учитывают, р Другим чрезвычайно важным параметром ПТУ является ве- совая концентрация — отношение весовой производительности
j ПТУ к весовому расходу воздуха
i<261>
Е^где р — коэффициент концентрации смеси.
Чем больше коэффициент концентрации, тем меньше расход Ввоздуха, следовательно, с точки зрения экономичности установки «келательно, чтобы концентрация была больше. Однако при чрез- ю№рно высокой концентрации наблюдается закупоривание трубопроводов, особенно в местах закруглений, что нарушает нормальною работу установки.
Вс Так как перемещение материала в ПТУ происходит за счет юнергии расширяющегося воздуха (давление по мере удаления от компрессора падает), то естественно, что с увеличением расстояния Вкранспортирования количество воздуха на одну тонну транспортируемого материала должно возрастать, т. е. с увеличением рас- |^ияння концентрация смеси уменьшается. Указанное подтверж- ДЙтся опытами. На рис. 148 приведен график для определения И^ффициента концентрации при транспортировании сыпучих ма- ВЦриалов, которым можно пользоваться при ориентировочных расчетах. Для каждого типа питателей (винтового, камерного) приведено по две кривых, соответствующих минимальному и мак- К^Мальному значению р. Верхнюю границу значений р следует Вбирать для сухих, легко сыпучих материалов большой плот-
К253
ности (удельного веса) (у„ — 2500^-3200 кг!^, а нижнюю границу р — для материалов меньшей плотности, а также более влажных и абразивных.
Между скоростью движения воздуха в трубопроводе, количеством подаваемого воздуха и диаметром трубопровода существует зависимость, определяемая из условия непрерывности струи (объемом порошка пренебрегаем),
Q. = 3600 -^ ад. кг^ч.Q. = 3600 -^ ад. кг^ч.(262)(262)
Q. = 3600 -^ ад. кг^ч.
Q. = 3600 -^ ад. кг^ч.
(262)
(262)
Рис. 148. График зависимости коэффициента концентрации р от расстояния транспортирования LРис. 148. График зависимости коэффициента концентрации р от расстояния транспортирования LРасстояние подачи в мДавление воздуха в апгмРасстояние подачи в мДавление воздуха в апгм
Рис. 148. График зависимости коэффициента концентрации р от расстояния транспортирования L
Рис. 148. График зависимости коэффициента концентрации р от расстояния транспортирования L
Расстояние подачи в м
Давление воздуха в апгм
Расстояние подачи в м
Давление воздуха в апгм
откуда диаметр трубопровода
Зб00ливувЗб00ливув(263)
Зб00ливув
Зб00ливув
Давление воздуха, создаваемое компрессором и необходимое для движения потока с заданной скоростью, зависит от ха
рактера транспортируемого материала, сопротивления трубо
провода при продувании чистого воздуха и весовой концен-
трации смеси.
Для условий цементной промышленности в установках с винтовыми питателями можно принимать следующие величины давления воздуха в смесительной камере винтового питателя:
до 100 от 100от 200от 300
до 200до 300до 700
2,02,52,53,5—4,0
Более детальный расчет трубопроводов можно производить по приведенной ниже методике.
Для горизонтального трубопровода при продувании чистого воздуха между давлением воздуха в начале трубопровода и в конце существует следующая зависимость:
для нагнетательной установки
Р„ = 10Р„ ]/1 +(р- = PVх 4(264)
для всасывающей установки
Рк - ЮР„ }/ 1 - ^ h!c< (рк = рд/ 1 -^5); (265)
где Рк ^ Рк — давление в начале и конце трубопровода;
X — коэффициент сопротивления движению чистого
воздуха;
d — внутренний диаметр трубопровода в м.
Опыты показывают, что указанные формулы применимы и к воз
душно-порошковому потоку, состоящему из двух фаз — газо образной (воздух) и твердой (материал). Но значение коэффициента X будет уже другое. Коэффициент сопротивления в этом слу
чае зависит от концентрации смеси
X = Рр, (266) где Р — коэффициент, определяемый опытным путем, который зависит от величины
s = ^^.(267)
Для определения р разработан график (рис. 149).
Кроме сопротивлений в трубопроводе, необходимо учитывать потери давления в связи с подъемом материала на высоту h в м:
Р» = ^.(268)
где h — высота подъема в м;
у' = 1,6-ь2 кг!м3 — удельный вес воздуха в трубопроводе нагнетательной установки; для всасывающей установки 7^1 кг!м3;
р — коэффициент смеси.
В нагнетательных установках Рк ^ Ю н!смг (1 кгс!с^, а во .всасывающих Рн ^ 10 н/см2 (1 кгс/сл1г);Х — рр, поэтому формулы (264) и (265) при движении по трубопроводу смеси воздуха и материала примут вид:
для нагнетательных ПТУ
Л< = Ю |/" 1 + ^А + 10 р^ н!см1 ^ =
(269)(269)
(269)
(269)
для всасывающих ПТУ
Рк - 10 |/1-^^ ± ЮЛ; «/СМ1,
^Рк 1 —± рн кгс!см?. j .(270)
Давление Рм, создаваемое компрессором, должно быть больше вычисленного по формуле (269)
Р. = аР„^ Р, н'см2 (//(271)
где а = 1,15ч-1,25— коэффициент, учитывающий падение давления в питателе;
Рв -- 2ч-3 н!см2 (0,2ч-0,3 кгскКг^ падение давления в воздухопроводе (от компрессора до питателя).
Мощность двигателя компрессора
Nm = 60-W00T] Кет' ^м = 60Ло2т] кепгУ ^Т^
где Дя — работа, затрачиваемая на сжатие 1 х3 воздуха, зависящая от характера процесса сжатия в воздуходувной машине (изотермическое, адиабатическое иди политропическое);
Уо — производительность компрессора в м3Лиин;
т] = 0,55-^0,75 — общий к. п. д. компрессора.
При изотермическом сжатии
A„-;23O3OOPolg^5‘, (/!„:= 23 030Р„ 1g-^ ^), (273)
где Ро “ Ю н1смг (1 кгс/см^ атмосферное давление.
Пример. Определить основные параметры пневматической транспортной установки с винтовым питателем для подачи цемента от мельниц в силосы. Производительность 60 т/ч; плотность цемента уЛ = 3100 кг!м3; плотность воздуха ув = 1,2 кг/м3.
Схема трубопроводов показана на рис. 150. Максимальный размер частиц (случайно попавших) d — 10 мм; трубопровод состоит из трех горизонтальных участков Ь'г = 30 м, Ь"г = 100 м и Р”г = 100 м, вертикального участка Le = 25 м и включает три колена, а также два двухходовых затвора (переключатели трубопроводов). По табл. 44 находим L3K = 10 м, L3n принимаем 8 м.
Приведенная длина трубопровода
^пр =^_jL3K -|- 2 Ум = 230 -У 25 + 30 + 16 = 301 м.
Скорость витания
-I / 28,4dy«-1/28,4.0,01.3100,
us = 0,64 у y УЛ< — 0,64 у ^=17 м!сек.
По графику (рис. 147) определяем действительную скорость в трубопроводе ов — 26 м/сек.
256
Отношение скорости воздуха к скорости витанияОтношение скорости воздуха к скорости витанияп =п =vs vsvs vs•2617•2617= 1,6.= 1,6.
Отношение скорости воздуха к скорости витания
Отношение скорости воздуха к скорости витания
п =
п =
vs vs
vs vs
•26
17
•26
17
= 1,6.
= 1,6.
По графику (рис. 147) находим весовой коэффициент смеси ц = 27.
Определяем количество воздуха
ц 27'
Диаметр трубопровода
n 1 z 40^I /4-2200 Л , __
Г 3600луау8I 3600.3,14-28-1,2 “ °’ 52 “ 150
Потеря давления от подъема материала на высоту La — 25 л при плотности воздуха в трубопроводе — 2 кг/л3 будет
Рис. 150. Схема к примеру расчета ПТУРис. 150. Схема к примеру расчета ПТУ
Рис. 150. Схема к примеру расчета ПТУ
Рис. 150. Схема к примеру расчета ПТУ
Для нахождения коэффициента р определяем s:
27.301.2У_- d 0,15" 37 10 1
' По графику (рис. 149) для этого значения s находим р — 3-10'7.
к Давление воздуха в начале трубопровода (смесительная камера винтового
^питателя):
Гр„-|/ н-^+р.=
|= у/^таст + 0]35 и/сц8
Давление компрессора
Рм = а.Рн -г Рв = 4,0-1,2 + 0,2 — 5 кгскм*.
Работа, затрачиваемая на сжатие 1 м3 воздуха до 5 кгскм\ равняется
ЯЛ = 23ОЗОРо^^ = 23 030 1g « 15 000 кгс-м/м3.
Р 01
Производительность компрессора
Qe _ 2200 o-60is 60-1,2Qe _ 2200 o-60is 60-1,2= 30 м3/мин.= 30 м3/мин.
Qe _ 2200 o-60is 60-1,2
Qe _ 2200 o-60is 60-1,2
= 30 м3/мин.
= 30 м3/мин.
Мощность двигателя компрессора при 7] = 0,7
N - Л^ж ’ 60-Ю2т]N - Л^ж ’ 60-Ю2т]15 000-3060-102-0,715 000-3060-102-0,7= 105 кет.= 105 кет.
N - Л^ж ’ 60-Ю2т]
N - Л^ж ’ 60-Ю2т]
15 000-3060-102-0,7
15 000-3060-102-0,7
= 105 кет.
= 105 кет.
По табл Л 42 принимаем винтовой питатель с винтом диаметром 200 мм.
По графику (см. рис. 139) определяем мощность двигателя питателя N = = 85 кет. Общая мощность двигателей ПТУ
N06^ = N + NM = 85 + 105 = 190 кет.
Расход энергии на транспортирование 1 т цемента
No6in 190 оо ,Ауд = ~= "бб" 3,2 квт'ч1т'
Следует иметь в виду, что теоретический расчет ПТУ даже с учетом практических коэффициентов носит приближенный характер; поэтому после монтажа и пуска установки необходим некоторый регулировочный период, в течение которого должно быть установлено опытным путем наивыгодиейшее давление и количество поступающего воздуха. Как правило, путем тщательной регулировки удается значительно повысить техиико-экоиомиче- ские показатели ПТУ по сравнению с расчетными.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ ЖЕЛОБА
В последнее время получают развитие новые типы пневматических транспортных установок, в которых движение материала происходит с очень высокой концентрацией смеси при уменьшенных расходах воздуха, как говорят, «движение в плотной фазе».
Принцип действия таких установок основан на свойстве порошковых материалов приобретать легкую подвижность (текучесть), близкую к текучести жидкости при вдувании в них капиллярно распределенного воздуха. Такое насыщение порошкового материала воздухом называется аэрацией.
В настоящее время аэрирующие установки используют для транспортирования порошковых материалов по горизонтали (пневматические транспортирующие желоба) и по вертикали (пневматические подъемники), а также в силосах, автоцементовозах, вагонах-цементовозах и др. При этом расход энергии в таких установках меньше, чем в механических конвейерах.
На рис. 151 показан пневматический транспортирующий желоб (аэрожелоб), который представляет собой слегка наклонный лоток (уклон 4—5%), состоящий из отдельных секций, штампованных из листовой стали. Отдельные секции имеют фланцы и соединены между собой болтами.
Желоб по высоте разделен пористой перегородкой, образующей днище верхнего желоба. Швы между соседними плитками тщательно замазаны специальной замазкой из смеси жидкого стекла
и керамического порошка. Пространство под пористой перегородкой образует канал для подвода воздуха. Материал загружают в верхнюю часть желоба на пористые плитки. Нагиетае-
Рис. 151. Схема аэрожелоба:Рис. 151. Схема аэрожелоба:/ — бункер; 2 — течка; 3 — желоб: 4 — приводной электродвигатель: 5 — всасывающий фильтр; 6 — вентилятор; 7 — дроссель: 8 — гибкий шланг; 9 — пористая перегородка;10 — фильтр/ — бункер; 2 — течка; 3 — желоб: 4 — приводной электродвигатель: 5 — всасывающий фильтр; 6 — вентилятор; 7 — дроссель: 8 — гибкий шланг; 9 — пористая перегородка;10 — фильтр
Рис. 151. Схема аэрожелоба:
Рис. 151. Схема аэрожелоба:
/ — бункер; 2 — течка; 3 — желоб: 4 — приводной электродвигатель: 5 — всасывающий фильтр; 6 — вентилятор; 7 — дроссель: 8 — гибкий шланг; 9 — пористая перегородка;
10 — фильтр
/ — бункер; 2 — течка; 3 — желоб: 4 — приводной электродвигатель: 5 — всасывающий фильтр; 6 — вентилятор; 7 — дроссель: 8 — гибкий шланг; 9 — пористая перегородка;
10 — фильтр
мый воздух проходит через поры днища, проникает в материал и аэрирует его. Аэрированный порошок течет по наклонному желобу до места разгрузки. Воздух, прошедший через материал, очищается при помощи простейших матерчатых фильтров и поступает в атмосферу. Для аэрации необходимо, чтобы воздух вводился в порошковый материал в виде мельчайших струек. Для этой цели в пневматических транспортирующих желобах воздух подается через пористые керамические плитки или через многослойную техническую ткаиь.
Фильтр состоит из куска ткани (шерстянка, байка) и металлической сетки, предохраняющей ткаиь от вспучивания. Там, где Имеется центральная обеспыливающая установка, целесообразно Пневматический желоб включить для обеспыливания в общую систему, что позволит вытяжные отверстия плотно закрывать Крышками.
17*
Материал можно загружать в любом месте желоба при помощи выпускных лотков, течек и др. Для разгрузки устраивают разгрузочные устройства с заслонками на отводах.
Воздух подают вентиляторами, иапор и производительность которых выбирают в зависимости от производительности установки и длины транспортировании.
Экспериментальными работами ВНИИПТМАШа установлено, что поток аэропульпы в аэрожелобе при регулируемой подаче цемента можно в первом приближении рассматривать, как безнапорное движение жидкости в открытом канале.
Скорость движения цемента в пневматических транспортирующих желобах составляет 0,7—1,25 м!сек.
Расход воздуха при транспортировании цемента составляет 100—130 м3/ч на 1 м2 поверхности пористой перегородки. Потребное давление воздуха 700—500 мм вод. ст., насыпная плотность аэропульпы (цемент—воздух) в аэрожелобе у = 800 кг!м3.
В связи с использованием пористой перегородки из многослойной технической ткани вместо дефицитных пористых керамических плиток применение пневможелобов расширяется. Опыты ВНИИстройдормаша показали, что хорошей перегородкой является шестипрокладочный капроновый ремень.
Производительность пневматического желоба, как и'других устройств непрерывного транспорта, можнр определить по формуле
Q = 3,6Bhu^'m?4,(274)
где В — ширина желоба в м;
h — высота слоя материала в м;
и — скорость движения в м?сек;
ф = 0,9 — коэффициент заполнения;
у' — насыпная плотность аэрированного материала в кг!м2.
Скорость движения материала ориентировочно может быть определена по следующей формуле::
и = 10 V"b tg р м!сек,(275)
где b — ширина желоба в м;
р = 5 4-6° угол наклона.
Производительность транспортных желобов достигает 120 т!ч, а длина транспортирования 40 м и более.
§ б. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ
В ряде случаев сырье на заводы строительных материалов доставляется по трубам в потоке воды — гидравлическим транспортом. Гидравлический транспорт применяется как в сочетании с разработкой горных пород (сырья) гидравлическим способом, так и самостоятельно для перемещения предварительно подготовленных на карьере сырьевых материалов.
260
Принцип действия и теория гидравлического и пневматического транспортирования по существу одинаковы, хотя каждому из этих видов транспорта свойственны некоторые особенности, вытекающие из физических свойств, присущих несущей среде, например, для воды характерны большая вязкость и плотность, соизмеримая с плотностью транспортируемого материала. Поэтому ; при гидравлическом транспортировании учитывают потерю в весе , - материалов по закону Архимеда.
Скорость гидросмеси сообщается благодаря разности давлений k в начале и конце трубопровода. Напор может быть естественный, f возникающий при разности высотных отметок начальной и конеч-
а — с землесосом; 6 — с питателем; 1 — шламовый смеситель; 2 — желоб для подачи шлама: 3 — землесос; 4 — шламовый трубопровод; 5 — шламовый бассейн; 6 — бассейн '■ для воды; 7 — насос для воды; 8 — питатель; 9 — конвейер для транспортируемого мате- ■ риала; 10 — шламопровод; // — обезвоживающий грохот: 12 — приемный конвейер
?■" ной точек транспортирования, или искусственный, создаваемый насосами.
^ По способу ввода сыпучего материала в трубопровод гидравли- й ческие транспортные установки разделяют:
| а) с землесосами (рис. 152, а);
с питателями (рис. 152, б).
L Достоинство гидротраиспортных установок с землесосами в про- R стоге конструктивной схемы. Недостаток — сравнительно невы-
■ сокий напор, ограничение крупности транспортируемых кусков, в обусловленное размером проходных сечений насосиого колеса.
Достоинствами гидротранспортных установок с питателями в являются: возможность транспортирования сравнительно круп- ь них кусков, работа насоса на чистой воде, более высокие концен- Кграции гидросмеси. Их недостаток — сложность и недостаточная К. надежность устройств для ввода сыпучего материала в трубо- к провод, находящийся под давлением. На заводах строительных ^Материалов получили применение гидротранспортные установки с землесосами.
к’ Так же, как и при пневматическом транспортировании, основ- t иым параметром гидравлической транспортной установки является 6261
скорость гидросмеси. Воздействие гидропотока на частицу материала, находящегося в вертикальном трубопроводе, аналогично воздействию при пневматическом транспортировании (см. рис. 146). С учетом потери веса по закону Архимеда скорость витания определяют по формуле
ц$ = ci У^СУя — 1) м!сек,
где в! — коэффициент, равный, по опытам Риттеигера, 0,55; d — диаметр частицы в см;
ум — плотность транспортируемого материала в mlM3.
Движение гидросмеси в горизонтальном трубопроводе вследствие восходящих струй и градиента скоростей по вертикали потока при турбулентном движении жидкости обусловливает перемещение твердых частиц в зависимости от крупиости н удельного веса во взвешенном состоянии, скачкообразно и волочением по дну. Процесс перемещения твердого материала потоком в общем случае можно представить как скачкообразное движение отдельных частиц. Отрыву единичной частицы от диа предшествует трогание ее с места; средняя скорость потока, соответствующая этому состоянию, называется скоростью трогания. (
С увеличением скорости потока частицы отрываются от диа и совершают скачкообразные движения. С возрастанием средней скорости потока длина траекторий, описываемых отдельными мелкими частицами, возрастает и продолжительность пребывания их во взвешенном состоянии увеличивается. Взвешиванию мелких твердых частиц способствует подъемная сила из-за разности скоростей обтекания этих частиц на верхних и нижних гранях вследствие большого градиента скоростей вблизи дна.
Распределение твердых частиц по поперечному сечеиию трубопровода зависит от средней скорости потока, гранулометрического состава, удельного веса и формы частиц транспортируемого материала. В зависимости от дисперсного состава горные породы в смеси с жидкостью образуют различные двухкомпонентиые среды, которые принято разделять на тонкодисперсиые (частицы 0,05— 0,15 мм), грубодисперсные (0,15—1,5 мм) суспензии и неоднородные дисперсные системы (частицы более 1,5—2,0 мм). Гидросмеси чаще всего представлены полидисперсными системами, включающими частицы различных размеров.
Различают следующие режимы движения потока гидросмеси в трубопроводе.
Движение с близким к равномерному распределению частиц по поперечному сечению трубопровода, которое практически возможно при тонкодисперсных гидросмесях, а также возможно для других видов гидросмесей, ио при больших скоростях потока. Однако такой режим в последнем случае связан с большими затратами энергии на перемещение единицы веса материала.
262
Движение потока с неравномерным распределением твердых частиц по поперечному сечению. Этот режим возникает при средней скорости потока, равной критической. Движение твердых частиц при критической скорости происходит при минимальном расходе энергии на перемещение. Поэтому на практике, так же как и при пневматическом транспортировании, стремятся поддерживать скорость потока близкой к критической (обычно не- 4 сколько выше) во избежание отложения частиц иа нижней стенке й; трубопровода.
£3. Движение потока при частичном отложении частиц и с обра-
£ зованием иа дне трубопровода неподвижного слоя. Такой режим Ж иногда используют при перемещении абразивных материалов для Ж меньшего изнашивания трубопроводов. При этом периодически * промывают трубопровод чистой водой. Основным вопросом при Ж определении параметров гидротранспортных установок является Ж определение критической скорости.
В Современная теория гидравлического транспортирования В и экспериментальные материалы позволяют предложить ряд эмпи- ■ рических формул для определения критической скорости транспор- ■ тироваиия различных материалов, которыми пользуются при В расчетах. Каждая из эмпирических формул приемлема для той В области изменения параметров, для которой они были получены В опытным путем.
В Для глиняных шламов плотностью 1300—1400 кг!м3 скорость В. транспортирования принимают 1,0—1,2 м!сек.
В Удельные потери (иа 1 м приведенной длины трубопровода), В затрачиваемые на преодоление сопротивления в трубопроводе, В. для глиняного шлама могут быть вычислены по эмпирической формуле [201
Blо3
К= 0,11 +0,25
К где Qc— количество транспортируемого шлама в м3!сек;
D — диаметр трубопровода в м;
т — начальное напряжение сдвига в кгс!м2;
у — плотность шлама в кг!м3.
Для шламов плотностью 1,2—1,4
т =[11 350 (у — I)5 — 1,63] к.гс!мй.
Наиболее дорогими элементами гидравлических и пневмати- Ческих транспортных установок являются трубопроводы, подвер- Гаемые интенсивному истиранию материалом. Для повышения срока службы труб и арматуры необходимо принимать специаль- ные меры. За рубежом, например, применяют двухслойные трубы, внутренний закаленный слой которых имеет твердость, в три с лиш- ним раза большую твердости наружного слоя. Трубы армируют
3.= 2104.3.= 2104.841 - 0,6841 - 0,65.5.Удельные потери в трубопроводе‘-0-11^ + 0,25/160 \3Удельные потери в трубопроводе‘-0-11^ + 0,25/160 \3ттД1-9 /уД1-9 /у
3.
= 210
4.
3.
= 210
4.
84
1 - 0,6
84
1 - 0,6
5.
5.
Удельные потери в трубопроводе
‘-0-11^ + 0,25
/160 \3
Удельные потери в трубопроводе
‘-0-11^ + 0,25
/160 \3
т
т
Д1-9 /у
Д1-9 /у
внутри также плавленым базальтом. Применение специальных станков для центробежной заливки базальта значительно повышает качество таких труб. Известны случаи поверхностной закалки труб токами высокой частоты.
Особенно быстроизнашиваемыми деталями трубопровода являются колена. Наибольшее распространение получили колена со сменными стальными вкладышами. Радиус закруглений обычно равен 500—750 мм, толщина вкладышей 30—85 мм. Эффективными являются колена, армированные обтесанными брусками гранита или другой крепкой породой. Срок службы таких колен в 4—5 раз больше срока службы стальных.
Пример. Определить основные параметры гидротранспортной установки для подачи глиняного шлама с карьера на цемзавод. Потребное количество шлама в пересчете на сухое вещество, т. е, абсолютно сухой глины, 180 000 т!год. Влажность глиняного шлама 60%, плотность глины 2,4 m/л3, естественная влаж-
ность 25%. Режим работы гидротранспортной установки 307 дней в году по 7 ч в сутки. Расстояние транспортирования 2 км. Разность в отметках в начале и конце трубопровода 20 ж (подъем в сторону завода). Скорость движения шлама в трубопроводе 1,2 .и/сек.
Содержание твердых частиц-глины в 1 т шлама при его влажности 60% составит 0,4 : 2,4 = 0,166 м3.
2.2.Объемный вес шлама у == 1.3 т/лА
2.
2.
0,166 4-0,6
-£80000 р.
Часовой расход сухого шлама —■■ — 84 или влажного
mH или 160 Л13/ч.
Диаметр трубопровода
Г ЗбООлиГ ЗбООли4-160 , = 0,2 м = 200 -И.
Г ЗбООли
Г ЗбООли
3600-3,14.1,2’
= 0,0416= 0,0416\3600/ , _0,26
= 0,0416
= 0,0416
"°’0,23-6°’25ОД1‘э /1300
на 1 пог. м трубопровода, где
9^7 [Н 350 (у-I)5-1,63]^
= 1 щ 350 (1,3 — I)6 — 1,65] =0,26 кге/.и2.
98, 1
Потери напора на всей длине шламопровода 0,0416-2000 = 38,2 м. Принимая потери напора от местных сопротивлений равными 10% и учитывая разность отметок в трубопроводе в 20 м, суммарные потери в шламопроводе составят 83,2 ■ 1,1 4" + 1,3-20 = 117,5 м.
По каталогу выбираем землесос 8УВД, который при данной производительности и напоре потребует двигатель мощностью 200 кет.
Вопросы для повторения
Укажите область применения пневматического транспорта на заводах строительных материалов, отметьте его достоинства и недостатки.
Объясните устройство винтового питателя; укажите, что называется коэффициентом уплотнения
Объясните устройство и принцип действия камерного питателя.
Как устроен рукавный фильтр? Скажите, как определяют необходимую фильтрующую поверхность?
Что называется скоростью витания? В какой зависимости находятся действительная скорость воздуха в трубопроводе и скорость витания?
Как определяют количество необходимого воздуха для транспортирования материала?
Укажите последовательность расчета транспортирующей пневматической установки, то же гидротранспортной установки.
На каком принципе основана работа пневматических транспортирующих желобов?
Задачи и упражнения
Нарисуйте схему всасывающей и нагнетательной пневматических транспортирующих установок и объясните их работу.
Определите мощность двигателя винтового питателя при производительности 40 tn цемента в час и LnP— 150 м (воспользоваться графиком рис. 139).
Определите площадь фильтрующей поверхности рукавного фильтра при производительности установки 50 т цемента в час.
Определите допускаемую весовую концентрацию при транспортировании цемента, если длина транспортирования Lnp = 300 м.
Глава XVII. БУНКЕРА И ЗАТВОРЫ
БУНКЕРА
Бункера представляют собой емкости с самотечной разгрузкой, .предназначенные для накопления, распределения и перегрузки гсыпучих материалов.
Бункера разделяют на:
п е р е с ы п и ы е воронки, предназначенные для на- гПравления потока сыпучего материала с одной машины на другую;
силосы — большие по емкости и значительные по высоте :(более 8—10 м) хранилища сыпучих материалов;
собственно бункера, представляющие собой сосуды самой разнообразной формы, изготовляемые из металла, железобетона, Дерева. Отношение высоты бункера к его поперечнику около 1 : 2.
Изучение процесса истечения сыпучих грузов из отверстий бункеров показывает, что можно выделить два основных вида истечения материала: нормальный (рис. 153, а), при котором ма- ^ернал движется в виде столба, расположенного над отверстием ^течения, и гидравлический (рис. 153, б), когда весь сыпучий ^атериал движется вниз подобно жидкости.
L На практике наиболее часто имеет место первый вид истечения, рторой вид истечения имеет место при больших углах наклона
(75—80:), а также когда бункер находится в состоянии непрерывных сотрясений при помощи вибраторов.
При гидравлическом виде истечения материалов средняя скорость
v = у V 2gh м!сек,(276)
где X — коэффициент истечения;
J g = 9,81 лУсек1 — ускорение силы тяжести;
h — высота слоя материала в м.
^Количество выдаваемого материала (пропускная способность бункера)
Q - ЗбООу/7 м^сек,(277)
где F — площадь истечения в м2.
Площадь отверстия истечения принимают уменьшенной на ве-
»>б)6)
Рис. 153. Схемы истечения сыпучих материалов из бункеров
личину типичного куска насыпного груза а'. Для круглого отверстия с диаметром
F = ^^В-аЛ2(278)
для квадратного отверстия со стороной А
F = (А — а'У(279)
а для прямоугольного отверстия со сторонами А и В
F = (А — а’) (В — а') м2.(280)
При нормальном виде истечения, когда перемещают легкосыпучие грузы, расчет скорости истечения ведут по формуле
у = л 1'3,3^/^ лУсек,(281)
где Ro — гидравлический радиус отверстия истечения в м, определяемый по формуле
R, = 4’<282)
где р — площадь выпускного отверстия в мг; L — периметр выпускного отверстия в м.
266
Для_круглото отверстия
«0-^.(283)
для квадратного
R. = ^.(284)
■ Коэффициент истечения X для хорошо сыпучих материалов ( (сухих зернистых и порошкообразных) равен 0,55—0,65, а для | крупнозернистых и рядовых материалов 0,3—0,5.
е. Скорость истечения при боковой разгрузке (рис. 153, в)
К= sinaX ^2^^ 1,6/?а — мкек,(285)
К где а — угол наклона днища к горизонту в зоне расположения ■отверстия;
Ж |/?G — гидравлический радиус условного отверстия истечения, Кявляющегося проекцией действительноговыпускногоот-
Жверстия на плоскость, перпендикулярнуюкнаправлению
Кдвижения струи насыпного груза;
к. т— сопротивление сдвигу в кг/м2, принимаемое для цемен- Жта 41, для шлака 70, для угля 40;
■ у — насыпная плотность материала в кг/м3;
w / — коэффициент внутреннего трения.
Ж Для лучшего истечения материала из бункеров, наряду с уве- Ж личением выпускных отверстий, на металлическх бункерах уста- Ж навливают специальные пневматические, механические или элек- ж тромагнитные вибраторы.
Ж. Давление материала на затворы зависит от текучести материала W (т. е. от угла естественного откоса), коэффициента треиия о стенки, Ж а также от формы и размеров бункера.
Ж Сыпучий материал оказывает на затвор меньшее давление, чем Ж вес столба материала над затвором, так как его верхние слои, Ж сползая по нижележащим слоям под некоторым углом обрушения, Ж оказывает давление на стенки бункера, а возникающая сила тре- ния уравновешивает часть веса материала. Чем больше глубина ЖЬ бункера, тем большая часть веса уравновешивается силами тре- ния.
Для неглубоких бункеров и воронок силу трения не учитывают И считают с некоторым запасом, что давление на площадь F (м2), ■[ расположенную на расстоянии h (м) от верхней кромки бункера, жP=10-Ffty«,(286)
где у— насыпная плотность материала в кг'м3.
Для глубоких бункеров давление на горизонтальный затвор 8Р = Fo, н,(287)
в Где аг — удельное давление на горизонтальный затвор в «/м2.
267
Для определения ог можно воспользоваться формулой ог = 56коу/?о н?м\(288)
где й0 — коэффициент, в среднем равный 1,5;
у — насыпная плотность материала в кг!м?\
Ro — гидравлический радиус выпускного отверстия в м. Давление на наклонные и вертикальные затворы при прочих равных условиях меньше, чем на горизонтальные, и составляет
(289)(289)Р -■= Foti н,
(289)
(289)
где о6—удельное давление иа вертикальный затвор в н^м2. Удельное давление определяют по формуле
ов = 56 -^у/? (cos3 а + т sin3 а) н/.и3,(290)
гдеа — угол наклона затвора к горизонту;
0-18, .
т — —.коэффициент подвижности;
/ — коэффициент внутреннего трения.
ЗАТВОРЫ
Для выпуска материала из бункеров и регулирования потока материала применяют затворы, управляемые дистанционно с помощью пневматических цилиндров или электрогидравлических толкателей и вручную посредством рычагов либо лебедок.
Затворы должны удовлетворять следующим требованиям: возможно меньшее усилие для открывания и закрывания, четкость отсечки (быстрота открывания и закрывания), равномерность потока материала и возможность регулирования скорости его высыпания.
На рис. 154 приведены схемы наиболее распространенных затворов. В лотковом затворе (рис. 154, а) для выдачи материала Достаточно лотку придать наклонное положение. Скорость истечения материала можно регулировать изменением угла наклона лотка.
На погрузочных пунктах известковых карьеров при погрузке крупнокусковых материалов в железнодорожные платформы или автомобили часто используют откидные лотковые затворы.
Для крупнокусковых материалов иногда применяют цепной затвор (рис. 154, б), состоящий из ряда параллельных, свободно висящих тяжелых цепей, образующих штору, препятствующую высыпанию материала. При подъеме цепей лебедкой материал начинает ссыпаться. Скорость высыпания регулируется высотой подъема цепей.
Плоские затворы (рис. 154, в) перекрывают выпускное отверстие стальной задвижкой, движущейся по направляющим. По расположению задвижки различают вертикальные и горизонталь- 268
ные плоские затворы. Для облегчения перемещения задвижки вместо пазов часто устанавливают опорные ролики.
Разновидностью горизонтального плоского затвора является гусеничный затвор (рис. 154, а). Рабочим органом такого затвора
Рис. [54 Типы затворов: а —лотковый; б —цепной; в — плоский; г — гусеничный; д — секторный- в — челюстной
является замкнутая прорезиненная или пластинчатая лента, за- феплеиная концами и огибающая концевые барабаны, смонти- ^ванные на раме. Рабочая часть ленты поддерживается роликами. |ри открывании выпускного отверстия с помощью реечной переучи верхняя часть ленты смещается вправо, открывая отверстие Ункера. Преимуществом гусеничных затворов является отсут-
ствие скольжения леиты по материалу, а следовательно, меньшее сопротивление открыванию и закрыванию.
Значительное распространение при работе с молотыми и мелко- кусковыми материалами получили секторные затворы (рис. 154,д). Цилиндрический сектор затвора шарнирно закреплен на корпусе и снабжен рычагом с рукояткой для управления. Направление струи материала в односекторном затворе зависит от степени открытия секторного затвора, что является его недостатком.
Для получения струи, выходящей всегда в центре затвора независимо от степени его раскрытия, применяют двойные секторные так называемые челюстные затворы (рис. 154, е). Этот затвор состоит из двух секторов (челюстей), шарнирно прикрепленных к корпусу. Челюсти задвижки соединены между собой зубчатыми секторами, обеспечивающими симметричное их открывание.
В связи с расширяющейся автоматизацией заводов строительных материалов и применением дистанционного управления механизмами открывание и закрывание затворов часто производят с помощью пневматических цилиндров.
Вопросы для повторения
Для какой цели предназначены бункеры?'
Каким должен быть угол наклона боковых стенок днища бункеров для обеспечения свободного высыпания материала?
Укажите назначение и основные типы бункерных затворов.
Раздел третийНАЗЕМНЫЙ И ПОДВЕСНОЙКОЛЕСНЫЙ ТРАНСПОРТ
Глава XVIII. РЕЛЬСОВЫЙ ТРАНСПОРТ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
; Рельсовый транспорт имеет большое значеиие на заводах строи- - тельных материалов. Его применяют как для перевозок внутри ' цехов и заводских площадок, так и для связи завода с карьером.
Кроме того, многие заводы имеют подъездные железнодорожные J пути для вывоза готовой продукции и доставки материалов, обо- < рудоваиия и пр.
t Принято различать рельсовый транспорт нормальной (широкой) колеи (ширина 1524 мм) и узкоколейный (с шириной колеи меньше
' 1524 мм).
► На крупных комбинатах железнодорожный транспорт широкой : колеи представляет собой большое хозяйство, обслуживаемое к транспортными цехами, укомплектованными специалистами-же- . лезнодорожниками. Узкоколейный транспорт обычно составляет ’.неотъемлемую часть общего механического оборудования завода, и его обслуживание и ремонт входят в функции заводских ■;мехаииков.
Как правило, для доставки сырья и других массовых насып- ных грузов должен служить подвижной состав, разгружающийся Автоматически в специальные грузоприемные устройства.
। Длина разгрузочного фронта грузоприемных устройств зави- ит от числа одновременно подаваемых под разгрузку транспорт- ых единиц и времени, отводимого на их разгрузку. Фактическое ремя разгрузки вагонов, поступающих по государственной же- езнодорожной сети, должно соответствовать установленным сро- м разгрузки поданного состава.
Грузоприемные устройства могут быть выполнены в виде раз- узочных площадок, грузоприемных траншей и бункеров. Наи- Лее высокая механизация составов достигается при применении узоприемных траншей и бункеров, оборудованных питателями конвейерами (рис. 155).
Узкоколейный транспорт имеет много общего с железнодорож- IM транспортом широкой колеи. Механизация и электрифика-
271
ция, повышение тоннажа и скоростей движения иа узкоколейном транспорте все больше сближают их между собой по техническим условиям эксплуатации.
В оборудовании рельсового транспорта можно выделить следующие основные части (службы): а) путь и путевое хозяйство;
Рис. 155. Схемы разгрузки саморазгружающнхся вагонов в грузоприемные траншеи и бункерыРис. 155. Схемы разгрузки саморазгружающнхся вагонов в грузоприемные траншеи и бункеры
Рис. 155. Схемы разгрузки саморазгружающнхся вагонов в грузоприемные траншеи и бункеры
Рис. 155. Схемы разгрузки саморазгружающнхся вагонов в грузоприемные траншеи и бункеры
прицепной подвижной состав — вагоны и вагонетки; в) локомотивы; г) откаточные лебедки; д) маневровые и вспомогательные устройства.
РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ
Рельсовый пусть состоит из основания — земляного полотна, балластного слоя, шпал и рельсов со скреплениями.
Земляное полотно вместе с искусственными сооружениями составляет важнейшую часть рельсовых путей и называется нижним строением пути.
Балластный слой, шпалы, рельсы и рельсовые скрепления называют верхним строением пути.
Звенья рельсов соединяются между собой и образуют «нитку» рельсового пути. Две нитки составляют рельсовую колею. Расстояние между внутренними гранями головок рельсов называют шириной рельсовой колеи.
В промышленности строительных материалов стандартной является узкая колея шириной 750 мм.
Расположение пути определяется трассой, планом и профилем. Ось пути, разбитая на местности (или нанесенная на карту), называется трассой. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом пути. Проекция развернутой трассы на вертикальную плоскость называется профилем пути.
272
Трасса пути по возможности должна иметь минимум кривых, у которых радиус должен быть принят в соответствии с нормами проектирования.
Профиль пути должен быть по возможности спокойным, неровности следует «смягчать» путем подрывки и подсыпки.
Назначение щебеночного балластного слоя — равномерно распределять давление, воспринимаемое шпалами, на основание пути. Балласт делает путь более упругим, смягчает удары колес подвижного состава о рельсы, позволяет держать шпалы и рельсовые пути на одном определенном уровне. Шпалы, к которым прикрепляют рельсы, связывают обе нитки рельсового пути, обеспечивая постоянство ширины колеи, передают и распределяют давление от рельсов на балласт. Шпалы изготовляют железобетонными или из древесины хвойных пород, для предохранения от гниения их пропитывают антисептиками. Шпалы для колеи шириной 750 мм имеют длину 1,5 м. Расстояние между шпалами 600—800 мм (1500 шпал на 1 км пути).
Путь в плане состоит из отдельных прямых участков, соединенных между собой плавными кривыми. Профиль пути состоит из горизонтальных и наклонных участков, соединенных между собой сопрягающими дугами. Величину уклона измеряют тангенсом угла наклона t = tg р и обозначают десятичной дробью или знаком °/00. Например, уклон в 4 тясячных обозначается i = = 0,004 или i = 4 u/00.
Продольные уклоны узкоколейных путей принимают в пределах 15—20 °/ 00.
На рабочих площадках, во избежание самокатного движения вагонеток, продольные уклоны принимают меньшими в зависимости от грузоподъемности подвижного состава:
грузоподъемность вагонеток в т1,2,3,5
уклоны путей в %06, 5, 4. 3
Земляное полотно для узкоколейных путей устраивается с не- заглубленным (рис. 156, а) и с заглубленным (рис. 156,6) балластным слоем.
Пути с незаглубленным балластным слоем целесообразно устраивать за пределами промплощадки или на территории, удаленной от цехов, с незначительным движением безрельсового транспорта, когда пути не связаны с отметками чистого пола в зданиях и планировочными рабочих площадок.
На промплощадке пути обычно связаны с отметками чистого Пола зданий и прокладываются по центральной части промплощадки, где они пересекают автопроезды, тротуары и рабочие площадки с твердым покрытием, вследствие чего укладку узкоколейных путей следует производить с заглубленным балластным слоем.
18 Евневич 273
Устройство путей с незаглубленным балластным слоем вызывает необходимость повышения проездов и тротуаров в местах пересечений, чем нарушаются планировка, система водоотвода и благоустройство промплощадки.
Для перевода подвижного состава пути соединяют между собой специальными устройствами, которые можно разделить иа две
Рис. 156. Поперечный разрез рельсовых путей:
а — с незаглубленным балластом: б — с заглубленным балластом
группы: 1) устройство для перевода с одного пути на другой отдельных вагонеток; 2) устройство для перевода целых составов.
Поворотные круги (рис. 157) представляют собой легковраща- ющиеся круглые плиты, устанавливаемые на пересечении путей.
Рис. 157. Поворотные круги
Поворотная плита надета на центральную цапфу и по краям опирается на шарики, уложенные в кольцевом желобе неподвижной плиты.
В цехах заводов промышленности строительных материалов для перевода отдельных платформ или вагонеток на несколько параллельных путей широко применяют поперечные тележки, перемещаемые по поперечному рельсовому пути, обслуживающему несколько параллельных цеховых путей (рис. 158). На платформе поперечной тележки уложены короткие рельсы, иа которые вка- 274
тывается вагонетка. Для того чтобы головки рельсов на тележке находились на одном уровне с головками рельсов параллельных путей, поперечный рельсовый путь должен быть заглублен.
Для соединения и разветвления путей при движении по ним как отдельных вагонеток, так и поездов, служат стрелочные переводы.
Стрелочный перевод (рис. 159) состоит из двух остряков или перьев 1 с соединяющими тягами, рамных рельсов 2, переводного механизма 5, крестовины 4, переходных рельсов 5, контррельсов 6.
Остряки (перья) изготовляют сострагиванием иа клин отрезков обыкновенных рельсов. Передний острый конец пера иа-
ток на другие пути с помощью поток на другие пути с помощью поперечной тележкиперечной тележки
ток на другие пути с помощью по
ток на другие пути с помощью по
перечной тележки
перечной тележки
зывают острием, а противоположный — корнем. Стрелочные перья соединены между собой поперечными стяжками. Когда одно перо прижато к рамиому рельсу, второе отодвинуто иа расстояние, достаточное для прохода реборды колеса. Это расстояние
, называется шагом пера.
■ Крестовину изготовляют из стального литья или сварной. * В горле крестовины нитка рельсового пути оказывается прерван- I ной, и на этом участке колеса теряют направляющий их рабочий L кант. Поэтому для направления подвижного состава против кре- | стовины у наружных рельсов устанавливают контррельсы, кото- г рые еще до подхода вагонетки к крестовине направляют реборду | колеса в нужном направлении.
L Стрелочный перевод характеризуется маркой крестовины — г двойным тангенсом половинного угла -^- между осями соедиияе- I мых путей
I M = 2tg-^.
г Обычно применяют крестовины марок ]/5, V? и V9. Стрелку L можно переводить вручную или дистанционно при помощи мотор'- Г ного или электромагнитного привода.
I 18* 275
TI^
wdotbUJDi/U YDMODM SMSgOdR... gatfinsxDu fi wdotbmDuu snagodf^^ ппмодг eoxirmtiodmo чдонд uriHaiknugndu к^мпу
ибсбшОУи ХПУОГЫ SMOgodfi ~j udoffiujDi/u хпмоэнд янэдоОо s|
OLV)* - OOkh1- 008?.
хошзои DM Dl/Ddau
— 059?*-
OLZ£H
0011
wwwxW xXXXXXX
086c — 01£Ь — оои— 0555
0009
5U9
00^9
Рис. 161. Вагон-самосвалРис. 161. Вагон-самосвал
Рис. 161. Вагон-самосвал
Рис. 161. Вагон-самосвал
К При укладке путей, а также при про- ■ ектировании всех сооружений, примыкаю- ■ щих к железнодорожным путям, следует К учитывать установленные габариты при- ■ ближения строений и габарит подвиж- К ного состава.
■ Габаритом приближения строений иа- К зывают предельное поперечное очертание К железнодорожного пути,^внутрь которого Кг. не должны заходить никакие части*соору- жений и устройств, расположенных по К; обеим сторонам пути.
Кь Габаритом подвижного состава назы- вают предельное поперечное очертание, в котором, не выходя наружу, должен померк щаться па прямом горизонтальном пути исправный и нагруженный подвижной со- став со всеми выступающими частями и поездными сигналами.
Габарит приближения строений должен быть больше габарита подвижного состава, чтобы между ними оставался промежуток, К| соответствующий нормированным допу- скам.
Габариты для путей широкой колеи показаны на рис. 160, а, для узкой колеи (750 jwai) — иа рис. 160, б.
■М3. ПРИЦЕПНОЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА
На заводах строительных материалов ■ ^■применяется самый разнообразный при- ; цепной подвижной составрельсовоготранс- порта. Для доставки сырья с карьеров । ^Кгна завод применяют вагонетки, начиная от 1^Кмгеболыиих грузоподъемностью 0,5—1.0 т >^Вх примитивным конструктивным оформле- ^^К|янем цо сложных вагонов-самосвалов гру- i ^^Взоподъемностью 60—100 т с ппевматиче- ^^^Вским опрокидыванием (рис. 161). Особым , ^^Еразнообразием отличается специализиро- ^Кгваиный подвижной состав внутрицехового ^^КЗрельсового транспорта.
i-^КВ Для перевозки полуфабрикатов и гото- ^^«Вых изделий внутри цехов применяют ^■разнообразные специальные прицепные и
самоходные вагонетки, конструкция которых тесно связана с технологическим оборудованием (с сушилками, печами и пр.).
Общий технический прогресс в промышленности строительных материалов, строительство новых мощных заводов, применение новых типов экскаваторов вызвало увеличение грузоподъемности подвижного состава карьерного транспорта. Применение большегрузных вагонеток и вагонов позволяет сократить их количество, улучшает условия загрузки их экскаваторами, упрощает ремонт и обслуживание.
Допускаемое давление на ось на узкоколейных дорогах (шириной 750 мм^ облегченного типа составляет 4 т и нормального типа — 6 т.
Техническая характеристика узкоколейных вагонеток и опрокидных платформ дана в табл. 46.
Таблица 46
Техническая характеристика узкоколейных вагонеток и опрокидных платформ
Показатели
Модель
Т-14
Т-89
Т-54
ОП-6
Емкость кузова в х3
0,75
1,0
3
6
Грузоподъемность в т
1.5
2
5,5
9
Ширина колеи в мм
750
750
750
750
Число осей
2
2
2
4
Угол наклона кузова в грид . . -
40
40
45
45
Вес в кг
465
565
2300
5960
Габаритные размеры в мм (при дви-
женин):
длина
2100
2000
4190
5620
ширина
1500
1475
2014
1800
высота
1290
1290
1750
1600
Из вагонов широкой колеи, прибывающих с сырьевыми материалами в используемых для отправки готовой продукции, наиболее распространенными являются полувагоны (гондолы).
Для грузов, не подлежащих воздействию атмосферных осадков, применяют крытые вагоны.
Для перевозки цемента в настоящее время оборудованы специальные четырехосные крытые саморазгружающиеся вагоны- бункеры. Недостатком таких вагонов является большое пыление при разгрузке и потеря цемента. Более прогрессивным является железнодорожный цементовоз-цистерна с пневматической разгрузкой (рис. 162), имеющий полезный объем 49,1 м\ Этот вагон оборудован двойным днищем с четырьмя аэролотками, двумя рассекателями и боковыми откосами, предназначенными для лучшего стекания цемента на аэролотки.
В средней части цистерны снизу имеется патрубок для установки разгрузочного устройства, служащего для подсоединения шлангов и перекрытия выгрузки.
Вагон-цементовоз загружается на цементных заводах через загрузочные патрубки /, имеющие шаровые головки для подсоединения загрузочного устройства силоса. Из цистерны воздух выходит через специальную горловину 4, иа которую может устанавливаться крышка 5 с фильтром и указателем уровня наполие-
Рис. 162. Схема вагона-цементовоза с пневматической выгрузкой:
/ — загрузочный патрубок; 2 — крышка разгрузочного патрубка: 3 — гибкий шланг воздухопровода; 4 — горловина; 5 — крышка с фильтром; 6 — рассекатель; 7 — боковой откос; 8 — центральный люк; 9 — патрубок; 10 — коллектор; И — кран двухдюймовый; 12 — кран полуторадюймовый; 13 — аэролоток; 14 — аэроплитка; 15 — крышка загрузочного патрубка; 16 — пористая перегородка; 17 — выгрузочный патрубок; 18 — Дроссельный кран; 19 — гибкий шланг; 20 — продувочная форсунка; 21 — шланг; 22 — обратный клапан; 23 — кран; 24 — манометр: 25 — трехходовой кран; 26 — предохранительный клапан; 27 — спускной кран
Ния; загрузка цемента может производиться непосредственно через центральный люк 8 при помощи боковых или донных пневматических загружателей. После загрузки все горловины герметически закрываются крышками. Выгрузка цемента происходит в следующей последовательности. Воздух под давлением до 2 атм 'Поступает от стационарного компрессора по гибкому шлангу 3, Подсоединенному к патрубку 9, в коллектор 10, откуда расходится [По воздухопроводам через краны 11 и 12 в аэролотки 13 и аэро- ^Плитки 14, проходит через жалюзийные решетки и пористую t279
перегородку аэролотков и аэроплиток и проходя через цемент, аэрирует его. Для лучшего сползания цемента па аэролотки имеются боковые откосы 7 и рассекатели 6.
Для контроля за работой системы во время выгрузки на коллекторе 10 установлены манометр 24 с трехходовым краном 25, предохранительный клапан 26 и спускной кран 27. Окончание выгрузки цемента из цистерны определяется по манометру, показание которого в этот момент падает до нуля.
Разъемные аэрожелоба, укладываемые в цистерну, состоят из металлического лотка, пористой перегородки из хлопчатобумажной или капроновой ткани, поддерживающей решетки и зажимных планок.
Для обслуживания, ремонта и замены узлов цистерны имеются внутренняя и наружная лестницы с площадкой сверху цистерны.
Техническая характеристика вагона-цементовоза
Грузоподъемность в т 55
Вес тары в т 25,2
Производительность выгрузки в т/ч До120
Длина вагона по осям сцепления автосцепок в леи 12 020
Диаметр загрузочных патрубков в мм 150
Количество загрузочных патрубков в шт 2
Диаметр разгрузочного патрубка в мм 150
Диаметр транспортного цементопровода в мм . . .150
Система разгрузки Нижняяпнев
матическая
Аэрожелоба: угол наклона в град 6
ширина желоба в 200
количество в шт 4
Расход воздуха на разгрузку в мА;ч 10—15
Рабочее давление в атм До2
Высота подачи в м 25
Дальность подачи в м .............. До 50
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛОКОМОТИВАХ
На заводах строительных материалов применяют разнообразные локомотивы — мотовозы и электровозы.
Для того чтобы локомотив мог двигаться сам и тянуть за собой вагоны, преодолевая силы сопротивления движению, необходима внешняя сила.
В каждом локомотиве в результате работы электричества в электродвигателе, газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания развивается механическая работа, которая с некоторыми потерями в передаточном механизме передается движущим осям локомотива. Вследствие трения между колесами и рельсами на ободе движущихся колес при их вращении создается касательная сила, вызывающая в опорной поверхности (рельсах) равную и противоположно направленную горизонтальную реакцию, которая 280
по отношению к локомотиву представляет собой внешнюю силу — силу тяги.
Условно различают:
касательную силу тяги FK (и), приложенную к ободу движущих колес;
силу тяги на сцепке Frn^, меньшую чем FK на величину силы сопротивления движению самого локомотива:
. Ftn - FK - №л н,(291)
где ^д — сила сопротивления передвижению локомотива при установившемся движении.
Величина касательной силы тяги локомотива ограничивается тремя факторами: моментом, развиваемым двигателем, сцепным весом и допустимой форсировкой источника энергии. Максимальная величина касательной силы тяги электровоза
iN 10001000 K8m’'2У^)
где U — напряжение на клеммах двигателя’в в;
1д — сила рабочего тока двигателя в а;
г — число электродвигателей на электровозе;
т|д— к. п. д. двигателя и передачи;
и — скорость электровоза в м!сек.
Величина касательной силы тяги, ограничиваемая сцепным весом, для всех локомотивов
,FK = Рсф н,(293)
: где Рс — сцепиой вес локомотива в н (сцепным весом называется вес, приходящийся иа ведущие оси);
Ф — коэффициент сцепления колес с рельсами.
Величина коэффициента ф зависит от состояния поверхности ;-.катания бандажей и рельсов и скорости движения.
‘ При неустаиовившемся движении сила тяги локомотива затрачивается на ускорение поезда и на преодоление сил сопротивления движению поезда.
Силы сопротивления, отнесенные к единице веса поезда, иа- ывают общим удельным сопротивлением и обозначают через
w = -pq-g- н^кн*(294)
'де U7 — общее сопротивление движению в н;
Р — вес локомотива в кн;
Q — вес вагонеток (брутто) в кн.
Различают основное и дополнительное сопротивление движе- ЙЮ. При установившемся движении подвижного состава по пря- ому и горизонтальному пути возникает только основное сопро- ивление.
Основное сопротивление движению U70, отнесенное к весу поезда, называют удельным сопротивлением движению:
^0 = p^Q н1кк.(295)
Удельное сопротивление движению на прямом горизонтальном пути для опрокидных платформ узкой и широкой колеи можно определить по эмпирической формуле
и)0 = 2,3 + 0,005би2 -|- «М(296)
где и — скорость движения состава в м!сек;
q — емкость вагона в м3.
Сопротивление при трогании следует принимать большим
WmP = 1,5^0.(297)
Дополнительное сопротивление возникает при движении на
—1000(h)—•—
Рис. 163. Схема действия’сил при движении поезда на подъеме
подъеме и по кривым. Сопротивление при движении на подъеме пропорционально весу поезда и может быть выражено:
Wti = (Р + Q) w9 н,(298)
где wti — удельное сопротивление от уклона в н!кн.
Из разложения сил на наклонной плоскости (рис. 163) дополнительное сопротивление от уклона
= 1000 (Р + Q) sin Р н.(299)
При малых углах можно считать, что sin Р = tg (3 = i, где г — уклон пути.
Тогда
Wy = 1000 (Р + Q) i н.(300)
Из уравнений (299) и (300) следует, что wy = lOOOt = йь где г0 — уклон пути в о/оп.
Дополнительное сопротивление при движении подвижного состава по кривым возникает вследствие трения реборд колес 282
о рельсы и скольжения колес от качения их по рельсам разной кривизны.
Удельное сопротивление при движении по кривым можно определить по формуле
wKp = 350™ н^кн,wKp = 350™ н^кн,(301)(301)
wKp = 350™ н^кн,
wKp = 350™ н^кн,
(301)
(301)
прижатием и превраще- генераторыприжатием и превраще- генераторыРис. 164. Схема действия сил на колесо при торможенииРис. 164. Схема действия сил на колесо при торможенииЬЦК < 1000 Рф н,ЬЦК < 1000 Рф н,(303)(303)
прижатием и превраще- генераторы
прижатием и превраще- генераторы
Рис. 164. Схема действия сил на колесо при торможении
Рис. 164. Схема действия сил на колесо при торможении
ЬЦК < 1000 Рф н,
ЬЦК < 1000 Рф н,
(303)
(303)
где а — ширина колеи в м;
R — радиус кривой в м.
Следовательно, общее сопротивление движению поезда при установившемся движении
W = (Р + Q) (w0 ± /0 + и)кр) н.(302)
Кроме рассмотренных естественных сопротивлений движению ; поезда, для уменьшения его скорости или быстрой остановки г. создается искусственное добавочное сопро- 1 тивление, величину которого может регу- । лировать машинист.
Наибольшее значение суммы тормозных
сил, на которое можно рассчитывать, на- I зывают тормозной силой поезда. Тормоз-
f ныс силы могут вызываться тормозных колодок к колесам ;’ нием электродвигателей в
(электрическое торможение).
Рассмотрим наиболее типичный случай — механическое торможение (рис. 164).
При торможении на колесо действует
к сила сцепления с рельсами, равная 1000
[ Рф(«), и сила торможения. Во избежание юза (движения локомо-
I тива с застопоренными колесами) следует соблюдать условие
где NK — сила нажатия тормозных колодок в н;
fK — коэффициент трения колодок о бандажи;
Р — сцепной вес локомотива в кн;
; ф — коэффициент сцепления колес с рельсами.
; Если условие формулы (303) ие будет соблюдено, колеса пере- 1 станут вращаться, и начнется скольжение их по рельсам. С мо- 1 мента скольжения колес по рельсам тормозной силой становится -1000 Рф', гдеф' — коэффициент трения скольжения между колесом ГЖ рельсом при движении.
f Скольжения колес допускать нельзя, так как это приводит ; к износу бандажей и ухудшает условия торможения вследствие Лого, что коэффициент трения скольжения при движении ф' ^примерно в 1,5—2 раза меньше, чем при относительном покое. ! Кроме того, при юзе тормоз перестает быть управляемым.
Коэффициент трения тормозной колодки fK зависит от скорости движения, удельного давления, материала колодок и продолжи- дельности торможения
^ 0,2 — 0,0015у, (304)
где и — скорость движения в км!ч.
Наибольшая величина силы нажатия колодок
N = W00PJ = Ю00Р6 н.(305)
к /к
где 6 - -^коэффициент нажатия тормозных колодок.
Так как с увеличением скорости движения убывает, то для разного подвижного состава 6 принимают различным.
Для карьерных электровозов и мотовозов можно принимать
6 = 0,7^-0,8.
Полная тормозная сила поезда
В, = ^кк-
Но бывает так, что торможения одного локомотива недостаточно, тогда прибегают к применению тормозных вагонеток.
В период иеустановившегося движения (разгон, торможение) уравнение движения поезда будет
^-Ж-^^ + еХ1+ ?)^.(306)
■деFK — 2 ^ — ускоряющая сила в н;
2^ —суммарное сопротивление движению поезда, включая тормозную силу, в н;
100 (Р + Q) (1 + у) —'масса поезда в кг;
у — коэффициент, учитывающий вращаю* щиеся массы колес поезда;
— ускорение поезда в мкекЧ
Если FK > 2 ^. т° -^- > 0 и скорость поезда возрастает.
При FK < 2 ^> ^ ^0 скорость поезда понижается.
Если FK — 2 ^, ^- " 0, то будет иметь место установив
шееся движение.
Торможение поезда производят при включенных двигателях, т. е. когда FK = 0. При этом к силам естественного сопротивления прибавляется искусственное сопротивление — тормозная сила и уравнение движения будет
-(Ж + Д,) = W^ + Q):(i+?)’4r-(3№)
При свободном выбеге Вк - 0 и уравнение примет вид
- У W = 100 (Р + Q) (1 + Y) ^ -(308)
Решая уравнения (306), (307) и (308) относительно ^-, можно найти ускорение при трогании и замедление при торможении или свободном выбеге.
МОТОВОЗЫ
Локомотивы с двигателями внутреннего сгорания, называемые мотовозами, широко применяют на кирпичных, известковых и других заводах строительных материалов. Кроме общего различия по сцепному."весу и формулам колес, мотовозы разделяют по типу и мощности двигателя. По типу двигателя: с карбюраторными двигателями (автомобильного и тракторного типа), работающими на бензине или керосине; с дизельными двигателями, работающими иа тяжелом жидком топливе. По мощности двигателя: мотовозы малой мощности от 5 до 30 л. с.; средней мощности — от 30 до 100 л. с. и большой мощности — от 100 л. с. и выше.
Мотовозы с двигателями большой мощности применяют редко и в данном учебнике они не рассматриваются.
Компоновка мотовоза, как и всех тягачей с двигателями внутреннего сгорания, выполняется по схеме: двигатель—муфта сцепления—коробка передач с реверсом—рабочая трансмиссия. Такая компоновка учитывает свойства двигателей внутреннего сгорания. Для запуска двигателя вхолостую мотовозы имеют муфту сцепления (фрикционную муфту), с помощью которой двигатель отключается от рабочей трансмиссии. Из-за невозможности реверсирования двигателя в мотовозах устраивают механический реверс. Для,ступенчатого изменения скорости при пуске и для переключения скорости при изменении профиля пути устанавливают коробку передач.
К мотовозам средней мощности относится мотовоз типа МУЗ-4 для колеи 750 мм (рис. 165). На мотовозе установлен автомобильный двигатель. Чтобы мотовоз мог проходить по кривым небольшого радиуса, рама его установлена иа двух ходовых тележках. ; Рама с тележками соединена шариирно, благодаря чему возможен поворот тележек относительно рамы иа некоторый угол. Движе- ' ние тележкам от коробки передач сообщается через карданные [валы. Реверсирование осуществляется при помощи промежуточ- ^ной шестерни. Для того чтобы все оси были движущими, их в каждой тележке попарно соединяют между собой цепной передачей. ^Тормозная система в таких мотовозах рычажная, управляемая руки; освещение электрическое.
L На кирпичных, черепичных и известковых заводах получил ^значительное распространение мотовоз МКД-35.
Рис. 165. Мотовоз МУЗ-4Рис. 165. Мотовоз МУЗ-4
Рис. 165. Мотовоз МУЗ-4
Рис. 165. Мотовоз МУЗ-4
Техническая характеристика мотовозов узкой колеи
Колея в мм ...............
Сцепной вес в т
Максимальная нагрузка на ось в т . . .
МКД-35МУЗ-47507506,08,03,02,0МКД-35МУЗ-47507506,08,03,02,0ДвигательДизель Д-35 ЗИЛ-120
МКД-35МУЗ-4
750750
6,08,0
3,02,0
МКД-35МУЗ-4
750750
6,08,0
3,02,0
Топливо Дизельное Бензин
Мощность двигателя в л.с 3790
Минимальныйрадиус кривой в At ... .930
Скорость движения в км]ч:
первая 5.754,5
вторая 7,08,35
третья 7,814,4
четвертая 9,826,6
пятая 13,65—
Тяговое усилие па крюке (на горизонтальна: скорости 14001600
» 11401370
»1000960
» 875520
»580—
нои площадке) вдля первой» второй» третьей» четвертой» пятойГабариты в мм-.нои площадке) вдля первой» второй» третьей» четвертой» пятойГабариты в мм-.длина 43506720
нои площадке) вдля первой
» второй
» третьей
» четвертой
» пятой
Габариты в мм-.
нои площадке) вдля первой
» второй
» третьей
» четвертой
» пятой
Габариты в мм-.
15062330
высотавысота23252970
высота
высота
На заводахНа заводахРис. 166. Рудничный электровоз с удлиненным токосъемникомРис. 166. Рудничный электровоз с удлиненным токосъемникомЭЛЕКТРОВОЗЫ
На заводах
На заводах
Рис. 166. Рудничный электровоз с удлиненным токосъемником
Рис. 166. Рудничный электровоз с удлиненным токосъемником
строительных материалов применяют электровозы постоянного тока широкой и узкой колеи. На узкоколейных железных дорогах используют рудничные электровозы со сцепным весом 7 и 10 т, в которых устанавливают удлиненный токосъемник (рис. 166).
На крупных цементных заводах применяют электровозы широкой колеи промышленного типа со сцепным весом около 80m.
Принципиальная схема электровозной откатки представлена на рнс. 167.
Ток высокого напряжения по кабелю 1 подводится к тяговой подстанции 2, где установлен
трансформатор 3, от которого ток кабелем 4 подается к ртутному выпрямителю 5. Преобразованный в постоянный ток по кабелю 6
287
подводится к контактному, проводу 7, по которому скользит токоприемник электровоза.
От токоприемника ток через контроллеры поступает в электродвигатели, а от них через колеса электровоза, рельсы 8 и отсасывающий кабель 9 подается к нулевой точке трансформатора.
Таким образом, при электровозной откатке рельсы служат обратным проводом, а поэтому стыки рельсов должны иметь электрический контакт.
Нависающие над площадкой контактные провода опасны для обслуживающего персонала и мешают движению автотранспорта, перемещению подъемных кранов, выполнению различных погру-
Рис. 167. Принципиальная схема электровозной откатки:
/ — кабель высокого напряжения; 2 — тяговая (преобразовательная) подстанция; 3 — трансформатор; 4 — анодный кабель; 5 — ртутный выпрямитель; 6 — питающий кабель; 7 — контактный провод; 8 — рельсы; 9 — отсасывающий кабель
зочно-разгрузочных работ при помощи кранов-автопогрузчиков и т. д. Поэтому иа электровозе монтируют высокий токоприемник (пантограф) (рис. 166) или штанговый токоприемник троллейбусного типа.
Контактные провода подвешиваются на деревянных и металлических опорах, на консолях, заделанных в стены зданий, или на поперечных тросах, закрепленных на опорах, устанавливаемых по обе стороны путей.
В целях безопасности контактные провода подвешивают па высоте 3,5—4,1 м.
ТЯГОВЫЙ РАСЧЕТ
При заданном весе локомотива вес поезда зависит от руководящего подъема пути \ Поэтому при проектировании рельсового транспорта на карьерах выбор веса поезда и руководящего подъема производят одновременно с таким расчетом, чтобы принятый вес поезда обеспечивал наиболее эффективную работу экскаваторов.
Рассмотрим тяговый расчет для заданной трассы и профиля пути.
Руководящим называется максимальный уклон пути, длина которого менее 250 м.
288
Если известна трасса и профиль пути, то при тяговых расчетах приходится решать две основные задачи:
по заданному профилю пути, принятому типу прицепного подвижного состава и известной характеристике локомотива определять максимальный вес поезда, который он может тянуть;
при известном профиле пути, принятом типе прицепного подвижного состава и заданном весе поезда определять необходимую характеристику локомотива и подбирать соответствующий локомотив из числа выпускаемых отечественными заводами.
Вес поезда рассчитывают по силе тяги локомотива и руководящему подъему, встречающемуся между карьером и заводом, с учетом сопротивлений на кривых. Обычно вместо того, чтобы вводить в формулу два коэффициента, характеризующих расчетный уклон /р °/00 и дополнительное сопротивление на кривых wKp. подставляют один коэффициент
1К = г, + wKp. (309)
При равномерном движении сила тяги локомотива FK, равная ЮООРф, уравновешивается сопротивлением движению поезда.
Для расчетов в условиях внутризаводского транспорта можно с некоторым приближением считать удельные сопротивления вагонов и локомотива одинаковыми. Тогда
ЮООРф = (Р + Q) (^ ± (J, (310) откуда общий вес поезда
(ЗН)(ЗН)р ц. Q _ ЮРО^
(ЗН)
(ЗН)
4^0 ± iK ■
Полученный по формуле (313) вес поезда должен быть проверен иа случай трогания с места груженого поезда в наиболее неблагоприятных условиях (максимальный уклон, минимальный радиус кривой, влияние инерционных усилий). Для этого воспользуемся уравнением движения поезда при трогании
1000/V = (Р + Qap) (^; -I- 1К) + 100 ф р Q)(l + ^^ , (312)
. откуда. откудавес поездавес поездар -I Q^.р -I Q^.ЮООРф'1 ^0«шрЮООРф'1 ^0«шр(313)(313)
. откуда
. откуда
вес поезда
вес поезда
р -I Q^.
р -I Q^.
ЮООРф'
1 ^0«шр
ЮООРф'
1 ^0«шр
(313)
(313)
Р —сцепной вес локомотива в кн;
Qep — вес груженого поезда в кн;
Ф' — коэффициент сцепления при трогании;
U’o — удельное сопротивление при трогании;
Qmp — ускорение при трогании в м!сек- (обычно принимается равным 0,15—0,2 м/сек2);
у ~ 0,1-4-0,08 — коэффициент, учитывающий массу вращающихся колес.
Число вагонов в поездеЧисло вагонов в поездеQ q= + qm 'Q q= + qm '(314)(314)
Число вагонов в поезде
Число вагонов в поезде
Q q= + qm '
Q q= + qm '
(314)
(314)
где q3 — средний вес груза в вагоне в кн;
Яш — средний вес тары (вагона) в кн.
Если задан вес состава и вес локомотива, то можно определить руководящий уклон
1Р "Р^ОгР'
При движении вниз по уклонам торможение поезда осуществляется торможением только самого локомотива или торможением локомотива и вагонеток. Если уклон большой, то может оказаться, что вес поезда, выбранный исходя из тяговой силы, нельзя принять по условиям торможения.
При торможении колеса локомотива и заторможенных вагонеток не должны скользить по рельсам, следовательно, сила трения, создаваемая тормозными колодками, должна быть меньше силы сцепления колес с рельсами
Akk <(316)
где NK—суммарная сила нажатия колодок в н;
Р — сцепиой вес локомотива в к;
fK — коэффициент трения колодок о колеса, который зависит от скорости движения и может быть подсчитан по формуле (304);
Qm — вес вагонов, снабженных тормозами, в н;
ф — коэффициент сцепления.
Отношение суммарной силы нажатия колодок к сумме нагрузок па тормозные оси, как указывалось выше, называется коэффициентом нажатия колодок и обозначается 6. При наличии тормозных вагонеток
Следовательно,
NK = (Р + Qk 6 н.
При средних условиях 6 — 0,8. Тормозная сила
Вк = (Р + Q) 6^.
(318)
(319)
КАНАТНАЯ ОТКАТНА
При значительных углах наклона рельсовых путей, когда локомотивную тягу использовать невозможно, применяют канатную тягу (канатную откатку).
На заводах строительных материалов канатную откатку применяют па карьерах для подъема вагонеток по наклонной траншее.
Рис. 168. Схемы откатки концевым канатом:Рис. 168. Схемы откатки концевым канатом:а - одноконцевая откатка; б — двухконцевая откатка; 1 — лебедка; 2 — канату —груженые вагонеткиа - одноконцевая откатка; б — двухконцевая откатка; 1 — лебедка; 2 — канату —груженые вагонеткиа также по наклонным эстакадам (канатные подъемники). Иногда канатную тягу используют для передвижения вагонов и вагонеток ио горизонтальным путям, например, при маневровых работах на погрузочных пунктах.
Рис. 168. Схемы откатки концевым канатом:
Рис. 168. Схемы откатки концевым канатом:
а - одноконцевая откатка; б — двухконцевая откатка; 1 — лебедка; 2 — канату —груженые вагонетки
а - одноконцевая откатка; б — двухконцевая откатка; 1 — лебедка; 2 — канату —груженые вагонетки
По характеру работы канатные откатки разделяют на:
прерывного (цикличного) действия с помощью концевых канатов и лебедок барабанного типа (рис. 168);
непрерывного действия посредством замкнутого каната и лебедок со шкивами трения (рис. 169)
Для откаток концевым канатом наиболее типичны схемы работы, когда уклоны пути столь значительны, что лебедка работает в двигательном режиме только при подъеме груза, а спуск подвижного состава производится под действием собственного веса и лебедка при спуске
работает в тормозном режиме. При этом характерны следующие схемы работы:
Рис. [69. Схема откатки бесконечным канатом: — привод; 2 — концевой шкив; 3 — натяжное устройствоРис. [69. Схема откатки бесконечным канатом: — привод; 2 — концевой шкив; 3 — натяжное устройствоодноконцевая откатка с помощью однобарабанной лебедки (рис. 168, а\ когда один конец тягового каната прикреплен к ва-
Рис. [69. Схема откатки бесконечным канатом: — привод; 2 — концевой шкив; 3 — натяжное устройство
Рис. [69. Схема откатки бесконечным канатом: — привод; 2 — концевой шкив; 3 — натяжное устройство
гонетке (или составу вагонеток), другой — к барабану установленной наверху лебедки; при наматывании каната на барабан происходит подъем вагонетки, при спуске вагонетки необходимо торможение лебедки, т. е. двигатель лебедки при спуске работает в тормозном режиме;
двухконцевая откатка при помощи двухбарабанной лебедки (рис. 168, б), когда вагонетки движутся по двухколейному пути навстречу друг другу. При двухконцевой откатке собственный вес вагонеток взаимно уравновешивается и момент па валу уменьшается, а лебедка подъемника работает только в силовом режиме.
Двухбарабанную лебедку иногда используют и при однорельсовом пути, когда для уменьшения момента на валу барабана при спуске и подъеме устраивают противовес, расположенный между основными рельсами и движущийся по своим рельсам навстречу вагонеткам, проходя под ними. В этом случае противовес выполняет ту же роль, что и порожняя вагонетка при двухконцевой откатке.
При применении канатной откатки при горизонтальных путях для движения вагонеток в обоих направлениях используют головной и хвостовой канаты, для чего устанавливают две однобарабанные лебедки или одну двухбарабанную (рис. 170). Откатку
10 двухосных 8агано8
Рис. 170. Схема работы двухбарабанной маневровой лебедки:
/ — лебедка; 2 — головной канат; 3 — хвостовой канат; 4 — блок; 5 — место соединения канатов; 6 — вагон
бесконечным канатом (см. рис. 169) производят лебедками со шкивами трения. Сила трения гибкого тела (каната) иа шкиве
F = SKa6 — St5.
По формуле Эйлера
гДе SHu6 — натяжение набегающей ветви каната в н;
Sc6 — натяжение сбегающей ветви каната в н;
f — коэффициент треиия о шкив;
a — угол обхвата в рад.
Подставляя значения 8наб и 5сб в формулу силы трения, получим
F = Sc6 (efa - 1)(320)
Для увеличения силы тяги (силы трения) лебедок со шкивами трения увеличивают угол обхвата или коэффициент трения каната о шкив путем применения шкивов, футерованных материалами, обладающими большим коэффициентом трения (дерево, пластмасса).
Вагонетки при откатке бесконечным канатом прицепляют к канату на ходу при помощи вилок с изогнутой осью, накидных крючков или клиновых зажимов. Принцип действия этих устройств основан на передаче усилия трением, возникающим при защемлении каната.
292
Производительность откаток концевыми канатами, как и всяких транспортных устройств цикличного действия, подсчитывают по формуле
Q = ^mi“-(321)
3600
где г = -— — число циклов в час;
G — масса груза в вагонетке (сосуде) в кг;
п — число вагонеток в составе.
Время цикла
т„ = ^ + t„ сек,(322)
где а — коэффициент, учитывающий тип откатки;
L ‘— длина откатки в м;
и — средняя скорость движения в мкек;
tn — время маневров (пауз) в сек.
Для однодействующей откатки, когда перемещается только один сосуд, а = 2; для двухдействующей откаткн, при которой одновременно в разных направлениях перемещаются два сосуда, а = 1.
Из формул (321) и (322) видно, что повышения производительности откаткн концевыми канатами можно достигнуть увеличением количества одновременно перемещаемых вагонеток, повышением скорости движения и сокращением длительности пауз (маневров), а также путем перехода с однодействующей откатки на двухдей ствующую.
Число вагонеток в составе ограничивается прочностью сцепок,
Усилие на канате в месте набегания его на барабан лебедки в откатках концевым канатом
^0 = (G + G^ г (ty' cos р + sin р) + q0L (w" cos p + sin p) h,
(323) где G — грузоподъемность вагонетки в н;
Gq — собственный вес вагонетки в н;
г — число вагонеток;
ш' — коэффициент сопротивления вагонеток;
Р — угол наклона путей;
t/o — вес каната в н/м;
w" — коэффициент сопротивления блоков, поддерживающих канат.
Мощность двигателя лебедки
^где и — скорость движения каната в мкек; К т] — к. п. д. механизма лебедки.
Рис. ]71. Комплекс оборудования для транспортирования кирпича- пенник; , - этажная вагонетка; 3 - передаточная электротслежка; 4 -- сижатель; 5 - карусельная вагонеткаРис. ]71. Комплекс оборудования для транспортирования кирпича- пенник; , - этажная вагонетка; 3 - передаточная электротслежка; 4 -- сижатель; 5 - карусельная вагонетка
Рис. ]71. Комплекс оборудования для транспортирования кирпича- пенник; , - этажная вагонетка; 3 - передаточная электротслежка; 4 -- сижатель; 5 - карусельная вагонетка
Рис. ]71. Комплекс оборудования для транспортирования кирпича- пенник; , - этажная вагонетка; 3 - передаточная электротслежка; 4 -- сижатель; 5 - карусельная вагонетка
Производительность откаток бесконечным канатом определяют по формуле (151)
Q = —— тщ,(324)
где G — масса груза в вагонетке в кг;
а = vt— расстояние между вагонетками;
t — интервал поступления вагонеток в сек.
Так как вагонетки прицепляют к тяговому канату на ходу, то скорость каната должна быть в пределах 0,8—1,0 м/сек. Интервал времени между вагонетками зависит от характера прицепного устройства и степени механизации маневровых работ и принимается 30—40 сек, что соответствует расстоянию между вагонетками 30—40 м.
Число вагонеток, одновременно находящихся на каждой ветви , L каната, L .
Зная число и вес одновременно перемещаемых вагонеток, а также коэффициент сопротивления передвижению, можно подсчитать тяговое усилие на канате и определить потребную мощность двигателя лебедки.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВАГОНЕТКИ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ
В процессе производства по пластическому способу кирпич подвергается неоднократному перемещению и перекладыванию, чрезвычайно повышающему трудоемкость производства. Кроме того, многократное прикосновение руками к кирпичу-сырцу в процессе производства снижает его качество, так как сырец, будучи мягким и непрочным, легко деформируется.
Одна из транспортных систем, при которой глиняный брус, выходящий из ленточного пресса, автоматически разрезается на отдельные кирпичи (сырец), автоматически укладывается на деревянные полки и транспортируется на этих полках вплоть до поступления в печь на обжиг, получила в практике название «полного автомата» х. Такие комплексные транспортные системы работают только на некоторых заводах. На большинстве других заводов эти специальные транспортные устройства для кирпича применяют в сочетании с резательным полуавтоматом (резательный столик), на котором глиняный брус разрезается автоматически, но сырец укладывают на полку вручную. Все остальные процессы транспортирования от пресса в сушилку и из сушилки в печь такие же, как при использовании системы «полный автомата.
На рис. 171 показан комплекс оборудования для транспортирования кирпича-сырца, в который входят: подъемник 1, этаж-
Устройство автомата рассматривается в курсе «Механическое оборудование заводов стройматериалов».
294
пая вагонетка 2, передаточная электротележка 3, снижатель 4, карусельная вагонетка 5.
Подъемник представляет собой две параллельные замкну тые пластинчатые цепи, установленные на вертикальной раме и движущиеся с одинаковой скоростью. К цепям прикреплены угольники, на которые укладывают полки с сырцом. Цепи приводят в движение при помощи звездочек, получающих вращение от приводного вала через червячные редукторы. Червяки обоих редукторов соединены между собой общим валом, вследствие чего достигается синхронность движения цепей. Все десять полок с сырцом снимают с подъемника этажной вагонеткой и отвозят в сушилку.
Этажная вагонетка имеет тележку с колесами, на которой жестко закреплена стойка. На последней установлена подвижная рама с десятью парами кронштейнов для полок с сырцом. Рама поднимается и опускается поворотом подъемного рычага.
Для предохранения вагонетки от выкатывания в момент иажатия на рычаг имеется колодочный тормоз, зажимающий задние колеса вагонетки. Тормоз приводится в действие отдельным рычагом. Для направления движения вагонетки в сушильной камере установлены ролики.
Самосбрасывающая вагонетка имеет большую высоту, поэтому она не может заезжать непосредственно в камеру печи, и сырец необходимо перегружать на более низкие карусельные вагонетки. Для этого применяют снижатель.
Снижатель имеет неподвижную вертикальную раму, подвижную раму, канат, блок, гидравлический демпфер и механизм управления. Вертикальная рама закреплена на нижней раме, монтируемой на фундаменте. В фундаменте делают углубления для опускания подвижной рамы и размещения трубы гидравлического демпфера. К снижателю подводят рельсовый путь, на котором крепят башмачок упора, ограничивающего продвижение самосбрасывающей вагонетки, и монтируют остановы карусельной вагонетки. Рама снижателя подвешена на канате, перекинутом через блок.
К другому концу каната подвешен груз, помещенный в трубе демпфера. Положение подвижной рамы фиксируют упорами при помощи рычага управления.
С высоких десятиполочных самосбрасывающих вагонеток на карусельные вагонетки сырец перегружают следующим образом. Самосбрасывающая вагонетка, загруженная полками с сырцом, взятым в сушильной камере, подъезжает к снижателю, рычаг вагонетки опускают, и полки с сырцом остаются на подвижной раме снижателя.
Карусельная вагонетка имеет тележку с. верти калькой осью, на которой установлена поворотная рама с крен- штейнами, подъезжает к снижателю; новоротная рама pacno.ia- 296
гастся длинной стороной к снижателю, рычагом освобождается упор, удерживающий раму, и последняя, опускаясь на 30—40 устанавливает пять полок на одной стороне вагонетки. После за-
Рис. 172. Электропередаточная тележка СМ-378:Рис. 172. Электропередаточная тележка СМ-378:■1 — электродвигатель', 2 — кликоременная передача; 3 — редуктор; 4 'Мщитный навес; 6 — стойка; 7 — токоприемник; 8 — ведущий скат; 9 рельсы; // — ведомый скат; /2 — стопорное устройство; 13 — Педали; «остик; /5 — контроллер; 16 — шкаф с электрооборудованием; 17 — :кнопка; 19 — колодочный тормоз
Рис. 172. Электропередаточная тележка СМ-378:
Рис. 172. Электропередаточная тележка СМ-378:
— рычаг; 5 — — рама; 10 — 14 — откидной звонок; 18 —— рычаг; 5 — — рама; 10 — 14 — откидной звонок; 18 —Волнения полками с сырцом одной стороны карусельной ваго- йетки ее отводят и поворачивают раму на 180°.
— рычаг; 5 — — рама; 10 — 14 — откидной звонок; 18 —
— рычаг; 5 — — рама; 10 — 14 — откидной звонок; 18 —
? Подвижная рама, освобожденная от сырца, под тяжестью груза поднимается вверх, и цикл работы повторяют. Чтобы рама
снижателя опускалась плавно, устанавливают гидравлический демпфер. Электропередаточная тележка (рис. 172) предназначена для перевозки десятиполочной самосбрасывающей вагонетки.
На раме 9 смонтированы рельсы 10 для самосбрасывающей вагонетки, откидной мостик 14, электродвигатель 1 кранового типа с фазовым ротором и редуктор 3. Управление подъемом и опусканием откидного мостика осуществляется рычагом 4. Положение вагонетки на электропередаточной тележке фиксируется стопорным устройством 12, которое освобождает соответствующие
Bud Д
Рис. 173. Самоходная кабельная тележка:
/ — платформа для изделий; 2 — кабина с пультом управления; 3 — кабель и ьЫ барабан
колеса вагонетки при нажатии на педаль 13, Точная остановка электропередаточной тележки может быть произведена колодочным тормозом 19.
Примерно по такой же схеме выполнены передаточные тележки и для вагонеток других грузоподъемностей. Техническая характеристика электропередаточных тележек приведена в табл. 47.
Для транспортирования железобетонных изделий из формовочных цехов на склад готовой продукции предназначены самоходные кабельные тележки (рис. 173). Тележка представляет собой четырехколесную платформу, в головной части которой расположены: кабина водителя, пульт управления, кабельный барабан и привод механизма передвижения. Подвод тока к двигателю осуществляется гибким кабелем, один конец которого закреплен к месту питания, а другой к контактным кольцам кабельного барабана.
298
Ширина лежки
Элементы характеристики
СМ-378
СМ-146 А
СМ-43
СМ-184
СМ-94
л-ззо/э с толкателем
камерного сушила
Для тоннельных сушил
печные
Для автоклавов
Тип
1000
4000
4000
4000
12 000
22 000
Грузоподъемность в кг
тТаблица 47
Техническая характеристика электропередаточных тележек
Число перевозимыхвагонеток . , .
Скорость ния в .
Ширина
1
2
2
2
1
1
> лередвиже- м!сек . ,
колеи в мм
те-
нетки в мм
колеи ваго
Мощность электро-двигателей в кет
Род тока .
Габаритные размерыв жж:
длина
ширила . .
высота от голов-ки рельса
Вес в кг .
1,75
900
600
2,2
Пере-менный
3500
1350
4500
950
До 2,3
900
750
5
Трех-фазный
4850
1300
3500—
4500
1900
До 1,9
900
750
4,5
По-стоян-ный снижнимтоко-прием-ником
3150
1320
1970
1640
До 2,3
900
750
5
До 0,4
1350
1000
4
Перемен-ный
4850
5100
1234
4560
2000
2000
4500
2500 I
0,33(те-лежки)0,14(толка-теля)
5932
1524(те-лежки-плат-формы)
Трех-фазный
9630
4700
3850
12 690
Такие тележки изготовляют грузоподъемностью 7 и 10 т; скорость передвижения 30 м!мин; предельная дальность транспортирования до 160 м.
I
Вопросы для повторения
Укажите основные элементы рельсового пути.
Какие типы узкоколейных вагонеток применяют на заводах строительных материалов?
Какова зависимость между коэффициентом сопротивления вагонетки и удельным сопротивлением? Укажите примерное значение удельного сопротивления для наиболее распространенных типов вагонеток.,
Что называют сцепным весом локомотива?
Какие типы локомотивов применяются при узкоколейном транспорте?
Какая существует зависимость между сцепным весом и силой тяги локомотива?
Укажите область применения канатной откатки.
Задачи и упражнения'
L Нарисуйте схему и укажите основные элементы стрелочного перевода.
Определите вес поезда, если сцепной вес электровоза 7 т, руководящий уклон пути 5°/оо. удельное сопротивление движению вагонеток wh = 8.0 hIkh (колеса установлены на шарикоподшипниках).
Определите необходимый сцепной вес локомотива (мотовоза), если вес поезда (без локомотива) Q = 1000 кн, удельное сопротивление передвижению вагонеток iy0 = 10,0 н/кн, руководящий уклон ip — ЗО°/оо.
Глава XIX. КАНАТНЫЕ ПОДВЕСНЫЕ ДОРОГИ
УСТРОЙСТВО КАНАТНЫХ ПОДВЕСНЫХ ДОРОГ
В ряде случаев, при сильно пересеченной или густо застроенной местности, для доставки на заводы сырья с карьеров применяют канатно-подвесные дороги (рис. 174).
Канатно-подвесные дороги разделяют:
по числу канатов на: а) одноканатные, в которых один и тот же канат является несущим и тяговым; б) двухканатные, когда один каиат является несущим, а другой — тяговым;
по характеру движения вагонеток: а) с кольцевым.движением вагонеток; б) с маятниковым движением вагонеток.
Схемы канатно-подвесных дорог имеют много общего со схемами канатных откаток по рельсовым путям. Так, например, дороги с кольцевым движением аналогичны (по схеме) откатке бесконечным канатом, а дороги с маятниковым движением — откаткам концевыми канатами.
Главное различие между канатными откатками и подвесными канатными дорогами заключается в том, что в последних ваги- иетки движутся по гибкому рельсовому пути (канату), подвешенному па некоторой высоте на опорах.
300
1
На заводах строительных материалов наибольшее распространение получили двухканатные двухпутевые дороги с замкнутым кольцевым движением вагонеток. Основными частями канатио- подвесной дороги (рис. 174) являются: погрузочная станция, линия движения, разгрузочная станция, подвижной состав — вагонетки и привод тягового каната.
^макс^максРис. 174. Схема канатной подвесной дороги: а — общий вид; б — схема закрепления несущего канатаРис. 174. Схема канатной подвесной дороги: а — общий вид; б — схема закрепления несущего каната
^макс
^макс
Рис. 174. Схема канатной подвесной дороги: а — общий вид; б — схема закрепления несущего каната
Рис. 174. Схема канатной подвесной дороги: а — общий вид; б — схема закрепления несущего каната
Погрузочная станция включает в себя приемный бункер 1, загрузочное устройство для вагонеток, жесткий рельсовый круговой обгонный путь 2, концевой шкив для тягового каната 3 (в зави-
СИМОСТИСИМОСТИот условий работы дороги), включатель и выключатель для присоединения и отсоединения тягового каната к вагонеткам. Линия движения имеет опоры 4, несущие канаты 5, тяговый канат 6. Разгрузочная станция включает рельсовый обгонный путь 7, 1 приемные бункеры или открытую приемную площадку и приводную лебедку 8.
СИМОСТИ
СИМОСТИ
На линии движения несущие канаты располагают на металлических опорах.
По одному из канатов идут груженые вагонетки, по второму — Г порожние. Расстояние между канатами на опорах 2,5—3,0 м. : На одном конце несущие канаты заякоривают в специальном фун- !; даменте 9, а на другом — натягивают грузами 10.
Несущие канаты (рис. 175) для подвесных дорог изготовляют ;, закрытого типа из фасонных проволок со слоем клиновидных проволок (ГОСТ 7675—55) и канаты по ГОСТу 3090—55 без слоя ■ клиновидных проволок.
Применение свободно висящих грузов обеспечивает постоян- , ство натяжения канатов. При изменениях нагрузки изменяется У301
только стрела провеса канатов, а натяжение остается постоянным.
В качестве тяговых канатов используют канаты параллельной свивки с линейным касанием проволок, а также нераскручиваю- щиеся канаты.
Вагонетки присоединены к тяговому канату и служат для него опорой. Однако при большом расстоянии между вагонетками стрела провеса каната может быть значительной, поэтому на опорах устанавливают поддерживающие ролики.
Вагонетки типовых подвесных канатных дорог изготовляют с опрокидным кузовом на двух или четырех колесах, каждая пара
а)а)Рис. 175. Типы несущих канатов: а — закрытый; б — открытыйРис. 175. Типы несущих канатов: а — закрытый; б — открытый
а)
а)
Рис. 175. Типы несущих канатов: а — закрытый; б — открытый
Рис. 175. Типы несущих канатов: а — закрытый; б — открытый
которых образует тележку, основные параметры вагонеток принимают по ГОСТу 10353—63.
Двухколесная вагонетка допускает нагрузку на тележку до 1 т, четырехколесная — до 3,2 т. Следует иметь в виду, что нагрузка на тележку включает собственный вес тележки и вес приходящегося на нее тягового каната, поэтому при вычислении полезной грузоподъемности вагонетки необходимо учитывать указанные нагрузки. Для маятниковых каиатно-подвесных дорог грузоподъемность вагонеток может быть принята большей.
Основными частями вагонетки (рис. 176, б и в) являются.ходовая тележка, подвеска, кузов, зажимной аппарат (замок).
От опрокидывания кузов удерживается рычагом 1. Ось вращения кузова смещена относительно его средней оси на 20—25 мм, вследствие чего прн набегании рычага на неподвижный упор, установленный в месте разгрузки, рычаг откидывается и кузов опрокидывается.
Кузов в рабочее положение возвращают вручную или посредством противовеса, расположение и вес которого выбраны с таким расчетом, чтобы при груженой вагонетке опрокидывающий момент был больше восстанавливающего, а при порожней — меньше.
В четырехколесных вагонетках каждая тележка шарнирно закреплена па раме и имеет возможность самоустапавливаться, чем достигается равномерное распределение нагрузки иа все колеса.
Зажимной аппарат, служащий для присоединения вагонетки к тяговому канату, представляет собой шарнирные клещи
Рис. 176. Основные типы вагонеток канатных подвесных дорог: а — схема присоединения вагонеток к тяговому канату; б — четырехколесная вагонетка в — двухколесная вагонетка
(рис. 176, в) с двумя щеками — неподвижной 2 и подвижной 3, имеющей рычаг 4. Подвижная щека приварена к раме тележки 5. Рычаг подвижной щеки связан с тягой 6, иа верхнем конце которой закреплена ось 7 с двумя роликами 8, а на нижнем подвешена рама 9 вагонетки. Когда вагонетка роликами 8 набегает иа специальные рельсы 10 (рис. 176, с), клещи раскрываются, и канат освобождается при сбегании роликов с рельсов. Вес рамы и кузова вагонетки передается через тягу на рычаг и канат зажимается.
В качестве привода тягового каната применяют лебедки со шкивами трения горизонтального или вертикального типов с одним
или двумя желобами треиня и противостоящим шкивом, а также лебедки с уравнительными приводами. В последнем случае ведущими являются одножелобчатые шкивы трения, соединенные между собой дифференциалами, что дает возможность каждому шкиву вращаться с разной угловой скоростью и избежать скольжения каната при неравномерном износе футеровки. Иногда применяют приводные лебедки повышенной силы, в которых увеличение силы сцепления каната со шкивами достигается применением специальных зажимов.
Привод лебедок — редукторный. Лебедки могут работать как в двигательном, так и в тормозном режиме (при спуске груза сверху вниз). В последнем случае двигатель, вращаясь со сверхсинхронной скоростью, работает как генератор.
Для остановки лебедки при превышении нормальной скорости вагонеток устанавливают центробежные выключатели.
Четкая н безаварийная работа канатной подвесной дороги достигается строгим соблюдением правил эксплуатации и своевременным проведением всего комплекса планово-предупредительных ремонтов, а также оснащением дороги средствами контроля, сигнализации и связи.
Управление дорогой осуществляется централизованно с пульта управления диспетчера.
На каждой станции в контакторной панели устанавливают реле сигнализации, а иа галереях около кареточных шкивов — концевые выключатели и кнопки аварийной остановки движения. При нажатии одной из кнопок аварийной службы или замыкании любого из концевых выключателей срабатывают все реле сигнализации. Нормально замкнутые контакты размыкаются, двигатель отключается и срабатывает тормоз. Нормально разомкнутые контакты, наоборот, замыкаются и включают в машинном зале звонок громкого боя и сигнальные лампы, а также звонок громкого боя на галерее. Между станциями связь осуществляется телефоном, а также по радио.
Режим работы канатной подвесной дороги регулируется специальными правилами эксплуатации, а работа обслуживающего персонала — соответствующими должностными инструкциями. В процессе эксплуатации дороги систематически ведется документация, в которой отражается вся работа дороги и ее основные показатели.
Когда выбрана скорость движения и грузоподъемность вагонетки, составляют схему дороги в соответствии с планом и профилем и производят тяговый расчет.
Наиболее универсальным методом расчета является в данном случае «Метод обхода по контуру» или, как его еще называют «Метод расчета по точкам», уже применявшийся для расчета конвейеров. Для этого весь контур дороги в плайе разбивают иа криволинейные и прямолинейные участки. Если прямолинейные
участки имеют разный уклон, то их подразделяют еще на части и для каждого участка в отдельности подсчитывают сопротивления, а затем все сопротивления суммируют.
Вопросы для повторения
Укажите область применения канатных подвесных дорог.
Почему несущий канат заякоривают только одним концом, а другой натягивают грузом?
Задачи и упражнения
Нарисуйте схему и укажите основные элементы канатной подвесной дороги.
Определите пропускную способность (производительность) калач пой подвесной дороги, если емкость вагонетки V — 0,6 .ч3, скорость и — 1,8 «(сек, перемещаемый материал — известняк.
Глава XX. БЕЗРЕЛЬСОВЫЙ ТРАНСПОРТ
САМОХОДНЫЕ ТЕЛЕЖКИ
Самоходные тележки служат для внутрицехового и межцехового транспортирования грузов в специальной таре или на поддонах. Они должны обладать хорошей проходимостью (по узким проходам), иметь легкое управление и быть удобными для загрузки и выгрузки; во время работы двигатели самоходных тележек не должны выделять вредных газов. Эти требования удовлетворяют аккумуляторные электротележки.
По конструктивному исполнению самоходные тележки различают: с жесткой, высокой или низкой платформой, с небольшим или высоким подъемом платформы, тягачи для перевозки прицепных тележек. Наиболее распространена аккумуляторная самоходная тележка ЭК-2, предназначенная для перевозки грузов весом до 2 т - (рис. 177), которая состоит из платформы с рамой, контроллера, ; переднего моста с рулевым управлением, заднего ведущего моста 1 с редуктором и карданной передачей, электродвигателя постоян- I ного тока с тормозным устройством, аккумуляторной батареи. ! Управление двигателем производится поворотом рукоятки кон- ^ троллера. Весьма перспективными являются электротележки с подъемными вилами, предназначенные для транспортирования грузов, уложенных на поддоны или в контейнеры. Такие тележки ' изготовляют управляемыми как с пола (водитель шагает по полу), так и с платформы, на которой стоит водитель. Тележка состоит из ;сварной рамы, выполненной совместно с вилами, на которой раз- ■ мещаются гидропривод подъема, аккумуляторная батарея, меха- : низм передвижения и пульт управления. Кроме самоходных тележек, применяют электротягачи, предназначенные для транспортирования грузов, расположенных на прицепных тележках.
20 Евневичапй
/2 Ь 74 2/2 Ь 74 213 12313 123Рис. 177. Аккумуляторная тележка ЭК-2:Рис. 177. Аккумуляторная тележка ЭК-2:/ — рама; 2 — колесо: 3 — аккумуляторная батарея; 4 — тяговый электродвигатель; 5 — карданная передача; 6 — дифференциал; 7 — контроллер; Л — рукоятка управления контроллером: 9 — рукоятка рулевого управления; /У — площадка для водителя; 11 — педаль тормоза; 12 — пружина подвески батареи; 13 — пружинные амортизаторы: 14 — рычаги поворота/ — рама; 2 — колесо: 3 — аккумуляторная батарея; 4 — тяговый электродвигатель; 5 — карданная передача; 6 — дифференциал; 7 — контроллер; Л — рукоятка управления контроллером: 9 — рукоятка рулевого управления; /У — площадка для водителя; 11 — педаль тормоза; 12 — пружина подвески батареи; 13 — пружинные амортизаторы: 14 — рычаги поворотаТехническая характеристика электротележек и электротягачаПоказателиЭлсктротележк нЭлектротягачЭК-2ЭТБ-1000ЭТ-1А ТБ-20Грузоподъемность в тТяговое усилие на2,01,01,0—крюке в ю300 С плат-Управление С плат-С полаС плат-В ысота подъема грезаформыформыформыв мм Скорость передвиже-—125125—иия в кмЗч; с грузом4—53-47—86—7без груза . . . .9—105—610—1110—11Время подъема грезав секДорожный просвет в—9—109—10—мм ........60—110с опущенными ви-ламп—2080с ПОДНЯТЫМИ ВИ-лампКолея колес в мм:—2080—передних 790—-690задних Источник питания Число элементов ■ - .720—Кислотная быт1рея ТЖН-40905 028242432Габаритные размерыв зъи:длина 2785173520402100ширина 11408008001100высота В ес с а кку м е л я то р । [ о ii131090014001400батареей в ке . . .15006501000180020*307Техническая характеристика электротележек и электротягачаПоказателиЭлсктротележк нЭлектротягачЭК-2ЭТБ-1000ЭТ-1А ТБ-20Грузоподъемность в тТяговое усилие на2,01,01,0—крюке в ю300 С плат-Управление С плат-С полаС плат-В ысота подъема грезаформыформыформыв мм Скорость передвиже-—125125—иия в кмЗч; с грузом4—53-47—86—7без груза . . . .9—105—610—1110—11Время подъема грезав секДорожный просвет в—9—109—10—мм ........60—110с опущенными ви-ламп—2080с ПОДНЯТЫМИ ВИ-лампКолея колес в мм:—2080—передних 790—-690задних Источник питания Число элементов ■ - .720—Кислотная быт1рея ТЖН-40905 028242432Габаритные размерыв зъи:длина 2785173520402100ширина 11408008001100высота В ес с а кку м е л я то р । [ о ii131090014001400батареей в ке . . .15006501000180020*307Таблица 48Таблица 48
/2 Ь 74 2
/2 Ь 74 2
13 123
13 123
Рис. 177. Аккумуляторная тележка ЭК-2:
Рис. 177. Аккумуляторная тележка ЭК-2:
/ — рама; 2 — колесо: 3 — аккумуляторная батарея; 4 — тяговый электродвигатель; 5 — карданная передача; 6 — дифференциал; 7 — контроллер; Л — рукоятка управления контроллером: 9 — рукоятка рулевого управления; /У — площадка для водителя; 11 — педаль тормоза; 12 — пружина подвески батареи; 13 — пружинные амортизаторы: 14 — рычаги поворота
/ — рама; 2 — колесо: 3 — аккумуляторная батарея; 4 — тяговый электродвигатель; 5 — карданная передача; 6 — дифференциал; 7 — контроллер; Л — рукоятка управления контроллером: 9 — рукоятка рулевого управления; /У — площадка для водителя; 11 — педаль тормоза; 12 — пружина подвески батареи; 13 — пружинные амортизаторы: 14 — рычаги поворота
Техническая характеристика электротележек и электротягача
Показатели
Элсктротележк н
Электротягач
ЭК-2
ЭТБ-1000
ЭТ-1
А ТБ-20
Грузоподъемность в т
Тяговое усилие на
2,0
1,0
1,0
—
крюке в ю
300 С плат-
Управление
С плат-
С пола
С плат-
В ысота подъема греза
формы
формы
формы
в мм
Скорость передвиже-
—
125
125
—
иия в кмЗч; с грузом
4—5
3-4
7—8
6—7
без груза . . . .
9—10
5—6
10—11
10—11
Время подъема греза
в сек
Дорожный просвет в
—
9—10
9—10
—
мм ........
60
—
110
с опущенными ви-
ламп
—
20
80
с ПОДНЯТЫМИ ВИ-
ламп
Колея колес в мм:
—
20
80
—
передних
790
—-
690
задних
Источник питания Число элементов ■ - .
720—
Кислотная быт
1рея ТЖН-40
905 0
28
24
24
32
Габаритные размеры
в зъи:
длина
2785
1735
2040
2100
ширина
1140
800
800
1100
высота
В ес с а кку м е л я то р । [ о ii
1310
900
1400
1400
батареей в ке . . .
1500
650
1000
1800
20*
307
Техническая характеристика электротележек и электротягача
Показатели
Элсктротележк н
Электротягач
ЭК-2
ЭТБ-1000
ЭТ-1
А ТБ-20
Грузоподъемность в т
Тяговое усилие на
2,0
1,0
1,0
—
крюке в ю
300 С плат-
Управление
С плат-
С пола
С плат-
В ысота подъема греза
формы
формы
формы
в мм
Скорость передвиже-
—
125
125
—
иия в кмЗч; с грузом
4—5
3-4
7—8
6—7
без груза . . . .
9—10
5—6
10—11
10—11
Время подъема греза
в сек
Дорожный просвет в
—
9—10
9—10
—
мм ........
60
—
110
с опущенными ви-
ламп
—
20
80
с ПОДНЯТЫМИ ВИ-
ламп
Колея колес в мм:
—
20
80
—
передних
790
—-
690
задних
Источник питания Число элементов ■ - .
720—
Кислотная быт
1рея ТЖН-40
905 0
28
24
24
32
Габаритные размеры
в зъи:
длина
2785
1735
2040
2100
ширина
1140
800
800
1100
высота
В ес с а кку м е л я то р । [ о ii
1310
900
1400
1400
батареей в ке . . .
1500
650
1000
1800
20*
307
Таблица 48
Таблица 48
Для зарядки аккумуляторов самоходных тележек переменный ток преобразуют в постоянный при помощи двигатель-гснер агора, одноякорных преобразователей, стеклянных или металлических ртутных выпрямителей, а также селеновых выпрямителей.
Оборудование для преобразования тока размещают в отдельном помещении. При зарядке батарей, образуется гремучий газ и происходит испарение кислоты, поэтому
помещение зарядной мастерской должно иметь хорошую вентиляцию; температура в помещении должна быть от д-15 до -г25 ', резкие колебания температуры не допускаются.
В зарядных мастерских устраивают приточно-вытяжную вентиляцию. Пол мастерской покрывают кислотоустойчивым материалом — асфальтом. Освещение помещения зарядной мастерской и применяемое электрооборудование должны быть взрывобезопас- 306
ними. Электролампы подвешивают в герметической арматуре, а все выключатели и предохранители ставят вне аккумуляторного помещения.
Батареи щелочных и кислотных аккумуляторов хранят в отдельных помещениях, так как пары и мельчайшие брызги кислоты вызывают коррозию щелочных аккумуляторов.
Аккумуляторные батареи транспортируют в зарядную и из зарядной на тележках, платформы которых имеют гнезда под размеры перевозимых батарей. Переносить аккумуляторные батареи lie разрешается.
Техническая характеристика электротележек и электротягача дана в табл. 48.
ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Грузовые автомобили получили широкое применение для доставки сырья с карьеров, внутризаводских перевозок, а также для отправки готовой продукции.
Эффективность автотранспортных перевозок во многом зависит от уровня механизации погрузочно-разгрузочных работ. На заводах строительных материалов получили широкое применение специализированные грузовые автомобили и автопоезда, позволяющие механизировать погрузочно-разгрузочные работы н повысить сохранность грузов.
Рис. 178 Общий вид автосамосвала
Самым распространенным типом специализированных грузовых автомобилей являются автосамосвалы (рис. 178), выпуск которых в настоящее время составляет около 20% общего выпуска грузовых автомобилей.
Автосамосвалы обычно выпускают иа базе соответствующих грузовых автомобилей; однако по сравнению с последними они обладают повышенной прочностью шасси, рамы и кузова и имеют приспособление для быстрой механизированной разгрузки кузова.
На заводах стройматериалов применяются самосвалы для строительных грузов (ЗИЛ-ММЗ-555, МАЗ-205) грузоподъемностью 3—7 тс и мощные автосамосвалы КрАЗ-222, МАЗ-525, БелАЗ-5-К1 грузоподъемностью 10—27 тс.
Автосамосвалы выполнены примерно по одинаковой схеме: кузов разгружается назад принудительным опрокидыванием посредством гидравлического подъемника, приводимого в действие от насоса, получающего движение от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности.
31)8
Для перевозки бестарного цемента применяют автоцементовозы.
В зависимости от системы разгрузки автоцементовозы разделяют па две группы:
автоцементовозы с пневматической разгрузкой, из которых цемент разгружается по приемным трубопроводам непосредственно в силосы;
автоцементовозы с гравитационной, механической и аэрационной разгрузкой, нз которых цемент разгружается в приемные устройства складов. Емкости цементовозов с пневматической разгрузкой, работающих под избыточным давлением до 2—3 кгс/см\ могут быть разнообразной формы; автоцементовозы второй группы в настоящее время почти не выпускаются [21].
Согласно типажу новые автоцементовозы С-571, С-570, С-652 грузоподъемностью 7, 12 и 24 т базируются соответственно на автотягачах ЗИЛ-164-Н, МАЗ-200В и КрАЗ-221.
Резервуары новых автоцементовозов цилиндрической формы с эллиптическими днищами устанавливаются с уклоном 6—7<> в сторону выгрузки (рис. 179).
Пиевмооборудование автоцементовоза состоит из роторного компрессора с влагоотделителем, коллектора с предохранительным клапаном и манометром и системы воздухопроводов с кранами. На воздуховоде, подающем воздух к продувочной форсунке, имеется обратный клапан. Применение ротационных компрессоров позволяет использовать их для создания.вакуума в цистерне или самозагрузке, как это предусмотрено, например, в автоцементовозе.
Цистерна смонтирована на шасси автомобиля и снабжена аэрационным устройством. Для аэрации и выгрузки цемента на раме автомобиля установлен компрессор, приводимый в действие от двигателя автомобиля через коробку отбора мощности.
Цементовоз разгружается по гибкому трубопроводу при помощи сжатого воздуха, поступающего от компрессора. Управление компрессором производится из кабины водителя, в которой для наблюдения за давлением воздуха в цистерне установлен манометр.
Перегрузочные операции цементовоза основаны на использовании рассмотренного выше свойства цемента приобретать текучесть при насыщении его воздухом (аэрации). Для этого в нижней части цистерны устраивается пористое аэродиище (рис. 180, о), через которое воздух код давлением проникает в цемент и аэрирует его. Аэроднище цементовоза состоит из проволочной сетки и ткани и опирается на штампованные продольные опоры. Для подачи цемента по трубопроводу сверху над свободной поверхностью цемента создается избыточное давление сжатого воздуха, под влиянием которого цемент через разгрузочный крап «перетекает» по шлангу в емкости, расположенные выше уровня цистерны.
Цемент из цементовоза этого типа может подаваться по стационарному трубопроводу на высоту до 15—20 л«, а по горизонтали на 50 м.
Разгрузочный пробковый кран (рис. 180, б) оснащен дополнительным сифонным устройством, куда подводится сжатый воздух, способствующий вытеканию цемента из крана. Грузоподъемность этих цементовозов типа С-570 12 т и С-652 24 т.
Индустриализация строительства и массовое применение железобетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций потребовали разработки рациональных способов их транспортирования.
Перевозка крупных панелей и сборных предварительно напряженных конструкций, как правило, должны транспортироваться в проектном положении. Для таких грузов применяются автопоезда с полуприцепами или роспусками;такие автопоезда получили название панелевозов (рис. 181).
Вы сокоп роизводительная и экономичная работа автомобильного транспорта возможна лишь при хорошем состоянии дорог.
ЗЮЗЮДороги для автомобильного транспорта подразделяют на постоянные — иа выездных траншеях и подъездах к заводу и временные — у забоев и отвалов. Постоянные дороги делают с щебеночным, бетонным или асфальтовым покрытием. Временные
ЗЮ
ЗЮ
дороги обычно не имеют специального покрытия, по должны быть тщательно расчищены и выровнены.
Полное время одного рейса автомашины
^р — ^о "I_ ^ 0[ । ~ j “2” ^рцз ■,’и^н'’(325)
где 10 — время погрузки одной машины экскаватором в мин.; ty — скорость движения автомашины с грузом в км/ч;
v2— скорость движения автомашины порожняком в км/ч;
L — суммарное расстояние откатки в оба конца в км;
tpu3— время разгрузки автомашины в мин.
Рис. 180. Устройство аэродтпца цистерны цементовоза С-570:Рис. 180. Устройство аэродтпца цистерны цементовоза С-570:а — пористое аэроднище: б — разгрузочный кран: / — обечайка цистерны' 2 — штампп ванные опоры, J — проволочная сетка; 4 — перфорированные опорные листы' 5 — тка- невая аэрирующая прокладка; 6 — гребеньа — пористое аэроднище: б — разгрузочный кран: / — обечайка цистерны' 2 — штампп ванные опоры, J — проволочная сетка; 4 — перфорированные опорные листы' 5 — тка- невая аэрирующая прокладка; 6 — гребень
Рис. 180. Устройство аэродтпца цистерны цементовоза С-570:
Рис. 180. Устройство аэродтпца цистерны цементовоза С-570:
а — пористое аэроднище: б — разгрузочный кран: / — обечайка цистерны' 2 — штампп ванные опоры, J — проволочная сетка; 4 — перфорированные опорные листы' 5 — тка- невая аэрирующая прокладка; 6 — гребень
а — пористое аэроднище: б — разгрузочный кран: / — обечайка цистерны' 2 — штампп ванные опоры, J — проволочная сетка; 4 — перфорированные опорные листы' 5 — тка- невая аэрирующая прокладка; 6 — гребень
Количество машин, необходимое для непрерывной работы экскаватора илн погрузочной машины,
/60 . бо \ L , .
I " " I" ) “У + £Раз
п -н 1.(326)
При проектировочных расчетах скорости движения автомобилей можно принимать:
при движении порожняком: 1) на главных дорогах горизонтальных и с уклонами до 2\ расположенных за пределами
карьера, - до 45 км/ч; 2) на горизонтальных уступных дорогах и отвалах — до 20 км/ч; 3) на главных заездах в карьере при уклоне около 5° —до 15 км/ч, при уклоне свыше 5° — до 10 км/ч;
при движении с грузом: 1) на главных дорогах горизонтальных и с уклоном до 2°, расположенных за пределами карьера, — до 35 км/ч; 2) на горизонтальных уступных дорогах и на отвалах — до 15 км/ч; на подъеме в 5° — до 12 км/ч; на подъеме в 7° — до 10 км/ч; па подъеме в 10° и более — до 8 км/ч.
Рис. 181 Полуприцеп-панелевоз НАМИ-790
Производительность автомобиля за смену продолжительностью Тсм ч
Q<M ^^ Мкг т/смену,(327)
где q — грузоподъемность автомобиля в т;
Тр — время рейса в мин;
кер — коэффициент использования автомобиля по времени;
кП1 — коэффициент использования автомобиля по грузоподъемности.
Тяговый расчет автотранспорта выполняется в основе так же, как при рельсовом транспорте.
В автомобиле в результате работы двигателя развивается механическая энергия, которая передается движущим колесам и сообщает им вращение. При этом на ободе колес создается касательная сила.
У автомобиля различают значения индикаторной, касательной и полезной силы тяги.
Индикаторной называют силу тяги, развиваемую двигателем, которая зависит от числа и диаметра цилиндров, хода поршня, степени сжатия рабочей смеси и др.
Касательной называют силу тяги на движущих колесах. Касательная сила равна индикаторной за вычетом потерь в движущем и передаточном механизмах.
Полезной называют силу тяги на" крюке автомобиля. Полезная сила тяги равна касательной за вычетом сил сопротивления движению самого автомобиля.
Полезная сила представляет интерес при тяговом расчете автопоездов.
В тяговых расчетах автомобилей пользуются значением касательной силы тяги.
Касательная сила тяги FK регулируется количеством топлива, подаваемого в цилиндры и изменением передаточного числа коробки передач и при известной мощности двигателя будет равна
FK = J000.^^ Hi(328)
где N — мощность двигателя в кет;
i]n — к. п. д. передачи от вала двигателя до ведущих колес; т]* — к. п. д. ведущего колеса;
и — скорость автомобиля и — в м!сек; 1г1к
R — радиус ведущих колес автомобиля в м;
(о — угловая скорость вращения коленчатых валов двигателей в радкек;
id — передаточное число главной передачи;
iK — передаточное число коробки передач при данном режиме движения.
Наибольшее значение тягового усилия ограничивается условием сцепления движущих колес с дорожным полотном
Лпах = Ю00Рс^ н,(329)
где РСц — сцепной вес автомобиля — вес, переходящий на движущие колеса, в кн; для автосамосвалов
РСц^0,7Р;
Р — полный вес машины в кн;
ф — коэффициент сцепления, который зависит от типа и состояния дорожного покрытия (табл. 49).
Тип дороги
Значения i£ при дорожном покрытии
сухом
мокром
з.пр язвенном
Главные откаточные дороги Щебеночное шоссе с поверхностной обработкой . .
0.75
0,5
0 4
Булыжная мостовая
0,7
0,4
0,35
Брусчатая мостовая
0,65
0,4
0.3
Асфальтовое шоссе
0,7
0,4
0 25
Асфальтобетонное и бетошк-с шоссе
0.7
0,45
0.3
Забойные и отвальные дороги Забойные укатанные проезды . . .
0,6
0,4—0,5
Отвальные укатанные проезды
0,4—0,5
0,2—0,3
Таблица 49
Значения коэффициента сцепления
При тяговых расчетах автомобильного транспорта, как и при железнодорожном, различают основное сопротивление, действующее при движении автомашины по горизонтальному пути, и дополнительные, возникающие при движении по уклонам, кривым участкам пути и при трогании с места.
Основное сопротивление движению на прямом горизонтальном пути
= Рк>0 н,(330)
где Р — вес автомашины в кн;
к’о — удельное основное сопротивление движению в nhw, величина которого зависит от типа дорог и технического состояния автомашины. Величина ш0 — для карьерных дорог приведена в табл. 50.
Дополнительное сопротивление от уклона автодороги
= РиЧ и,(331)
где wt — удельное сопротивление от уклона в н/кн, численно равное величине уклона в тысячных ('V^).
Дополнительное сопротивление на кривом участке автодороги учитывается обычно при совмещении кривой с расчетным подъемом. Приближенно сопротивление на кривой можно определить по эмпирической формуле
^ = 30^^(332)
Сопротивление при трогании с места, а также и при всяком изменении скорости
W Ч р’а^ V у) н,(333)
где Р' — масса автомашины в ка;
а — ускорение автомобиля в мкекч\
у — коэффициент инерции вращающихся масс. Величина у изменяется в зависимости от положения коробки передач.
Относительное ускорение — удельное сопротивление при изменении скорости движения, отнесенное к одному кн веса машины
/ - =100а (1 у) н;кн,(334)
К сопротивлениям, действующим постоянно, относится также сопротивление воздушной среды
где р — коэффициент лобового сопротивления;
F — лобовая площадь автомашины в лО2;
а — скорость движения автомобиля в мкск.
Назначенце дороги
Тип покрытия
ш„ в н. кн
Главные откаточные дороги
Забойные и отвальные дорожные проезды
Бетонное, асфальтобетонное, гудронированное шоссе, брусчатка
Гравийное и щебеночное
Грунтовые укатанные проезды в забоях
Грунтовые укатанные проезды на отвалах
Грунтовые неукатанные проезды
15—20
20—25
50—60
70—90
120—250
" С’ 1|Р1|веДС||НЫе Значения U'„ относятся к груженым само- СВ.Ы.1М. Для порожних машин эти значения увеличиваются на 20—25%,
Таблица 50
Удельное основное сопротивление движению
Для автосамосвалов ориентировочно
р= 0,075^0,1.
Лобовая площадь определяется приближенно как произведение ширины на высоту машины.
На основании выражений (333—336) суммарное сопротивление движению
w = P(w0 ± WL -|- /) + u/e И.w = P(w0 ± WL -|- /) + u/e И.(336)(336)Движение автомашины происходит за счет работы двигателя. Характер движения автомобиля определяется величинойДвижение автомашины происходит за счет работы двигателя. Характер движения автомобиля определяется величинойлением равнодействующей сил. В каж-лением равнодействующей сил. В каж-дый моментдый моментдвижениядвижениясоотношениесоотношениедействующих сил можно представить в видеFK - W9 Wo ± Wf W,- =действующих сил можно представить в видеFK - W9 Wo ± Wf W,- == Р (^0 ± i ± /) н. (337)На тяговой диаграмме автомобиля (рис. 182) показана зависимость силы тяги и сил сопротивления от скорости движения.Точка С пересечения линии силы тяги с линией суммарного сопротивления движению определяет равномерную= Р (^0 ± i ± /) н. (337)На тяговой диаграмме автомобиля (рис. 182) показана зависимость силы тяги и сил сопротивления от скорости движения.Точка С пересечения линии силы тяги с линией суммарного сопротивления движению определяет равномернуюиинаправнаправРис. 182. Тяговая диаграмма автомобиляРис. 182. Тяговая диаграмма автомобиляскорость движения vtrПри скоростях, меньших ир, автомашина движется с ускорением, а при скоростях, больших ир, равнодействующая сил отрицательна и автомобиль движется с замедлением.Формулу (337) можно представить в видеР« — W8 Р (t^ ± t ± у).скорость движения vtrПри скоростях, меньших ир, автомашина движется с ускорением, а при скоростях, больших ир, равнодействующая сил отрицательна и автомобиль движется с замедлением.Формулу (337) можно представить в видеР« — W8 Р (t^ ± t ± у).(338)315(338)315
w = P(w0 ± WL -|- /) + u/e И.
w = P(w0 ± WL -|- /) + u/e И.
(336)
(336)
Движение автомашины происходит за счет работы двигателя. Характер движения автомобиля определяется величиной
Движение автомашины происходит за счет работы двигателя. Характер движения автомобиля определяется величиной
лением равнодействующей сил. В каж-
лением равнодействующей сил. В каж-
дый момент
дый момент
движения
движения
соотношение
соотношение
действующих сил можно представить в виде
FK - W9 Wo ± Wf W,- =
действующих сил можно представить в виде
FK - W9 Wo ± Wf W,- =
= Р (^0 ± i ± /) н. (337)
На тяговой диаграмме автомобиля (рис. 182) показана зависимость силы тяги и сил сопротивления от скорости движения.
Точка С пересечения линии силы тяги с линией суммарного сопротивления движению определяет равномерную
= Р (^0 ± i ± /) н. (337)
На тяговой диаграмме автомобиля (рис. 182) показана зависимость силы тяги и сил сопротивления от скорости движения.
Точка С пересечения линии силы тяги с линией суммарного сопротивления движению определяет равномерную
и
и
направ
направ
Рис. 182. Тяговая диаграмма автомобиля
Рис. 182. Тяговая диаграмма автомобиля
скорость движения vtr
При скоростях, меньших ир, автомашина движется с ускорением, а при скоростях, больших ир, равнодействующая сил отрицательна и автомобиль движется с замедлением.
Формулу (337) можно представить в виде
Р« — W8 Р (t^ ± t ± у).
скорость движения vtr
При скоростях, меньших ир, автомашина движется с ускорением, а при скоростях, больших ир, равнодействующая сил отрицательна и автомобиль движется с замедлением.
Формулу (337) можно представить в виде
Р« — W8 Р (t^ ± t ± у).
(338)
315
(338)
315
Разность (f^ — U/^) — тяговое усилие, которое может быть использовано для преодоления суммарного сопротивления в данных дорожных условиях.
Избыточную силу тяги (левая часть уравнения), отнесенную к единице веса подвижного состава, называют динамическим фактором
. д _ Wq ± ; + / <339)
где р — полный вес машины в кн, для прицепов и полуприцепов,
включая вес прицепной части поезда.
Относительное ускорение
± / = Д — Wq ± i. (340)
При равномерном движении (/ = = 0)
Д = ю0 ± I.
При движении под уклон с включенным двигателем
Д = Щ1О — i 4- /.
При движении по инерции с выключенным двигателем
Рис. 183. Динамическая харак-.„
теристика автомобиля ^8 = т0 — i — j;
We
в последнем случае относительное ускорение / i — t^oр"
может быть положительным или отрицательным в зависимости от величины уклона автодороги.
При торможении
—= w0 — i—j HjKH,
где В —тормозная сила автомобиля в н. Тормозить нужно так, чтобы не было «юза». Это может быть соблюдено, если В ^ РтЧ‘» где Рт — тормозной вес автомашины, т. е. вес, приходящийся па тормозные колеса автомашины.
Для скоростей движения менее 10—12 м!сек (движение по карьерным путям) сопротивлением воздушной среды можно пренебречь, тогда
/ = ф — t -1- wQ.
Величина динамического фактора зависит от мощности двигателя и положения коробки передач, но во всех случаях ограничивается силой сцепления колес с полотном дороги
С изменением веса автомашины (груженая, порожняя) меняется величина динамического фактора.
Зависимость динамического фактора Д от скорости движения автомобиля у выражается динамической характеристикой (рис. 183), каждая ветвь графика соответствует одному из положений коробки передач.
Динамическая характеристика позволяет решать все практические задачи, связанные с движением автосамосвалов в сложных условиях карьеров строительных материалов. Например, определение наибольшей равномерной скорости движения по известному динамическому фактору (отложив его по оси ординат), определение наибольшего подъема пути по величине динамического фактора и др.
Раздел четвертый
ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ
Глава XXI. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ВИЛОЧНЫЕПОГРУЗЧИКИ
Для механизации погрузочно-разгрузочных работ создало значительное число разнообразных машин и механизмов, составляющих отдельную большую группу подъемно-транспортных машин, к которой относятся: самоходные погрузчики для штучных и насыпных грузов, механические разгрузчики насыпных грузов из полувагонов и платформ, а также специальные разгрузчики для пылевидных материалов, в частности цемента.
В настоящее время широкое применение получили универсальные погрузчики с вилочными захватами, так называемые автопогрузчики (рис. 184), предназначенные для захватывания грузов и погрузки их в транспортные средства, а также для разгрузки и укладки грузов в штабель.
При работе с однотипными грузами, например керамическими трубами, пакетами кирпича и т. д., вилочные погрузчики оснащают сменным оборудованием, упрощающим оперирование с грузами и повышающими производительность труда. Будучи оборудованными специальными черпающими ковшами или грейферами, вилочные погрузчики успешно применяют также для погрузки сыпучих материалов. При установке на раме вилочного погрузчика стрелы он может использоваться как кран с крюком или грейфером.
На открытых площадках получили наибольшее применение автопогрузчики на пневматиках с двигателями внутреннего сгорания, изготовляемые на базе основных узлов стандартных автомобилей (рис. 185).
При работе в закрытых помещениях автопогрузчики с двигателями внутреннего сгорания сильно загрязняют атмосферу выхлопными газами; поэтому для внутрицехового транспорта используют электрические погрузчики на грузошинах, предназначенные для работы па твердых покрытиях (рис. 186).
В настоящее время в эксплуатации находится около 10 типов автопогрузчиков отечественного производства, отличающихся 318
узлов и деталей, но вузлов и деталей, но всхему.схему.v^^'T”™ и конструктивным исполнением отдельных целом имеющих общую принципиальную
узлов и деталей, но в
узлов и деталей, но в
схему.
схему.
Рис. 184. Сменное оборудование автопогрузчиковРис. 184. Сменное оборудование автопогрузчиковОсновными частями автопогрузчика Гем пнг 1я^ч ходовая тележка с задней упДляемо^^'тen^Z"Основными частями автопогрузчика Гем пнг 1я^ч ходовая тележка с задней упДляемо^^'тen^Z"
Рис. 184. Сменное оборудование автопогрузчиков
Рис. 184. Сменное оборудование автопогрузчиков
Основными частями автопогрузчика Гем пнг 1я^ч ходовая тележка с задней упДляемо^^'тen^Z"
Основными частями автопогрузчика Гем пнг 1я^ч ходовая тележка с задней упДляемо^^'тen^Z"
рама механизма подъема груза, снабженная кареткой с грузозахватным приспособлением, цилиндры наклона телескопической рамы.
Управляют ходовой тележкой поворотом задних колес с помощью штурвала. Для уменьшения усилия, прикладываемого рабочим на штурвале, в систему рулевого управления некоторых автопогрузчиков включен гидравлический усилитель.
У всех автопогрузчиков передний мост является ведущим, а задний управляемым. В качестве переднего моста в автопогрузчиках используют ведущий мост автомобилей. Крутящий момент от коробки передач на ведущий мост передается с помощью карданного вала.
Грузоподъемник расположен спереди ведущего моста. Для подъема каретки и телескопической рамы установлен гидравлический цилиндр с плунжером одностороннего действия.
Опускание каретки и рамы происходит при открывании крана под действием собственного веса.
Гидравлический привод автопогрузчиков служит для сообщения движения грузоподъемнику и сменным грузозахватным
Рис. 185. Пятитонный автопогрузчик 4001:
I — вертикальная (неподвижная) рама; 2 — телескопическая рама; 3 — каретка; 4 — вилочный захват; 5 — цилиндр гидравлического подъемника; б — плунжер: 7 — поперечина; 8 — подвижной блок (звездочка); 9 — грузовая цепь
устройствам, а также усилителю рулевого управления. Автопогрузчики грузоподъемностью до 1,5 m имеет только привод, обеспечивающий движение грузоподъемника. Автопогрузчики грузоподъемностью более 3,0 т, как правило, имеют и гидравлический привод усилителя рулевого управления для облегчения управления при передвижении погрузчика и ускорения поворота управляемых колес.
На рис. 187 приведена принципиальная схема гидравлического привода автопогрузчика, имеющего гидроусилитель рулевого 320
управления. Гидроусилитель руля является независимым устройствам, работающим от отдельного насоса. Гидроподъемник у всех автопогрузчиков работает по одной принципиальной схеме. Лопастной насоса забирает рабочую жидкость из бака 1 и нагнетает ее в золотниковый распределитель 10 с тремя рабочими золотниками. Из золотникового распределителя, в зависимости от положения
Рис. 186. Электропогрузчик на грузошинах:
/ _ грузоподъемник; 2 — ведущий мост; 3 — ручной тормоз; 4 — рулевая колонка; 5 — механизм наклона грузоподъемника; 6 — рама шасси; 7 — сиденье; 8 — противовес; 9 — задний управляемый мост; /О — аккумуляторная батарея
золотников, рабочая жидкость поступает в цилиндр подъема 8, в цилиндры наклона грузоподъемника 11 и цилиндры сменных захватных устройств 12. Жидкость из силовых цилиндров в масляный бак возвращается через гидрораспределитель по сливному трубопроводу 14. В трубопроводе между цилиндром подъема и гидрораспределителем установлен дроссельный клапан 9 одностороннего действия, который служит для уменьшения скорости опускания груза. При подъеме груза поток рабочей жидкости, нагнетаемый иасосом, поступает в цилиндр подъема, ие встречая со стороны дросселя дополнительного сопротивления. При опускании груза поток жидкости, вытесняемый плунжером из цилиндра, проходит
21 Евневич QQI
через дроссельное отверстие; при этом скорость опускания груза уменьшается до величины, безопасной при работе.
Оба насоса привода грузоподъемника — лопастные. Насос привода усилителя рулевого управления однотипный с насосом приводов грузоподъемника и отличается от него меньшими размерами и производительностью.
Для заливки гидравлической системы грузоподъемника применяют минеральное масло на парафиновой основе. Сорт масла выби-
/г/гРис. 187. Принципиальная схема гидравлического привода автопогрузчика: /, 2 — баки: 3, 4 — насосы; 5, 6 — фильтры; 7 — соединительный трубопровод; 8 — цилиндр подъема; 9 — дроссельный клапан одностороннего действия; 10 — золотниковый распределитель; И — цилиндры наклона; 12 — цилиндры сменных захватных устройств;13 — гидроусилитель рулевого управления; 14 — сливной трубопроводРис. 187. Принципиальная схема гидравлического привода автопогрузчика: /, 2 — баки: 3, 4 — насосы; 5, 6 — фильтры; 7 — соединительный трубопровод; 8 — цилиндр подъема; 9 — дроссельный клапан одностороннего действия; 10 — золотниковый распределитель; И — цилиндры наклона; 12 — цилиндры сменных захватных устройств;13 — гидроусилитель рулевого управления; 14 — сливной трубопровод
/г
/г
Рис. 187. Принципиальная схема гидравлического привода автопогрузчика: /, 2 — баки: 3, 4 — насосы; 5, 6 — фильтры; 7 — соединительный трубопровод; 8 — цилиндр подъема; 9 — дроссельный клапан одностороннего действия; 10 — золотниковый распределитель; И — цилиндры наклона; 12 — цилиндры сменных захватных устройств;
13 — гидроусилитель рулевого управления; 14 — сливной трубопровод
Рис. 187. Принципиальная схема гидравлического привода автопогрузчика: /, 2 — баки: 3, 4 — насосы; 5, 6 — фильтры; 7 — соединительный трубопровод; 8 — цилиндр подъема; 9 — дроссельный клапан одностороннего действия; 10 — золотниковый распределитель; И — цилиндры наклона; 12 — цилиндры сменных захватных устройств;
13 — гидроусилитель рулевого управления; 14 — сливной трубопровод
рают в зависимости от времени года. Летом при температуре до +40° используют веретенное масло, зимой — трансформаторное масло (ГОСТ 982—56), имеющее температуру застывания —45° С.
Для управления грузоподъемником служит гидравлический распределитель, с помощью которого масло подается от насоса к цилиндрам механизма наклона, к цилиндру рабочих приспособлений и к цилиндру механизма подъема.
Схема гидроподъемника автопогрузчика приведена на рис. 188. Гидроподъемник представляет собой полиспаст для выигрыша в скорости, приводимый в действие гидравлическим плунжером 6. Один конец цепи прикреплен неподвижно к раме автопогрузчика 322
(на рис. 188 условно к цилиндру 5), а на другом конце подвешена каретка 3 с вилочным захватом 4. Подвижной блок (звездочка) 8 установлен на телескопической раме 2, которая укреплена на плунжере. Каретка движется в направляющих рамы.
При нагнетании масла насосом в цилиндр плунжер поднимается и одновременно поднимает подвижную раму со звездочкой. За
время подъема плунжера и телескопической рамы на высоту hv каретка с вилочным захватом поднимается на высоту h2 = 2hv
Благодаря телескопической раме высота погрузчика при опущенном вилочном захвате почти в 2 раза меньше высоты подъема груза. Груз опускается при открывании выпускного крана под влиянием веса рамы, каретки и лежащего на вилах груза и регу
лируется дросселем.
Широкое применение получили малогабаритные электропогрузчики серии 02 с высокой рамой и серии 04 с низкой рамой.
Источником энергии в электропогрузчиках служит аккумуляторная батарея из 15 кислотных элементов напряжением 30 в и емкостью 500 ч. В настоящее время начат выпуск электропогрузчиков с щелочными аккумуляторными батареями.
Электропогрузчики имеют два
Рис. 188. Схема гидроподъемника автопогрузчикаРис. 188. Схема гидроподъемника автопогрузчикадвигателя — один для ходового механизма тележки, другой — для насоса. Двигатель тележки серийного типа управляется с помощью контроллера.
Рис. 188. Схема гидроподъемника автопогрузчика
Рис. 188. Схема гидроподъемника автопогрузчика
Расчет механизма гидроподъемника производят так же, как и гидравлических домкратов.
Как видно из рис. 188, в вилочных погрузчиках устроен полиспаст для выигрыша в скорости. Поэтому, если вес поднимаемого груза вместе с вилками и подвижной рамой G н, то усилие на плун- ЖРПР
(342)(342)Р = ^Н,П
(342)
(342)
где г]— к. п. д. полиспаста и механизма каретки (т)^0,85).
Если давление, развиваемое насосом, р Мн!м* (на практике 5—7 Мн1м^, то диаметр цилиндра определяют из равенства
Р = Р^Н
илиили
или
или
(343)(343)D = 1/ 4Р—
(343)
(343)
V лр-10®
Скорость подъема груза зависит от производительности насоса. Если скорость подъема у мкек, то необходимая производительность насоса
П _ лУ2и ^ " ~~4пг"П _ лУ2и ^ " ~~4пг"м3 секм3 сек(344)(344)
П _ лУ2и ^ " ~~4пг"
П _ лУ2и ^ " ~~4пг"
м3 сек
м3 сек
(344)
(344)
где D — диаметр плунжера в м;
v — скорость подъема в мкек; т — кратность полиспаста.
Мощность двигателя насоса
N - -^^- кет, (345)
где Q — производительность насоса в м3кек;
р — давление, развиваемое насосом, в Мн!м\
т| — к. п. д. насоса (т|0,5).
При изменении кратности полиспаста можно тем же грузоподъемником поднимать грузы и на большую высоту, при этом соответст-
Рис. 189. Схема к определению венио уменьшается грузоподъем- устойчивости автопогрузчика НОСТЬ.
Коэффициент запаса статической устойчивости вилочных погрузчиков (рис. 189) определяют по формуле
(346)(346)Муд Gna _ G2A
(346)
(346)
МопрСгр1 G2pl
где Муд — удерживающий момент в нм\
Моп.р — опрокидывающий момент в нм;
Gn — вес погрузчика (без груза) в н;
G3 — вес погрузчика (без груза), приходящийся на задний мост, в н (может быть определен взвешиванием на автомобильных весах);
Сгр — вес груза в н;
а — расстояние центра тяжести погрузчика до точки опрокидывания в м;
I — расстояние центра тяжести груза до точки опрокидывания в м;
А — продольная база погрузчика в м.
Для автопогрузчиков коэффициент статической устойчивости берут не менее « = 1,5 и для вилочных погрузчиков с работой на 324
твердом покрытии при грузошинах — не менее 1,4 (при вертикальной раме грузоподъемника и горизонтальной рабочей площадке).
Максимальный груз, который может поднимать погрузчик, определяют по формуле
^ = ^ • (347)
Мощность, затрачиваемая на передвижение погрузчиков, вычисляется так же, как и всяких других самоходных тележек. При этом к. п. д. от двигателя к оси ведущего колеса принимают разным: для вилочных погрузчиков с приводом от двигателя внутреннего сгорания 0,82—0,85, а для электрических на постоянном токе 0,80—0,95.
Глава XXII. ПОГРУЗЧИКИ ДЛЯ НАСЫПНЫХГРУЗОВ
Погрузчики для насыпных грузов представлены значительным числом типов машин, которые можно классифицировать по ряду признаков, а именно:
По характеру работы:
непрерывного действия;
прерывного (цикличного) действия.
По способу захвата груза:
черпающие, с ковшовым рабочим органом;
нагребающие с рабочим органом в виде нагребающих лап, скребков и пр.
По способу передачи груза в транспортные средства:
п р я м о й погрузки, в которых зачерпывание и передача груза в^трапспортные средства осуществляются самим рабочим;
ступенчатой погрузки, в которых груз рабочим органом подается па передаточный конвейер, а последним в транспортные средства.
По силовому оборудованию:
электрические;
с двигателем внутреннего сгорания.
По ходовому оборудованию:
на пневмоколссном ходу;
на гусеничном ходу.
По типу трансмиссии:
механические;
гидравлические.
§ 1. ПОГРУЗЧИКИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Из погрузчиков непрерывного действия на заводах строительных материалов получили применение в основном многоковшовые
элеваторные погрузчики.
Отечественные заводы изготовляют несколько моделей погрузчиков этого типа, которые работают по одинаковой схеме. Рабочим органом является наклонный ковшовый цепной элеватор, установленный на самоходной тележке (рис. 190). Элеватор можно наклонять для перевода из рабочего в транспортное положение. Черпающая кромка ковшей армирована зубчатой накладкой.
Материал из штабеля зачерпывается ковшами, поднимается
вверх и по наклонному лотку высыпается непосредственно в кузов
Рис. 190. Схема ковшового элеваторного погрузчикаРис. 190. Схема ковшового элеваторного погрузчикаавтомобиля или другое транспортное средство (прямая погрузка) или ковши разгружают материал на перегрузочный конвейер, а последний перегружает его в транспортное средство (ступенчатая погрузка). Наличие перегрузочного конвейера позволяет уменьшить вы
Рис. 190. Схема ковшового элеваторного погрузчика
Рис. 190. Схема ковшового элеваторного погрузчика
соту машины и регулиро
вать высоту погрузки, поэтому новые модели погрузчиков этого типа строятся по ступенчатой схеме.
Для захватывания материала по фронту штабеля и для подачи его к ковшам вал нижней звездочки элеватора сделан удлиненным и на каждой стороне его имеются винтовые подгребатели, лопасти которых установлены соответственно по правой и левой винтовым линиям и при вращении сдвигают материал к центру машины. Внедрение ковшей и подгребателя в штабель осуществляется поступательным перемещением погрузчика. Чтобы материал не отбрасывался назад, сзади подгребателя установлен регулируемый
по высоте отвал с иожом.
Техническую производительность многоковшовых погрузчиков элеваторного типа определяют по формуле
3600p<^а3600p<^аM8j4M8j4
3600p<^а
3600p<^а
M8j4
M8j4
или
Q = ^1Г тК,
где I — геометрическая емкость ковша в м8;а — расстояние между ковшами в л^
у — скорость элеваторной цепи в м!сек, которая на практике во избежание чрезмерной ударной нагрузки не превосходит 1 мкек\
у — насыпная масса материала в кг!м3.
Коэффициент заполнения ф - 0,7-^0,9 в зависимости от круп
ности материала.
Мощность, потребляемая рабочим органом погрузчика элеваторного типа, затрачивается на подъем, зачерпывание и подгребание материала, а также преодоление сопротивлений, возникающих на приводных и натяжных звездочках и передаточном механизме привода.
Как показывают эксперименты, с некоторым приближением можно считать, что указанные сопротивления пропорциональны весовой производительности по
Зачерпываемый материал
Работа зачерпывав ИЯ Аз и нм/кг
Каменный уголь . . . . Котельный шлак • • . Кокс Песок, гравий Щебень
7,5—10 15—20 25—30 40—80 50—90
Таблица 51Таблица 51грузчика
Таблица 51
Таблица 51
N = Wo'^10^ ■' ^3 К6Пг’
где -■ Q — производительность в mH;
Н — высота подъема в м;
Лэ — удельная работа зачерпывания' в нм! кг;
Ап = 50 — удельная работа подгребания в нм]кг;
Л = 0,6 — общий к. п. д. рабочего органа погрузчика.
Средние значения сопротивления зачерпывания для скоростей элеваторной цепи 0,5—1 м!сек приведены в табл. 51.
В настоящее время изготовляется несколько моделей таких погрузчиков на специальной тележке на пневмоколесном ходу (погрузчики Т-166М и Д-452).
ПОГРУЗЧИКИ ЦИКЛИЧНОГО ДЕЙСТВИЯ
Погрузчики непрерывного действия, отличаясь автоматичностью работы, весьма эффективны для мелкокусковых и зернистых материалов. Для работы с разнородными слежавшимися насыпными грузами более приемлемы одноковшовые погрузчики цикличного действия, получившие широкое применение на заводах строительных материалов. Очень часто одноковшовые погрузчики представляют собой трактор, в котором ковшовый рабочий орган является навесным оборудованием с механической трансмиссией или гидроприводом; в последнем случае весьма упрощаются кинематическая схема и управление погрузчиком.
В настоящее время одноковшовые погрузчики все чаще выполняют на собственном унифицированном шасси па пиевмоколесном ходу.
Как правило, все одноковшовые погрузчики напорного действия, т. е. внедрение ковша в штабель насыпного груза осуществляется поступательным движением самой машины.
На рис. 191 показала схема действия такого погрузчика. Стрела поднимается двумя гидравлическими цилиндрами одностороннего действия, а ковш поворачивается гидравлическими цилпн-
а/5)
Рис. 191. Схема работы одноковшового погрузчика:
а — черпание; б — положение при транспортировании; в — подъем на разгрузку; г — разгрузка
драми двойного действия. Имея ковш значительной емкости, этот погрузчик используют для подвозки материала на некоторое расстояние.
Примерно аналогичную схему рабочего органа имеет погрузчик на колесном тракторе, достоинством которого являются большая мобильность и возможность передвижения по дорогам с усовершенствованным покрытием.
Одним из распространенных является одноковшовый тракторный погрузчик (рис. 192), смонтированный на гусеничном тракторе. Погрузчик имеет ковш / и рукоять 2, которые шарнирно прикреплены к гусеничной раме. Ковш поднимается при помощи лебедки 3, приводимой в движение от вала отбора мощности трактора. При подъеме ковша рукоять своими ползунами скользит по направляющим 5. В передней части погрузчика (для обеспечения большей устойчивости его во время работы) установлен каток 4.
Погрузчик работает в следующей последовательности. Подъезжая к штабелю материала, он опускает ковш, с хода врезается в штабель, зачерпывает материал, поднимает ковш в транспортное
Рис. 192. Одноковшовый погрузчик на базе трактора С-80: а — с подъемной лебедкой; б — с гидравлическим приводомРис. 192. Одноковшовый погрузчик на базе трактора С-80: а — с подъемной лебедкой; б — с гидравлическим приводом
Рис. 192. Одноковшовый погрузчик на базе трактора С-80: а — с подъемной лебедкой; б — с гидравлическим приводом
Рис. 192. Одноковшовый погрузчик на базе трактора С-80: а — с подъемной лебедкой; б — с гидравлическим приводом
Расстояние транспортированияРис. 193. График зависимости производительности одноковшового погрузчика в зависимости от расстояния транспортированияРасстояние транспортированияРис. 193. График зависимости производительности одноковшового погрузчика в зависимости от расстояния транспортирования
Расстояние транспортирования
Рис. 193. График зависимости производительности одноковшового погрузчика в зависимости от расстояния транспортирования
Расстояние транспортирования
Рис. 193. График зависимости производительности одноковшового погрузчика в зависимости от расстояния транспортирования
положение, при котором рукоять ковша располагается под углом
45" к горизонту, и, не разворачиваясь, направляется к месту раз
грузки. У места разгрузки трактор останавливается, ковш поднимается в крайнее верхнее положение (положение разгрузки) и зачерпнутый материал высыпается. После разгрузки ковш снова устанавливают в транспортное положение, и погрузчик возвращается к отвалу для очередной загрузки ковша. Погрузчики такого типа изготовляются с подъемной лебедкой (Т-107) (рис. 192, а) и с гидравлическими цилиндрами (Т-157) (рис. 192, б).
На рис. 193 приведен график зависимости производи-
транспортированиятранспортированиятельности погрузчика Т-107 от расстояния
транспортирования
транспортирования
при среднем тоннаже одного цикла 3,5 т.
Наряду с механизацией погрузки очень важное значение имеет
механизация разгрузки насыпных грузов, прибывающих на заводы на открытых железнодорожных платформах или в крытых ва
гонах.
РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ
Для разгрузки железнодорожных платформ и полувагонов применяют разгрузочные машины, действующие на различных принципах.
По способу захвата и выгрузки разгрузочные машины могут быть разделены: а) с захватом сверху (рис. 194, а и а) (различные грейферные установки и элеваторно-ковшовые разгрузчики); б) разгружающие сталкиванием (рис. 194, б); в) захватывающие скребками (рис. 194, в); г) выгрузка опрокидыванием (рис. 194, б);
Уд)Рис. 194 Схемы разгрузки платформУд)Рис. 194 Схемы разгрузки платформ
Уд)
Рис. 194 Схемы разгрузки платформ
Уд)
Рис. 194 Схемы разгрузки платформ
описание таких машин приведено в специальной литературе [3]. Для повышения эффективности разгрузки вагонов в зимнее время практикуют обогрев вагонов, а также применяют различные механические рыхлители.
Глава XXIII. РАЗГРУЗЧИКИ ДЛЯ ПЫЛЕВИДНЫХМАТЕРИАЛОВ
МЕХАНИЧЕСКИЕ РАЗГРУЗЧИКИ
В зависимости от типа заборных и транспортирующих устройств разгрузчики разделяют на три группы: механические, пневматические и пневмомеханические.
Простейшим разгрузчиком является механическая лопата (рис. 195), которая состоит из лебедки с электродвигателем, скребка, соединенного тросом с лебедкой, и направляющих роликов для троса. Для выгрузки материала просвет между дверным проемом вагона и рамкой склада перекрывают металлическими листами, скребок заводят в вагой и погружают в цемент. Затем наклоняют скребок вперед; при этом ослабляется тяговый трос и лебедка автоматически включается, подтягивает скребок до места разгрузки и выключается по настройке на заданное расстояние, после чего цикл повторяется.
Недостатки этого типа разгрузчиков — значительная доля ручного труда, пыление, а также малый радиус действия, допускающий только разгрузку в бункера, расположенные рядом с же
лезнодорожными путями. Поэтому такие лопаты вытесняются более совершенными разгрузчиками с дистанционным управлением.
Механический разгрузчик РП-4 включает заборное устройство и винтовые конвейеры, соединенные в транспортную цепочку (рис. 196, а).
Рис. 195. Схема механической лопаты для разгрузки крытых вагонов: / — скребок; 2 — канат; 3 — лебедкаРис. 195. Схема механической лопаты для разгрузки крытых вагонов: / — скребок; 2 — канат; 3 — лебедкаРабочий орган (рис. 196, б) состоит из короткого элеватора /, ковши которого имеют форму черпаков, и винтового питателя 2, установленного на
Рис. 195. Схема механической лопаты для разгрузки крытых вагонов: / — скребок; 2 — канат; 3 — лебедка
Рис. 195. Схема механической лопаты для разгрузки крытых вагонов: / — скребок; 2 — канат; 3 — лебедка
валу звездочки элеватора.
Лопасти винтового питателя выполнены по правой и левой винтовой линии и при своем вращении подают цемент с боков
7 2
-1760^ --W00
/Г)
Рис. 196. Механический разгрузчик пылевидных материалов РП-4:
1 — заборное устройство; 2 — винтовой питатель; 3 — привод элеватора и питателя;
4 — скребковый элеватор; 5 — секция винтового конвейера
штабеля к элеватору. Элеватор и питатель приводятся в действие от отдельного двигателя.
Заборное устройство смонтировано на самоходной двухколесной тележке, каждое колесо которой имеет привод от отдельного двигателя.
Ходовые тележки — специальной конструкции с ребристым ободом, при котором они продавливают слой цемента и, коитакти- руясь с полом вагона, создают постоянную силу сцепления ходовых колес с опорной поверхностью.
Каждая секция винтового конвейера имеет индивидуальный двигатель, что позволяет легко изменять число секций. Секции между собой соединяются герметично, при помощи специального шарнира. Каждая секция опирается на колеса рояльного типа, допускающие легкое изменение положения секции. Самоходное заборное устройство при передвижении тянет за собой все секции конвейеров.
Управление разгрузчиком дистанционное с переносного пульта управления. Недостатком разгрузчика РП-4 является пыление и, как следствие, потери материала и загрязнение атмосферы.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ РАЗГРУЗЧИКИ
К этой группе относятся разгрузчики С-347, С-559, С-362Б, С-577 и С-578, представляющие собой пневматические установки всасывающего типа, сопла которых смонтированы на самоходной тележке и снабжены механическими рыхлителями.
Рис. 197. Схема вакуумного пневморазгрузчика:
1 — заборное устройство; 2 — гибкий шланг; 3 — осадительная камера;
4 — рукавные фильтры осадительной камеры; 5 — водокольцевой вакуум- насос; 6 — винтовой конвейер; 7 — выхлопной фильтр
Указанные разгрузчики работают по одной схеме и имеют в основном аналогичную конструкцию, отличаясь друг от друга типоразмерами вакуумных насосов, размерами осадительных камер и некоторыми другими второстепенными деталями.
Каждый из указанных пневматических разгрузчиков состоит из самоходного заборного устройства / (рис. 197), гибкого шланга 2 осадительной камеры 3 с рукавными фильтрами 4, ротационного 332
водокольцевого насоса 5, выгрузочного винтового конвейера 6 н выхлопного фильтра 7.
Заборное устройство (рис. 198) смонтировано на самоходной тележке с индивидуальным электродвигателем на каждое колесо, что обеспечивает необходимую маневренность тележке и возможность дистанционного управления.
Подача цемента с боков штабеля к всасывающему соплу производится двумя вращающимися навстречу друг другу подгребающими дисками, привод которых имеет свой отдельный двигатель.
Рис. 198. Заборное устройство вакуумного пневморазгрузчика
Для обрушения штабеля служит штыревой рушитель, расположенный впереди машины.
Процесс работы разгрузчика аналогичен рассмотренным выше всасывающим пневматическим установкам. При работе вакуум- насоса создается разрежение и цементно-воздушная смесь через сопло по гибкому рукаву поступает в осадительную камеру, а воздух, пройдя через рукавные фильтры, поступает в вакуум-насос и выбрасывается в атмосферу.
Из осадительной камеры цемент выдается винтовым конвейером, винт которого сделан с переменным шагом; для предотвращения проникновения атмосферного воздуха в осадительную камеру в винтовом конвейере установлен обратный клапан. Техническая характеристика пневматических разгрузчиков приведена в табл. 52
Управление пневмопогрузчиками дистанционное с переносного пульта управления.
Техническая характеристика пневматических разгрузчиковТехническая характеристика пневматических разгрузчиков
Техническая характеристика пневматических разгрузчиков
Техническая характеристика пневматических разгрузчиков
Показатели
С-307
С-36'2 Б
С-559
С-577
С-578
Производительность (техническая) в т/ч • . .
50
45
90
50
15
Дальность транспортирования по горизонтали ВЛ*
15
15
16
12
10
Установленная мощность двигателей в кет , . .
104,5
54,5
105,5
54,5
24,8
Общий вес в кг . . . .
7098
3950
6598
3480
1820
Заборное устройство
Число оборотов дисков в минуту
4-1
44
44
44
42,9
Мощность электродвигателей в кет;
привода дисков . .
4,5
4,5
4,5
4,5
2,8
привода ходовых колес
2X1
2X1
2Х 1
2X1
2Х 1
Скорость переднижени я в м!м ин
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
Осадительная камера
Площадь фильтрующей поверхности в м*
18
14
10
3
1,35
Диаметр винта выгрузки в мм
250
200
220
200
180
Мощность электродвигателя привода винтового конвейера в кет
28
28
28
20
10
Вакуум-насос
Марка насоса
РМК-4
рмк-з
РМК-4
рмк-з
РМК-2
Мощность электродвигателя в кет
70
28
70
28
10
Таблица 52
Недостаток пневморазгрузчиков рассмотренного типа — ограниченный радиус действия, вследствие чего они, например, не могут обеспечить подачу выгруженного цемента в силосные банки прирельсового склада; для этой цели до последнего времени использовали громоздкие винтовые конвейеры и элеваторы.
Более эффективным средством для подачи цемента из осадительной камеры в силосы являются пневматические подъемники.
На рис. 199 показана схема установки пневматического разгрузчика и пневматического подъемника.
Пневматический подъемник (рис. 200) состоит из рамы, транспортного трубопровода, приемной камеры, напорного винтового 334
конвейера с переменным шагом винта, электродвигателя и смесительной камеры, в которой установлена пористая перегородка.
Рис, 199. Схема установки пневмомеханического подъемника цемента:
1 — заборное устройство разгрузчика цемента; 2 — пневмомеханический подъемник; 3 — осадительная камера разгрузчика цемента; 4 — трубопровод; 5 — гибкий шланг
Для обеспечения равномерного питания подъемника цементом над приемной камерой устанавливается барабанный питатель с шиберным затвором.
Таблица 53
Техническая характеристика пневматических подъемников
Показатели
С-558
С-670
С-671
С-672
Производительность (техническая) в т/ч
100
20
40
60
Высота подъема в м
25
25
25
25
Дальность подачи по горизонтали в .и
20
20
20
20
Диаметр трубопровода в лги . . . .
150
100
125
135
Давление в смесительной камере в атм
2,2
2,2
2,2
2,2
Емкость смесительной камеры в л
100
40
60
80
Удельный расход сжатого воздуха в м?!т
4-5
4—5
4—5
4-5
Мощность электродвигателя привода винтового конвейера в кет . - -
40
14
20
28
Число оборотов винта в минуту . ■ .
980
980
980
980
Общий вес (без трубопроводов) в кг
1460
1000
1200
1300
Принцип действия подъемника основан па том. что цемент, подаваемый шнеком в смесительную камеру, интенсивно перемешивается с воздухом, поступающим через пористую перегородку, образуя аэросмесь высокой концентрации, которая под давлением
Рис. 200. Пневматический подъемник:
/ _ приемная камера; 2 — напорный винтовой конвейер; У — рама; 4 —электродвигатель винтового конвейера; 5 — барабанный питатель; 6 — трубопровод; 7 — смесительная камера; 8 — шиберный затвор; 9 — лопастной барабан питателя; 10 — пористая перегородка; // — штуцер для подвода сжатого воздуха; 12 — приводная цепь; 13 — редуктор; 14 —электродвигатель барабанного питателя
потока воздуха подается по трубопроводу в силосную банку. Воздух в подъемник поступает из специального компрессора, установленного у разгрузочного пункта. Техническая характеристика пневматических подъемников приведена в табл. 53.
336
§ з. ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКИЕ РАЗГРУЗЧИКИ
В пневмомеханических разгрузчиках захват цемента производится механическими устройствами, например винтами, а дальнейшее транспортирование — с помощью пневматической нагнетательной установки.
Примером такой конструкции является разгрузчик С-606 (рис. 201), заборное устройство которого состоит из двух заборных и одного напорного винтов и двух подгребающих дисков, смонтированных на самоходной тележке, конструкция которой и
Рис. 201. Пневмомеханический разгрузчик цемента С-606:
/ — ходовое колесо; 2 — подгребающие диски; 3 — заборный винтовой конвейер; 4 — напорный винтовой конвейер, 5 —- аэрационная камера; б — пористая перегородка;
7 — ниппель для подачи воздуха в аэрационную камеру
управление ею аналогичны рассмотренным выше пневморазгрузчикам. В отличие от разгрузчиков всасывающего типа разгрузчик С-606 — нагнетательного типа.
Процесс работы разгрузчика следующий: штыревой рушитель, расположенный в передней части машины, врезается в массу цемента, обрушивает его на подгребающие диски, которые направляют цемент к наклонным заборным винтам, а последние подают его^в камеру напорного винта. Цемент напорным винтом нагнетается в аэрационную камеру, куда через пористую ткань компрессором подается сжатый воздух, который интенсивно перемешивается с цементом, образуя аэросмесь; последняя по гибкому цемеи- товоду перемещается к месту разгрузки.
Напорный винт имеет переменный шаг, благодаря чему у °" ходного отверстия образуется пылевая пробка, предотвра1''‘'ыми прорыв сжатого воздуха из аэрационной камеры. сужения г339
ZZ Евневич
Подача воздуха в камеру регулируется автоматическим краном с электромагнитным приводом, срабатывающим в зависимости от нагрузки на электродвигатель напорного винта; поэтому при перерывах в поступлении цемента подача воздуха автоматически прекращается. Управление разгрузчиком дистанционное.
Техническая характеристика•пневматического разгрузчика С-606
Производительность (при дальности подачи до 20 .и и высоте до 3 л) в т/ч 40
Диаметр гибкого цементовода в мм (00
заборных винтовых конвейеров в мм134
напорного винтового конвейера в мм 180
Общая мощность электродвигателей в квт29,9
Производительность компрессора в м3!мин 4
Рабочее давление воздуха в компрессоре в атм3,0
Мощность электродвигателя компрессора в квт 10
Скорость передвижения разгрузчика в м]мин 6,5
Габаритные размеры в мм: длина 1755
ширина1400
высота1510
Глава XXIV. ВОПРОСЫ ЭКОНОМИКИ
И ОХРАНЫ ТРУДА ПРИ ВЫБОРЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИГРУЗОПОДЪЕМНЫХ И ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ
МАШИН
Технологический комплекс заводов строительных материалов— это цепь последовательно установленных машин и аппаратов, связанных между собой транспортирующими устройствами. Перебой в работе транспортирующей машины влечет нарушение работы всей поточной системы.
На заводах строительных материалов машины работают в тяжелых условиях (абразивные грузы, горячие материалы, запыленность среды).
Транспортирующие машины весьма разнообразны как по конструкции, так и принципу действия. Условиям эксплуатации могут удовлетворять несколько типов транспортирующих машин, т. е. выбор грузоподъемных и транспортирующих машин — задача многовариантная. Поэтому важно для конкретных условий выбрать наиболее рациональную машину (или группу машин), в тесной увязке с другими агрегатами, входящими в комплекс.
тоанспортирующие машины должны перемещать грузы к опре- L чм пунктам комплекса в обусловленных количествах и пневмап. J«г п
-твии с заданной программой. Перемещение должно про- 336
изводиться с минимальным числом перегрузок с тем, чтобы грузы не повреждались и ие теряли свои ценные свойства.
При выборе типа машины нужно рассматривать как технические, так и экономические факторы, а также требования охраны труда.
К основным техническим факторам, оказывающим влияние на выбор транспортирующей машины относятся: физико-механические свойства груза, необходимая производительность, трасса перемещения и ее длина, а также условия, в которых должно происходить перемещение грузов.
К экономическим факторам относятся: стоимость машины и ее монтажа, стоимость содержания и ремонта, куда включается заработная плата рабочих, обслуживающих машину, с необходимыми начислениями, стоимость энергии и смазочных материалов и др. Основным технико-экономическим показателем транспортирующей машины является стоимость единицы транспортной работы — стоимость перемещения 1 m груза на 1 ж или 1 км.
В некоторых случаях в качестве основного технико-экономического показателя может служить стоимость одной машиносмены, как это удобно использовать при приглашении специальных передвижных кранов от сторонних организаций для производства временных работ при монтаже и ремонте оборудования. Для сравнительной оценки транспортирующих машин могут служить также так называемые сравнимые удельные показатели.
К числу сравнимых удельных показателей, используемых при технико-экономическом анализе, с одинаковыми расстояниями транспортирования, относятся:
удельная металлоемкость — отношение веса машины к ее часовой производительности в кг1т!ч\
удельная мощность — отношение мощности, потребляемой машиной, к ее часовой производительности в квт!т!ч\
удельный габаритный объем — отношение габаритного объема к ее часовой производительности в мй1т1ч\
удельная площадь — отношение площади, занимаемой машиной в плане, к ее часовой производительности в м21т1ч.
При небольших расстояниях перемещения, как это обычно имеет место в технологических комплексах (внутри цехов) на выбор транспортирующих и грузоподъемных машин главное влияние оказывают технические факторы.
Так, например, при транспортировании тяжелых крупнокусковых материалов в горизонтальном и наклонном направлениях (при подаче их в дробилки), а также при транспортировании горячих материалов применяют пластинчатые питатели и конвейеры с металлическими пластинами. В остальных случаях применяют ленточные конвейеры.
При подъеме материала на значительную высоту ленточными или пластинчатыми конвейерами установка их требует сооружения 22*339
громоздких эстакад» занимающих в плане много места. В таких случаях часто применяют элеваторы, которые занимают меньше места в плане. Однако при транспортировании кусковых материалов элеваторы менее надежны, чем конвейеры. Для повышения надежности работы элеваторов предусматривают специальные загрузочные устройства, в сочетании с которыми элеваторы могут обеспечить надежную без аварий работу и являются конкурентоспособными с наклонными ленточными конвейерами.
Скиповые подъемники применяют главным образом для подачи сырья и топлива в шахтные печи. Для перемещения мелкозернистых и молотых материалов на небольшие расстояния применяют винтовые конвейеры и пневматические желоба с пористыми плитками.
Для транспортирования пылевидных материалов на значительные расстояния применяют пневматические транспортирующие установки с винтовыми или камерными питателями, а также пневматические установки, работающие в плотной фазе.
Правильный выбор транспортирующей машины для определенных условий в значительной степени предопределяет успех последующей эксплуатации всего технологического комплекса.
При значительных расстояниях транспортирования, как это имеет место при доставке сырья с карьера на завод, большое значение приобретают экономические факторы. В таких случаях производится сравнительный технико-экономический анализ стоимости транспортирования при разных вариантах транспортных машин.
Стоимость транспортирования складывается, как обычно, из амортизационных отчислений, затрат па текущий и средний ремонты, затрат на материалы, па электроэнергию и расходов на зарплату обслуживающему персоналу. Под амортизационными отчислениями понимается стоимостное возмещение износа машин, оборудования и прочих основных фондов в процессе эксплуатации.
Годовая сумма амортизационных отчислений определяется в зависимости от величины полной стоимости оборудования (включая транспортные расходы и затраты на монтаж) и установленной нормы амортизации
Л=—, (348)
где А — годовая сумма амортизационных отчислений в руб.; Р — полная стоимость оборудования в руб.;
а — годовая норма амортизации, включая отчисления на капитальный ремонт в %.
Полная стоимость оборудования Р состоит из:
отпускной цены на это оборудование, которая определяется по соответствующим прейскурантам;
340
затрат на транспортировку оборудования к месту установки. Укрупненно эта величина может быть принята в размере: для оборудования весом до 1 m — 7% от прейскурантной цены; для оборудования более 1 m — 4%;
стоимости монтажа. Величина этих затрат принимается по справочным данным, а при отсутствии их ориентировочно 15—20% от отпускной цены оборудования.
Годовая норма амортизационных отчислений, в том числе на капитальный ремонт, должна приниматься в соответствии с нормами амортизационных отчислений по основным фондам народного хозяйства СССР, введенными в действие с 1 января 1963 г.
Затраты на текущий и средний ремонты включают зарплату ремонтным рабочим, стоимость материала и запасных частей, а также затраты на эти виды ремонта ремонтно-механическим цехом предприятия. Среднегодовая величина этих затрат может определяться на основе обобщенных фактических данных, либо по укрупненным нормативам. Расходы на эти виды ремонтов для конвейеров могут при ориентировочных расчетах приниматься в размере 10% от отпускной цены.
Затраты на электроэнергию определяются по двухставочному тарифу, который состоит:
из дополнительной платы за суммарную присоединенную мощность трансформаторов и высоковольтных двигателей вне зависимости от потребляемой энергии;
из дополнительной платы за каждый потребленный киловатт-час активной энергии, учтенной счетчиком;
из коэффициента скидок и надбавок к тарифу за достигнутую величину cos ср.
Полная величина зарплаты определяется суммой основной и дополнительной зарплаты.
Основная зарплата включает в себя прямую зарплату, выплачиваемую рабочим по сдельным расценкам (для сдельщиков) или по тарифным ставкам за отработанное время (для повременщиков). Кроме того, в основную зарплату включаются: премии, выплачиваемые рабочим по постоянно действующей премиальной системе за выполнение установленных плановых показателей; прочие доплаты к прямой зарплате (бригадирские, ночные и т. д.).
Дополнительная зарплата состоит из: сумм, выплачиваемых рабочим за время очередного отпуска, за время выполнения гос- обязанностей или учебы и т. п.; доплат к основной и дополнительной зарплате в соответствии с районными коэффициентами.
К основной и дополнительной зарплате должны быть добавлены начисления на зарплату (отчисления соцстраху) в соответствии с установленными нормами.
Штат персонала, обслуживающий транспортирующую машину или группу машин, принимается применительно к местным условиям.
По экономическим соображениям в некоторых проектах, разработанных Южгипроцементом, подача пластичных сырьевых материалов с карьера на завод предусмотрена гидротранспортом, а доставка твердых известняков ленточными конвейерами. На Ахан-Гаранском цементном заводе сырьевые материалы с карьера на завод доставляются ленточными конвейерами на расстояние 7 км.
В табл. 54 приведена сравнительная эффективность нескольких видов транспорта, подсчитанная для одного из цементных заводов с двумя технологическими линиями [291.
Таблица 54
Эффективность различных способов транспортирования сырья
Показатели
В ид транспорта
Авто- самосвалы
Железная дорога
Канатноподвесная дорога
Ленточные конвейеры
нормальная колея
узкая колея
Годовые эксплуатационные расходы в тыс. руб.
366
390
448
330
274
Стоимость транспортирования сырья в коп.
36
39
37
33
27
Капитальные затраты в млн.руб
1,45
2,6
2,27
2,26
2,26
Удельные капитальные затраты на 1 т в руб.
1,42
2,58
2,25
2,24
2,24
Количество транспортных рабочих . . . .
77
64
125
78
21
На одном из цементных заводов были сопоставлены два способа транспортирования сырья—канатно-подвесной дорогой и гидротранспортом. Выяснилось, что гидротранспорт суглинисто-мелового шлама влажностью 35—37% более экономичен. Капитальные затраты при гидротранспорте оказались на 669 тыс. руб. меньше, заводская себестоимость транспортирования 1 т сырья составляла 2,6 коп., против 8 коп. при канатно-подвесной дороге [29].
При транспортировании сырья на расстояние до 5 км и производительности до 250—300 т может оказаться рациональным электровозный или тепловозный узкоколейный рельсовый транспорт в саморазгружающихся вагонетках грузоподъемностью 10 т. При больших объемах перевозок и значительных расстояниях более эффективным оказывается железнодорожный транспорт нормальной колеи и вагоны-самосвалы грузоподъемностью 50—100 т, 342
При сложном рельефе местности и при расстоянии транспортирования до 8—12 км применяют канатно-подвесные дороги с вагонетками грузоподъемностью 1—1,5 т.
Технико-экономическими расчетами обосновывается выбор транспорта для отправки готовой продукции специализированным транспортом. Наряду с достоинствами специализированного транспорта (автоцементовозы, панелевозы, пневмоцистерны и др.) им свойственны и недостатки — порожние пробеги в обратном направлении. Поэтому специализированный транспорт экономически выгоден лишь при определенных дальностях перевозок, по некоторым данным для автоцементовозов до 100—130 км, а для пиев- моцистерн до 600 км [29].
Большую экономическую эффективность сулит контейнерная перевозка порошкообразных грузов. В настоящее время разработаны мягкие складные контейнеры из армированных пластмасс емкостью до 10 м3.
Конструкция контейнеров полностью гарантирует воздухо- и влагонелроницаемость. Габаритные размеры контейнера обеспечивают 100% использование железнодорожных платформ или полувагонов, а также речных барж.
Выбор вида транспорта в большой степени определяется местными условиями. Поэтому приводимые данные следует рассматривать как ориентировочные.
При разработке .проектов механизации работ, составляемых проектными организациями, а также при разработке заводских планов организационно-технических мероприятий, составляемых на каждый год, следует производить технико-экономическое обоснование эффективности намечаемых мероприятий, в частности обоснование эффективности внедрения новой техники.
Экономическая эффективность применения новых машин или модернизации существующих транспортирующих или грузоподъемных машин определяется путем сопоставления технико-экономических показателей модернизированной или новой машины по сравнению с аналогичными показателями действующих машин.
Естественно, что необходимым условием для определения экономической эффективности новой техники является расчет технико-экономических показателей, характеризующих применение новой и базовой техники. Для решения вопроса соизмеряют капитальные затраты и годовые эксплуатационные затраты (или экономию на себестоимости). Соизмерение производят с помощью двух показателей: срок окупаемости дополнительных капитальных вложений
Т ^1-^2G-Cj
и коэффициент сравнительной эффективности
£ =(350)
где KY и Ко — капитальные вложения по сравниваемым вариантам;
Сг и С, — себестоимость продукции по сравниваемым вариантам.
В нашем случае под себестоимостью продукции следует понимать себестоимость перемещения грузов (единицы транспортной работы), подсчитываемой по приведенной выше методике.
При принятии решения о целесообразности осуществления того или другого варианта необходимо принять также во внимание ряд других соображений, в частности соображения относительно охраны труда и улучшения условий работы. Поэтому не всегда объекты, дающие меньшую эффективность, должны быть отброшены.
В дополнение к основным стоимостным показателям эффективности капитальных вложений, при выборе наиболее эффективных вариантов должны быть использованы также натуральные показатели, характеризующие производительность труда, расход энергии и др.
Грузоподъемные машины относятся к числу ответственных, несоблюдения правил их эксплуатации может привести к травматизму и к человеческим жертвам. Небезопасна эксплуатация и транспортирующих машин. Поэтому вопросы охраны труда при эксплуатации таких машин занимают важнейшее место. Как известно, в советском праве под охраной труда понимают совокупность норм, регулирующих рабочее время, время отдыха и правила техники безопасности и промышленной санитарии.
Технические и организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работы для обслуживающего персонала и долговечность оборудования, регламентированы правилами технической эксплуатации. .
Все ведущие отрасли народного хозяйства, в том числе промышленность строительных материалов, имеют разработанные правила технической эксплуатации своих заводов, являющиеся сводом основных положений по эксплуатации целых цехов и отдельных видов оборудования.
Правила технической эксплуатации, являющиеся законом производства, включают:
надзор за монтажом и приемку в эксплуатацию нового оборудования;
обеспечение обслуживания оборудования специально подготовленным персоналом;
организацию безопасного обслуживания машин и ухода за ними;
344
организацию технического надзора за машинами и работой обслуживающего персонала;
основные положения промышленной санитарии, в частности вопросы борьбы с пылью — этим главнейшим вредным спутником производства строительных материалов.
Например, правила технической эксплуатации цементных, кирпичных, стекольных и других заводов, знание которых обязательно для каждого техника, занятого в этой промышленности, детально охватывают также вопросы технической эксплуатации подъемного и транспортирующего оборудования. Некоторые выдержки из этих правил были приведены при рассмотрении соответствующих разделов курса. Кроме того, каждый техник, связанный с эксплуатацией грузоподъемных машин, должен быть детально знаком с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов», утвержденными Госгортехнадзором.
Все грузоподъемные машины при сдаче их в эксплуатацию должны иметь паспорта и инструкции по технической эксплуатации. В инструкции должны быть указаны порядок и правила обслуживания машины и мероприятия по технике безопасности при работе на этой машине. К управлению подъемно-трапспортирую- щими машинами допускаются только лица, хорошо знакомые с их устройством, сдавшие экзамен по техническому минимуму и имеющие соответствующие удостоверения.
Борьба с пылью в транспортирующих машинах ведется как путем пылеподавления в местах ее образования, например орошением инертных материалов в узлах загрузки и перегрузки конвейеров, так и обеспыливанием установок с помощью пылевсасывающих установок, а также тщательным уплотнением трубопроводов пневматических транспортных установок, желобов, винтовых конвейеров и других транспортирующих машин.
Для улучшения условий труда важное значение имеет дистанционное управление транспортирующими машинами и автоматизация.
Технологическое и транспортное оборудование современных заводов стройматериалов представляет собой поточно-транспортную систему, в которой управление механизмами и контроль технологического процесса должен осуществляться централизованно с одного пункта управления.
Централизация управления поточно-транспортными системами значительно повышает производительность и безопасность труда, увеличивает надежность и эффективность работы всего комплекса оборудования.
При центральном управлении на пульте сосредоточивается аппаратура управления, а на специальном щите, который может быть совмещен с пультом, мнемосхема и сигнальная аппаратура, позволяющая осуществлять контроль технологического процесса.
Централизованное управление может быть дистанционное, автоматическое и дистанционное с элементами автоматики.
Для осуществления централизованного управления оборудование должно быть сконструировано с учетом работы без постоянного обслуживающего персонала и снабжено аппаратурой контроля за обрывом лент, цепей и др.
Загрузочные устройства должны быть оборудованы автодозаторами. Затворы,. плужки и другие устройства, должны иметь управляемые приводы. Силосы и бункеры оборудуют указателями уровня заполнения и устройствами, устраняющими зависание в них материала.
ЛИТЕРАТУРА
Александров М. П. Подъемно-транспортные машины, Машгиз, 1965.
Алферов К- В. и Зенков Р. Л. Бункерные установки, Машгиз, 1955.
Андреев К- И. и др. Развитие напольного транспорта в СССР и за рубежом. НИИИнформтяжмаш, 1966.
Аннинский Б. А. и Шаранович П. А. Комплексная механизация выгрузки навалочных грузов. Машгиз, 1962.
Базанов А. Ф. Самоходные погрузчики. Машгиз, 1955.
В ай неон А. А- Подъемно-транспортные машины. «Машиностроение», 1964.
Васильев Н. В. Внутрифабричный транспорт и складское хозяйство обогатительных фабрик. «Недра», 1963.
Васильев Н. В. Основы проектирования и расчеты транспортных устройств и складов обогатительных фабрик. «Недра», 1965.
Вдовенко О. П. Пневматический транспорт на предприятиях химической промышленности. «Машиностроение», 1966.
Г о р б о в е ц М. Н. Автоматические устройства для регистрации уровня сыпучих материалов в емкостях. Машгиз, 1962.
И. Гора В. Е. Новые конструкции мостовых электрических кранов. НИИИнформтяжмаш, 1965.
Госгортехнадзор. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. «Недра», 1965.
Дмитриев П. Н. и Матвеев А. И. Расчет и исследование установок для пневматического транспортирования цемента. НИИИнформстрой- доркоммунмаш, 1965.
Дьячков В. К- Машины непрерывного транспорта. Машгиз, 1961.
Е в п е в и ч А- В. Грузоподъемные и транспортирующие машины на заводах строительных материалов. Машгиз, 1962.
Евневич А. В. Горные транспортные машины. Госгортехиздат, 1963.
Е в нев и ч А. В. и Шахмейстер Л. Г. Пластинчатые конвейеры. Госгортехиздат, 1962.
К и ф е р Л. Г. и Абрамович И. И. Грузоподъемные машины (с атласом). Машгиз, 1956.
К о з ь м и н П. С. Машины непрерывного транспорта. Машгиз, 1948.
К р а ш е н н и к о в М. Н. и др. Проектирование цементных и асбоцементных заводов. Стройиздат, 1966.
Матвеев А. И. и др. Механизация транспортировки и перегрузка цемента. ЦИНТИМАШ, 1962.
Микольский Ю. Н. Пневматический транспорт в производстве Строительных материалов. Госстройиздат, УССР. 1962.
Оборудование для заводов строительных материалов. Справочник под ред. В, А. Баумана. Машгиз, 1959.
Правила технической эксплуатации цементных заводов. Промстрой- издат, 1960.
Руденко Н. Ф. Грузоподъемные машины (с атласом). Машгиз, 1957.
Строительные машины. Справочник, «Машиностроение», 1965.
Спиваковский А. О., Дьячков В. К. Транспортные машины, Машгиз, 1955.
Ташкинов В. А. и Арлащенко И. В. Крапы мостовые однобалочные (кран-балки) новой конструкции. НИИИнформтяжмаш, 1965.
Теремецкий К-Н. Проектирование цементных и асбоцементных заводов. Госстройиздат, 1964.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие 3
Введение 5
Краткие сведения из истории развития подъемно-транспортных машин 5
Общие сведения о применении подъемно-транспортных машин на заводах строительных материалов 7
Основные группы грузоподъемных и транспортирующих машин, применяемых на заводах строительных материалов, 9
О Международной системе единиц (СИ) 10
Раздел первый. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
Глава Г Общие сведения 12
Классификация и основные параметры 12
Режим работы грузоподъемныхмашин 15
Глава И. Гибкие подъемные и тяговые органы 19
Канаты jo
Сварные цепи 26
Пластинчатые шарнирные цепи 27
Глава III. Блоки, полиспасты, барабаны и звездочки 30
Блоки и полиспасты 30
Барабаны 34
Звездочки
Глава IV. Устройства и приспособления для захватывания и подвешивания грузов 41
Крюки . 41
Захваты для штучных грузов 44
Захваты для сыпучих и кусковых материалов 51
Контейнеры 52
Глава V. Остановы и тормоза 53
Остановы 5з
Тормоза 56
Г лава VI. Привод грузоподъемных машин 79
Ручной привод 79
Машинный привод • • , . 81
Глава VII. Домкраты, лебедки итали 87
Домкраты 87
Лебедки 93
Ручные тали 96
Электрические тали 98
Глава VIII. Краны 103
Мостовые краны 104
Козловые краны 114
Управление мостовымиикозловыми электрическими кранами 115
Самоходные стреловыекраны 119
Основы расчета кранов 125
Глава IX. Подъемники 142
Клетьевые подъемники 142
Скиповые подъемники 143
Раздел’второй. ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫИ УСТАНОВКИ
Глава X. Общие сведения • • 146
Некоторые данные о транспортируемых материалах 146
Производительность транспортирующих машин и установок • •150
Сопротивление движению тягового органа 152
Глава XI. Ленточные конвейеры 157
Назначение и классификация 157
Ленты 160
Приводные и натяжные устройства 169
Роликовые опоры 171
Загрузочные и разгрузочные устройства 177
Расчет ленточных конвейеров 180
Глава XII. Пластинчатые и скребковые конвейеры 190
Общие сведения о пластинчатых конвейерах 190
Расчет пластинчатых конвейеров 191
Скребковые конвейеры 193
Глава XI11. Элеваторы 196
Общие сведения и классификация 196
Основные узлы элеваторов 202
Расчет элеваторов 204
Глава XIV. Ковшовые и подвесные конвейеры 209
Ковшовые конвейеры 209
Подвесные конвейеры 211
Глава XV. Конвейеры без тягового органа 218
Винтовые конвейеры 218
Вибрационные конвейеры 224
Роликовые конвейеры 231
Глава XVI. Пневматические и гидравлические транспортирующие установки 233
Общие сведения 233
Основные элементы пневматических транспортирующих установок . . . .. . .236
Расчет пневматических транспортирующих установок 249
Пневматические транспортирующие желоба 258
Гидравлические транспортирующие установки ........26Q
Глава XVII. Бункера изатворы 265
Бункера 265
Затворы 268
Раздел третий. НАЗЕМНЫЙ И ПОДВЕСНОЙКОЛЕСНЫЙ ТРАНСПОРТ
Глава XVIII. Рельсовый транспорт 271
Общие сведения • 271
Рельсовые пути 272
Прицепной подвижнойсоставрельсового транспорта 277
Общие сведения о локомотивах 280
Мотовозы 285
Электровозы 287
Тяговый расчет 288
Канатная откатка 290
Специальные вагонетки для транспортирования формованных изделий 294
Глава. XIX. Канатные подвесные дороги 300
Устройство канатных подвесных дорог 300
Глава XX. Безрельсовый транспорт 305
Самоходные тележки 305
Грузовые автомобили 308
Раздел четвертый. ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕМАШИНЫ
Глава XXI. Универсальные вилочные погрузчики 318
Глава XXII. Погрузчики для насыпных грузов 325
Погрузчики непрерывного действия 326
Погрузчики цикличного действия 327
Разгрузочные машины 330
Глава XXIII. Разгрузчики для пылевидных материалов 330
Механические разгрузчики 339
Пневматические разгрузчики 332
Пневмомеханические разгрузчики 337
Глава XXIV. Вопросы экономики и охраны труда при выборе и эксплуатации грузоподъемных и транспортирующих машин ■ - • •338
347347Литература
347
347
Антон Владиславович ЕВНЕВИЧ
Грузоподъемные и транспортирующие машинына заводах строительных материалов
Редактор издательства А. //. БирюковТехнический редактор Л. П. ГордееваКорректор /К. Л. Сулюдолива
Переплет художника Л. С. Бендроеа
Сдано в производство 20/IX [967 г.
Подписано к печати 19/11 1968 г.Т-01200
Тираж 24000 эка. Печ. л, 22,0. Бум. л. 11,0 Уч.-изд. л. 21,5 Формат 60Х90/1(! Цена 90 коп.
Зак. № 1754
Издательство «МАШИНОСТРОЕ Н И Е»,Москва, Б-66, 1-й Басманный пер., 3
Ленинградская типография № 6Главполиграфпрома Комитета по печатипри Совете Министров СССРЛенинград, ул. Моисеенко, [р
S = -— =ф — ,(38)
В. ЕВНЕВИЧ
ПРО». Д-Р ТЕХН, НАУК
ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕИ ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕМАШИНЫНА ЗАВОДАХСТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Допущено Министерством. высшего и среднегоспециального образования СССРв качестве учебника для техникумов
Издание 4-е, переработанное
Издательство „МАШИНОСТРОЕНИЕ"Москва 1968
УДК f•21.873/.875 -г 62L867 :60l002(075.3)
Грузопод ьемныс и транспортирующие машины на заводах строительных материалов. Евневич А. В. Изд. 4-е, перер. и доп. Учебник для техникумов. М., изд-во «Машиностроение», 1968, 35и стр.
В книге рассмотрен весь комплекс грузоподъемных и транспортирующих машшк применяемых на заводах строительных материалов. В вей приведены сведения о применен ин подъемно-транспортных машин па заводах стройматериалов, рассмотрены конструкции, теория и расчет новых типов электроталей, крян-балок. мостовых, козловых и передвижных кранов, а также грузоподъемных механизмов, применяемых при монтаже и ремонте оборудования (домкратов, тялен. полк спасти, лебедок). Даны основные сведения о правилах эксплуатации грузоподъемных машин, в соответствии с «Правилами устройства и безопасной экенл у а гацни грузоподъемных кранов», утвержденными Госгортехнадзором. Рассмотрены конструкция, теория и расчет транспортирующих машин: ленточных, пластинчатых, скребковых, винтовых и вибрационных конвейеров. универсальных подвесных конвейеров и специальных конвейеров для сушки керамических труб. Детальное освещение получили пневма- тпчеекне транспортные установки для цемента и других порошковых материалов. Приведены основные снедения по рельсовому наземному и подвесному транспорту, используемому для доставки сырья с карьеров на заводы строи» тельных материалов (устройство путей, вагонеток, локомотивов), а также основные средства напольного безрельсового транспорта: самоходные аккумуляторные тележки и некоторые типы специальных автомобилей (автоце* ментовозы, панелевозы). Рассмотрены погрузочно-разгрузочные машины для штучных и насыпных грузов: авто- и электропогрузчики, погрузочные машины для цикличного и непрерывного действия, а также специальные механические и пневматические разгрузчики для цемента н других пылевидных материалов.
Книга предназначена в качестве учебника для учащихся техникумов по специальности «Машины и оборудование промышленности строительных материалов» и может быть полезна для студентов вузов и заводских механиков. Табл. 54. Илл. 201, библ. 29 назв.
Рецензент инж. Б. А. Михайлов