Строительные машины 2 Принципы устройства (стр. 19 из 45)
где М — максимальный изгибающий момент, кгс*м (Н*м); G — масса поднимаемого груза, т; а — расстояние между стропами, м; W — момент сопротивления балки траверсы.
Если траверса подвешена на канатах, направленных под углом к вертикали (рис. 5.13, б), то возникают усилия, действующие вдоль нее, что вызывает дополнительно продольный изгиб траверсы. Напряжения от продольного изгиба, возникающие в траверсе, s = T / Fj,
(5.15) где Т — усилие, действующее вдоль траверсы, кгс (Н); F — площадь сечения траверсы, м2; j — коэффициент устойчивости при изгибе.
Рис. 5.13. Траверсы
Траверсы выполняют различными для подъема грузов разной массы и конфигурации. На рис. 5.13, в показана траверса для подъема стропильных балок пролетом до 18 м, массой до 10 т. Такая траверса представляет собой металлическую ферму и весит около 1 т.
Для подъема грузов сложной конфигурации и массой более 20 т применяют трехрогие траверсы (рис. 5.13, г). Такая траверса предназначена для подъема царг диаметром 9—11 м при монтаже доменных печей.
З а х в а т ы также используют для поднятия грузов. Например, колонны поднимают захватами, показанными на рис. 5.15, а. Для подъема массовых однотипных грузов применяют захваты в виде клещей (рис. 5.15, б). При подъеме груз удерживается в клещах силой трения, поэтому необходимо, чтобы усилие
Р ³ G / 2m
(5.16)
где G — масса поднимаемого груза, т; m — коэффициент трения. Усилие можно определить из уравнения равновесия системы
Ta + Pb-Pm * c / 2 = 0,
(5.17) где с/2 — расстояние от линии действия силы Pm до оси захвата,
Так как Т=G / 2 cos a, то можно написать, что
- Ga / 2 cosa + Gb / 2m - Gc / 4 = 0
(5.18)
Исходя из этих зависимостей, подбирают плечи рычагов клещей.
Рис. 5.14. Захваты
Б а д ь и используют для перемещения сыпучих, кусковых и пластичных материалов(песка, щебня, бетонных смесей и др.). По конструкции бадьи бывают опрокидными и с раскрывающимся днищем (рис. 5.15).
Г р е й ф е р ы (двухканатные, крюковые одноканатные и моторные). Для массового перемещения сыпучих материалов более пригодны грейферы, которые загружаются и разгружаются автоматически.
Рис. 5.15. Бадья с раскрывающимся днищем:
/ — створки днища; 2, 5 — запорные рычаги; 3 —
рычаг для открывания и закрывания створок;
4 — ось
Двухканатный грейфер (рис. 5.16) подвешивается к двухбарабанной или к двум однобарабанным лебедкам 1 на поддерживающем 2 и замыкающем 3 канатах. Поддерживающий канат 2 закреплен на верхней головке грейфера. Замыкающий канат 3 прикреплен к нижней головке грейфера 4, на которой одновременно закреплены тяги 5, связанные с челюстями грейфера. Для создания большего усилия замыкания грейфера в верхней и нижней головке имеются блоки полиспаста, через которые проходит замыкающий канат. Когда грейфер висит на поддерживающем канате, а замыкающий канат освобожден, челюсти грейфера под действием их веса, веса нижней головки и грунта раскрываются (положение 1) и материал высыпается.
При одновременном опускании обоих канатов грейфер, независимо от положения челюстей, опускается и ложится на материал (положение //). При выбирании замыкающего каната нижняя головка поднимается, челюсти грейфера смыкаются, захватывая материал (положение ///). Выбирание замыкающего каната после полного замыкания челюстей приводит к подъему грейфера. При этом включается на подъем (во избежание провисания) также и поддерживающий канат, который при достаточной опытности крановщика может принять на себя часть общей нагрузки.
Рис. 5.16. Схема работы двухканатного симметричного грейфера
Для опорожнения грейфера барабан поддерживающего каната затормаживается, а барабан замыкающего каната вращают в сторону опускания этого каната. Под действием веса материала и челюстей грейфера они раскрываются (положение IV). Направление движения канатов для каждого из положений показано стрелками.
Крановые механизмы могут приводиться в движение каждый отдельным двигателем (многомоторный или индивидуальный привод) или один привод сообщает движение всем механизмам или группе механизмов
(одномоторный или групповой привод).
На рис. 5.17 приводятся схемы основных механизмов кранов с многомоторным приводом. Все они построены на одном принципе: электродвигатель через зубчатую передачу (редуктор) сообщает вращение исполнительным элементам.
М е х а н и з м п о д ъ е м а (рис. 5.17, а). Электродвигатель 1 через несколько зубчатых передач 3 приводит во вращательное движение барабан 4, на который наматывается канат 5, идущий от неподвижной обоймы 6 полиспаста. Груз подвешен на крюке 7. На валу, соединенном с валом электродвигателя, установлен тормоз 2, применяемый для удержания поднятого груза.
М е х а н и з м п е р е д в и ж е н и я р е л ь с о - колес ного к р а н а
(рис. 5.17, б). Электродвигатель 1 через несколько зубчатых передач 3 приводит во вращение колесо 4. Так же, как и в механизме подъема, установлен тормоз 2, предназначенный для удержания крана на месте при нахождении его на уклоне и при действии на него ветрового давления.
М е х а н и з м в р а щ е н и я пов ор отной ч ас ти кр ана (рис.
5.17, г). Электродвигатель 1, установленный на поворотной части крана, через несколько зубчатых передач 3 и конической передачи 8
Рис. 5.17. Схемы крановых механизмов
приводит во вращательное движение шестерню 9, которая обкатывается по неподвижному зубчатому ободу 10, укрепленному на неповоротной части крана. Таким образом, вся поворотная часть крана обкатывается вокруг обода. На валу электродвигателя 1 помещен тормоз 2.
Г р у п п о в о й п р и в о д (рис. 5.17, в). Двигатель / через ременную или цепную передачу // приводит во вращательное движение шестерню 12. Последняя приводит во вращение вал со стрелоподъем-ньш барабаном 13 и грейферными барабанами 14 и 15. На всех валах с барабанами установлены муфты 16, которыми барабаны могут независимо включаться.
М е х а н и з м и з м е н е н и я в ы л е т а к р ю к а в одних кранах изменяет наклон стрелы, а в других передвигает каретку с несущими блоками. На рис. 5.17, д показана схема механизма передвижения каретки с крюком. К каретке 17, установленной на рельсах, прикреплены концы тягового каната 5, огибающего барабан 4 лебедки. При вращении барабана по часовой стрелке канат наматывается с нижней ветви А барабана и сматывается с верхней ветви Б. Каретка движется вправо, при вращении против часовой стрелки — влево.
В каждом из этих механизмов имеется тормозной шкив (тормоз), который устанавливают обычно на валу, находящемся на одной оси с валом электродвигателя.
В зависимости от типа и назначения кранов они могут иметь различные механизмы. Например, неподвижные краны имеют механизмы подъема и опускания груза, поворота мачты, поворота стрелы, наклона стрелы. В таких кранах нет механизма передвижения крана, который имеется в передвижных кранах.
ДОМКРАТЫ, ЛЕБЕДКИ, ТАЛИ
Эти устройства могут иметь ручной, электрический, гидравлический или пневматический привод.
Устройства с ручным приводом основаны на том, что человек, прикладывая сравнительно малое усилие — в среднем 16 кгс (160 Н), может поднимать значительный груз.
Домкраты обычно используют для подъема груза на небольшую высоту, причем воздействуют на груз снизу; их делят на реечные (грузоподъемность до 6 т, высота подъема до 0,3 м), винтовые (грузоподъемность до 50 т, высота подъема до 0,35 м) и гидравлические (грузоподъемность 50¸500 т, высота подъема 0,15—0,2 м).
Домкраты с ручным приводом показаны на рис. 5.1. Грузоподъемность устройств с ручным приводом определяется передаточным отношением от механизма привода к исполнительному органу (штоку домкрата и т. д.) и КПД механизма. Величину веса груза при заданном усилии на рукояти домкрата можно найти, приравняв работу, совершаемую рабочим за один оборот рукояти домкрата или за один ход поршня, к работе, которая затрачивается на подъем груза. Тогда:
1) для винтового домкрата (рис. 5.1, а)
P*2pR = Qs 1/h,
(5.1)
где Р — усилие, прилагаемое рабочим, кгс (Н); R — длина (радиус) рукояти, мм; Q — грузоподъемность домкрата или величина преодолеваемого сопротивления, кгс (Н); s — величина перемещения груза
на oдин оборот рукоятки (соответствует шагу винта домкрата), мм; h —
КПД устройства. Из формулы (5.1)
Q = P2pRh / s
(5.2)
Рис. 5.1. Домкраты:
а — бинтовой; б — реечный; о — гидравлический; г — беспоршневой; 1 — рукоять; 2 — винт; 3 — гайка; 4 — храповое колесо; 5 — защелка; 6 — зубчатое колесо; 7 — шток с рейкой и лапой; 8 — основной поршень; 9 — клапан; 10 — цилиндр ручного насоса; 11 — шток ручного насоса; 12 — маслобак; 13 — всасывающий клапан