§ 7. Простые грузоподъемные машины

Гидравлические домкраты. Преимущество гидравлических дом­кратов заключается в возможности подъема с их помощью больших грузов (до 1000 т) при относительно небольших размерах дом­крата.

Гидравлический домкрат (рис. 50) имеет рабочий цилиндр, плунжер с уплотняющим манжетом и камеру, в которой находится

Давление рабочей жидкости в цилиндре домкрата

О

q = н ^!см“ (кГ'СМ²).

~4~

Усилие, прилагаемое к поршню насоса,

jr Qd/* .

K = —q = -рг- к (кГ).

К приводному рычагу необходимо приложить усилие

р»w>.

где D — диаметр поршня (плунжера) домкрата в см\ d — диаметр поршня насоса в см\

L_l, L — длина малого и большого плеча приводного рычага в см (ж);

Q — грузоподъемность домкрата в н (кГ); т] — к. п. д. домкрата, равный 0,7—0,8.

Передаточное число домкрата

Ручные тали представляют собой переносные подъемные меха­низмы с ручным приводом; применяют их при ремонтно-монтаж­ных работах для подъема грузов до 5 т. Если таль применяют на определенных участках, то ее подвешивают к тележкам (кош­кам), перемещающимся по специальным балкам.

Таль шестеренная (ГОСТ 2799—63) имеет тяговую цепь 1 (рис. 51, а), тяговое колесо 2, укрепленное на валу 3, плане-

а — кинематическая схема шестеренной тали; б — кинематическая схема червячной тали; в — схема тележки для подвешивания тали

тарный редуктор 7 и грузовую цепь 12, соединяющую крюковую обойму 13 с грузовой звездочкой 14.

Планетарный редуктор имеет неподвижный зубчатый венец 8, промежуточную шестерню 9, шестерни 10 и палец 11. Тормоз состоит из диска 4, храпового колеса 5 с собачкой и шайбы 6.

Червячная таль (ГОСТ 1107—62) имеет тяговую сварную кали­брованную цепь 1 (рис. 51, б), тяговое колесо 2, на валу 3 которого закреплен червяк 4 червячной пары. На валу 5 с червячным коле­сом 6 закреплена звездочка 7 грузовой пластинчатой или сварной калиброванной цепи 8, к которой подвешена крюковая обойма 9.

Для повышения к. п. д. червячной передачи принят угол наклона 20°; передача является несамотормозящей, вследствие чего в конструкции предусматривают дисковые или конические гру­зоупорные тормоза, действующие от осевого усилия вала червяка.

АО-ту-02

Тележка тали (рис. 51, в) имеет ведущие ходовые колеса 5 с зубчатым венцом и поддерживающие (ведомые) колеса 3, свя­занные щеками 4. Привод механизма передвижения тележки состоит из тяговой цепи 1, тягового колеса 2, укрепленного на валу 8, шестерней 6. Серьги 7 служат для навешивания тали.

Рис. 52. Электроталь грузоподъемностью 5 т:

а механизм подъема; б — механизм передвижения

Электротали представляют собой подвесные тележки с меха­низмом подъема и передвижения, перемещающиеся по монорельсу. Грузоподъемность электроталей 0,5—10 т. Они компактны, имеют сравнительно небольшую стоимость и малые эксплуатационные затраты.

Электроталь, изображенная на рис. 52 (ГОСТ 3472—63), имеет электродвигатель, барабан, четырехступенчатый редуктор, дисковый электромагнитный тормоз, грузовой крюк с подвеской и ограничитель подъема. Соединение отдельных узлов электротали шлицевое, что намного облегчает ее ремонт и сборку.

Электромагнитный дисковый тормоз смонтирован на валу редуктора со стороны, противоположной электродвигателю. Он состоит из нескольких вращающихся и неподвижных дисков с фрик­ционными накладками, торцовых электромагнитов и пружины.

Замыкание тормоза производится пружиной, прижимающей подвижные диски к неподвижным. Размыкает тормоз электрома­гнит, при включении которого пружина растягивается, и трение между дисками не происходит,

Электротали грузоподъемностью 1—3 т подвешивают к че­тырехосной ходовой тележке с электроприводом, грузоподъем­ностью 5ши больше — к двум ходовым тележкам, одну из которых (приводную) снабжают двумя электродвигателями и редукторами по одному с каждой стороны.

Ток подводится по троллям или по гибкому кабелю; управляют электроталью с помощью подвесного дистанционно-магнитного

Рис. 53. Электроталь (тельфер) для транспортирования мульд в мартеновском

цехе

пускателя или с помощью контроллера, размещенного в кабине управления.

На металлургических заводах электротали применяют при ремонтных работах, а также для транспортирования шихтовых материалов, подачи топлива, уборки окалины и отходов прокат­ного производства.

Ремонтные электротали грузоподъемностью 10 т устанавли­вают в литейных пролетах, в заливочных пролетах сталеплавиль­ных цехов и при ремонтах литейных кранов.

Некоторые электротали снабжают специальными захватами. На рис. 53 показана электроталь, транспортирующая мульды с шихтового двора в главное здание мартеновского цеха. Электро­тали с грейферами применяют для уборки окалины на установке непрерывной разливки стали.

Лебедки металлургических цехов применяют для перекидки клапанов, подъема и опускания шиберов, заслонок садочных окон мартеновских печей, маневрирования фурмами для подачи кислорода в сталеплавильные агрегаты и для многих других операций, а также погрузочно-разгрузочных и монтажных работ.

Лебедка имеет барабан, на который навивается канат, редук­тор (цилиндрический, реже червячный), тормоз и электродвига­тель. Многие из конструкций лебедок имеют запасной ручной привод, необходимый для обеспечения работы при временном сня­тии напряжения. В качестве примера рассмотрим типовую ле­бедку для перекидки клапанов (рис. 54) при регенераторах мар­теновский печи.

Согласно схеме (рис. 55) лебедка приводится в действие электро­двигателем 1 типа МТК-22-6 (N = 7,5 квт, п = 905 об/мин и ПВ = 25%), соединенным муфтой 2 с однозаходным червяком редуктора 3, который через зубчатую передачу 5 передает враше- 82

ние барабану 6. На свободном конце вала электродвигателя уста­новлен двухколодочный электромагнитный тормоз 7. Червячный вал редуктора установлен на подшипниках качения, а ведомый вал — на подшипниках скольжения. В случае снятия напряжения лебедка приводится в действие вручную при помощи рукоятки 4 с пружинным отводом.

обслуживает лебедку. Вал барабана опирается на подшипники с вкладышами из антифрикционного чугуна. Барабан связан с тяговым устройством клапанов или шибера канатом, перекину­тым через систему блоков.

Электродвигатель в крайних положениях выключается конеч­ным выключателем.

Техническая характеристика лебедки ИЗТМ

Тяговое усилие в ш (кГ) 24 (2400)

Диаметр каната в мм 15,5

Диаметр барабана в мм 500

Скорость наматывания каната в м/сек . . . 0,27

Общее передаточное число привода .... 88,5

Габариты ь м (мм) . . . 2,1X1,23X1,01

(2100X1230X1010)

Масса (вес) в кг 1726

I Рис. 55. Кинематиче- _1 ская схема лебедки для ж перекидки клапанов

]		[
		У	6 5 / /
]		1 La

'Zz₂ =го/во

т~)3

Шпили (кабестаны) представляют собой лебедки с вертикаль­ными гладкими барабанами. Их используют на маневровых рабо­тах, например для перемещения железнодорожных вагонов при погрузке твердого чугуна на разливочной машине. Шпиль имеет

Цилиндрическая зубчатая передача лебедки заключена в сталь­ной кожух. Барабан насаживают консольно на один из концов вала 8 в зависимости от того, какой регенератор (правый или левый)

электродвигатель 1 (рис. 56) с электроаппаратурой, червячный или цилиндрический редуктор 2, размещенный внутри водонепро­ницаемого кожуха 3, вертикальный вал 4 и конусоидальный бара­бан 5. В некоторых конструкциях шпилей предусмотрен тормоз.

При работе шпиля ведущая ветвь каната укладывается на бара- бане двумя или тремя витками. В процессе работы канат несколько перемещается в осевом направлении, однако вследствие формы образующей барабана он смещается к средней части. Такая конструкция барабана позволяет перемещать груз на большую длину, но ускоряет износ каната.

5

Рис. 56. Схемы шпилей

Ведомую ветвь каната натягивают вручную с усилием

^р = ^н (^кГь

где Q — тяговое усилие шпиля в н (кГ); е — основание натуральных логарифмов; г — число витков на барабане;

[х — коэффициент трения каната о барабан, оавный 0,15— 0,18.

Электрошпили создают тяговые усилия до 5 т при скорости сбегания каната 0,25—1,5 м/сек.

Подъемники бывают вертикальные и наклонные. Вертикаль­ные подъемники применяют при подъеме слябов на установках непрерывной разливки стали. Наклонные подъемники — это ски­повые подъемники типовых доменных печей, подъемники для за­грузки вагранок, обжигающих доломит и др.

В вертикальных подъемниках платформа с грузом уравнове­шивается противовесом; в подъемниках с двумя скипами уравно­вешивание осуществляется порожним скипом.

Подъемники оборудованы разнообразными типами специаль­ных лебедок. При расчете лебедки подъемника учитывают разгру­жающую силу противовеса

G₀ = G,u + -§- н (кГ).

Окружное усилие на барабане

Р = (Q + G_njl — С₀)г]_бг]_н н (кГ),

где Q — вес груза в н (кГ);

G_nj — вес платформы в н (кГ);

Gо — вес противовеса в н (кГ);

% — к. п. д. блока, равный 0,98;

т)_н — к. п. д. направляющих, равный 0,98.

Мощность двигателя лебедки

AT ^PV

N = -ГК7г квт,

102ib«

^гД^е Ч_мех — ^к- П. д. лебедки;

v — скорость подъема в м/сек.

Лебедки скиповых подъемников доменных печей объемом до 600 м³ имеют один электродвигатель. В современных сверхмощных и обычной мощности доменных печах объемом 1719 м³ и 2002 м³ применяют скиповые лебедки О-22,5-210 с двумя электродвига­телями (рис. 57). Здесь первая цифра обозначает номер модели, вторая — вес материала в скипе в т, а третья — скорость подъема скипа в м/мин.

Лебедка имеет два электродвигателя 1 (рис. 58, а), зубчатые муфты 2, связанные с редуктором 3, который передает враща­ющий момент через редуктор 4 барабану 6.

Торможение производится двумя пружинными рабочими тор­мозами, управляемыми тормозными электромагнитами. На бара­бане с каждой стороны закреплены две нитки каната, которые через систему шкивов (блоков) соединены с левым и правым ски­пами.

Лебедка снабжена путевым контакторным выключателем 7, центробежным регулятором 8 и ограничителем 5.

Скиповые лебедки оборудованы по системе Г—Д. При их расчете необходимо определить разность усилий в канатах гру­женого и порожнего скипов. Статическое усилие S'_m в канате груженого скипа равно сумме сил трения Р в ходовых колесах скипа и силы Т, стремящейся сдвинуть скип вниз по наклонной плоскости (рис. 58, б).

Р (Q + G) cos а ) и («-0>

Т = (Q + G) sin а н (кГ),

К_п = Р + Тн (кГ).

ось барабана 1039,26 Г^{1607,33 7}'³³ ~*1 1039,26

Аналогично определяют статическое усилие в канате порож­него скипа, для которого Q = 0, и находят разность усилий в ка­натах S = S' + S" .

cm ¹ cm

Т fcb

S_dlm = та н (кГ)\

Q + 2 G + 4 q т = — ' кг.

8

Мощность скиповой лебедки

N

где

(S -Ь Sdun) ^и 102t]_Mex

квт

Ркс. 58. Кинематическая схема скиповой лебедки

Динамическое уси­лие определяют по осно­вному закону динамики как произведение массы на ускорение

а — угол накло­на моста в град;

Q — вес руды в скипе в н (кГ);

G — вес скипа в н (кГ);

Р — коэффициент, учитывающий трение в ребордах (f5 = 2,5-нЗ,5);

|i — коэффициент, учитывающий трение в цапфах;

г — радиус цапфы колеса в см; f — коэффициент трения качения в см;

R — радиус ходового колеса в см; т — поступательно движущиеся массы, приведенные к окружности барабана, в кг; q — вес каната в н (кГ); g — ускорение силы тяжести в м/сек²;

2 — количество скипов;

4 — количество канатов; v — скорость движения скипа в м/сек;

Чмех — к. п. д. скиповой лебедки.