1.3.3 Такелажне обладнання

Роботи з підйому й переміщенню вантажів називають такелажними. Їх виконують за допомогою різних вантажопідйомних механізмів, такелажного оснащення й пристосувань.

Сталеві канати. При виконанні такелажних робіт канати використовують для оснащення вантажопідйомних механізмів і поліспастів, виготовлення стропів, у якості розчалювань, відтягнень і тяг. Для виготовлення канатів застосовують тонкий сталевий дріт, який спочатку звивають у пасмо, а потім пасмо звивають у канат. Звивку канату роблять звичайно із шести пасом, які розташовують навколо прядив'яного сердечника. Сердечник надає канату гнучкість, а також утримує мастильний матеріал, який запобігає корозійному руйнуванню дроту й зменшує зношування канату. Гнучкість канату залежить також від діаметра дротів: чим менше діаметр дротів, тим більше гнучкість канату. Із двох канатів однакового діаметра більш гнучким буде той, який виготовлений з більшої кількості дротів. Для виготовлення канатів використовують сталевий дріт, тимчасовий опір розриву якої 1764 МПа (180 кгс/мм²) і більш, і, як виключення, меншої міцності, але не менш 1372 МПа (140 кгс/мм²). Тимчасовий опір розриву характеризує те розтяжне зусилля, при якім дріт перетином 1 мм² розривається.

По відомому розривному зусиллю, користуючись таблицями ДСТУ, підбирають канат і визначають його технічні дані: діаметр, тип, конструкцію, маркувальну групу по тимчасовому опору розриву.

Конструкція канату позначається цифрами, наприклад канат 6x36+1 складається із шести пасом з одним органічним сердечником, кожне пасмо звите з 36 дротів.

Канати такої конструкції застосовують для оснащення лебідок і поліспастів, де вони постійно зазнають вигину в роликах блоків і на барабані лебідки. Розчалювання, відтягнення й тяги практично не зазнають вигину, тому для них використовують більш тверді канати конструкції 6х19+1. Найбільш піддані різким вигинам стропи й канати, застосовувані для обв'язки вантажів, Для їхнього виготовлення застосовують найбільш м'які канати з більшою кількістю дротів у пасмах, наприклад конструкції 6х61 + 1.

Стропи. Для кріплення вантажів, що піднімаються або переміщуваних до гаків вантажопідйомних механізмів і пристроїв застосовують стропи, які виготовляють зі шматків сталевого канату. Найчастіше застосовують петлеві й кільцеві стропи таких конструкцій.

Рисунок 1.7 – Гільзоклинове з’єднання:

1 – канат, 2 – гільза, 3 – вкладиш, 4 – коуш

Петлеві й кільцеві стропи являють собою канат, кінці якого з'єднані так, що утворюють кільце. Кінці канатів з'єднують забатогом або гільзоклиновим способом (рисунок 1.7). Гільзоклиновое з'єднання складається з гільзи й вкладиша. Кінець канату 1 пропускають через гільзу 2, закладають у струмок коуша 4 і знову заводять у гільзу. Між галузями канату в середину гільзи вставляють вкладиш 3 і обжимають її на пресі. Коуши встановлюють у петлі стропа, для того щоб охоронити їх від різких переломів і цим збільшити термін служби стропа.

При виконанні петель на кінцях канату, виготовленні кільцевих стропів, закріпленні кінця канату на блоці, поліспаста застосовують затискачі (рисунок 1.9, а, б).

Рисунок 1.9 – Затискачі

При роботі стропів у них виникають напруги, які залежать від сили ваги вантажу, що піднімається, числа галузей стропа, на яких підвішений вантаж і кута їх нахилу до вертикалі (рисунок 1.10). При підйомі вантажу за допомогою стропів кут α не повинен перевищувати 45°.

Рисунок 1.10 – Кути нахилу гілок стропа

При підйомі легких вантажів застосовують стропи із прядив'яних канатів і канатів із синтетичних волокон. У цьому, випадку елементи конструкцій з нержавіючої сталі не доводиться захищати від контакту зі стропом, як при використанні сталевих канатів. Коефіцієнт запасу міцності стропів з неметалічних канатів k ≥8.

Блоки. Блоки служать для зміни напряму руху канатів (відвідні) і зменшення тягового зусилля на вантажопідйомний механізм при підйомі або при переміщенні вантажу (вантажні або поліспастові). Відвідні блоки мають один ролик (рисунок 1.11, а) і завжди закріплюються нерухомо. Для того щоб уникнути трудомісткої операції по протягуванню канату через відвідний блок, його роблять рознімним з відкидною щокою, завдяки чому його легко можна встановлювати в будь-якому місці проходження канату. Вантажні, або поліспастові, блоки можуть мати кілька роликів (рисунок 1.11, б, в). При монтажних роботах застосовують блочки вантажопідйомністю від 1 до 50 т. Існують блоки й більшої вантажопідйомності, але вони застосовуються рідко, для спеціальних підйомів.

Розглянемо конструкції блоків. Ролик 1 має струмок у який укладають канат. Для зменшення тертя роликів об нерухливу вісь 3 у їхні маточини запресовують втулки з антифрикційного металу, звичайно бронзи. У блоках вантажопідйомністю 20, 30 і 50 т замість втулок установлюють по два шарикопідшипники на кожний ролик. Бічні щоки 2 створюють тверду захисну обойму блоку, а проміжні запобігають влученню канату в струмки суміжних роликів. Щоки жорстко зв'язані між собою за допомогою болтів і дистанціонуючих втулок. Траверса 4 призначена для кріплення гака або петлі 5. Вушко 8 служить для кріплення вільного кінця канату при оснащенні поліспаста. При виборі блоків по вантажопідйомності необхідно враховувати, що діаметр його струмка повинен перевищувати діаметр канату на 1...3 мм.

Рисунок 1.11 – Блоки (а…в) та поліспасти (г):

1 – ролік, 2 – бокова шока, 3 – нерухома вісь, 4 – траверса, 5 – гак (петля),

6 – блок, 7 – канат, 8 – вушко

Поліспасти. Поліспасти служать для зменшення навантажень на тягові механізми при виконанні такелажних робіт, пов'язаних з підйомом і переміщенням вантажів. Поліспаст складається із двох блоків, які з'єднані між собою канатом, що послідовно обгинають усі ролики блоків. При оснащенні поліспаста кінець канату з барабана лебідки після його укладання в ролики кріплять до вушка одного із блоків поліспаста. Кінець канату, що збігає, який намотується на барабан лебідки, повинен сходити з ролика нерухливого блоку.

При роботі поліспаста сила ваги вантажу, що піднімається, рівномірно розподіляється по нитках канату, якими з'єднані його рухливий і нерухливий блоки. У такий спосіб на канат лебідки передається навантаження, яке зменшується відповідно до кількості ниток, якими оснащений поліспаст.

Лебідки. Лебідки служать тяговим механізмом при підйомі й переміщенні вантажів. По характеру привода вони підрозділяються на ручні й електричні. Електричні лебідки для монтажних робіт виконують із зубчастою або черв'ячною передачею від електродвигуна до барабана.

Електричні лебідки (рисунок 1.12) складаються зі звареної рами 1, барабана 5, редуктора 6 із трьома зубчастими передачами, електродвигуна 4, колодкового гальма 3 і пускорегулюючого пристрою 2. Вихідний вал електродвигуна з'єднаний із вхідним валом редуктора пружною муфтою, одна з напівмуфт якої є диском колодкового гальма. Вихідний вал редуктора з'єднаний з барабаном лебідки зубчастою муфтою. Вали редуктора й барабана обертаються в шарокопідшипниках.

Рисунок 1.12 – Електрична лебідка:

1 – рама, 2 – пускорегулюючий пристрій, 3 – гальмо, 4 – електродвигун,

5 – барабан, 6 - редуктор

У ручних лебідках обертання від вала з рукоятками передається через зубчасті колеса барабану, на який намотується канат. Ручні лебідки такої конструкції мають обмежене застосування, їх використовують лише для допоміжних операцій, наприклад відтягнення вантажу при підйомі, а також у ситуаціях, коли підключення електричної лебідки недоцільно.

Найпоширеніші ручні монтажні лебідки — важільні (рисунок 1.13). Механізм, що перетягає канат, постачений важелем 19 підйому вантажу й важелем 7 його опускання. Рукоятка підйому вантажу встановлено на валу 1 із двохплечовим важелем, один кінець якого з'єднаний цапфами з переднім захватом підйому вантажу, а другий — тягами 15 із заднім захватом його опускання. Кожний захват має по два затискачі 11, які своїми сегментними цапфами вставлено у фігурні отвори двох серг 12 й двох коромисел 13. Нижні вушка серг і коромисел обертаються на осях 14 у межах кута, обумовленого їхніми фігурними отворами. Верхні вушка коромисел з'єднані з важелем опускання вантажу, причому передні коромисла з'єднані з ним безпосередньо, а задні — через тягу 8. Через середній отвір важеля опускання вантажу проходить вісь 5, вставлена у вушка повзунів 6. На цій же осі встановлений важіль 4 відтягнення, який впливає на пружини 3, зусилля яких передаються на затискачі захватів. Пружини встановлено на напрямних стрижнях 9. При переміщенні важеля канат звільняється і його можна витягти з механізму й вставити знову. При поверненні важеля у вихідне положення пружини забезпечують попереднє обтиснення канату захватами. Під час роботи лебідки зусилля, що затискає канат, забезпечується силою ваги, вантажу що піднімається.

При коливальних рухах важеля захвати, по черзі затискаючи канат, пропускають його через тяговий механізм лебідки, який розміщається в передній 18 і задньої 16 кришках, з’єднаних між собою болтами. Між кришками з однієї сторони встановлена втулка 10 для проходу канату, а з іншого - гак для кріплення лебідки. Лебідку переносять за ручку 17. Маса лебідки без канату 18 кг. Лебідку постачають обоймою для зберігання й транспортування канату з гаком. Ручні важільні лебідки мають вантажопідйомність 750, 1500 та 3000 кг.

Рисунок 1.13 – Важільна ручна лебідка:

1 – вал, 2 – гак, 3 – пружини, 4, 7, 19 – важелі, 5, 14 - осі

Талі. Ручні талі складаються з ланцюгового поліспаста й тягового механізму. Завдяки невеликій масі вони є переносними механізмами. Таль використовують в основному, коли потрібно підняти вантаж на невелику висоту. По конструкції ручні талі підрозділяються на черв'ячні, шестеренні й важільні із храповим механізмом.

Черв'ячна таль (рисунок 1.14, а) складається з тягового колеса 1 з ланцюгом 4, якої воно приводиться в обертання. Колесо встановлене на осі черв'яка 3. Через черв'ячну пару обертання передається робочому колесу 2, яке з'єднано із зірочкою 6 вантажним ланцюгом 5, один кінець якої закріплений на верхній нерухливій частині талі, а інший — вільно звисає з робочої зірочки. Через більші втрати на тертя в черв'ячній передачі ККД цих талів низький (0,55.. .0,65).

У шестеренної талі (рисунок 1.14,б) ККД досягає 0,75 і тому зусилля на тяговому ланцюзі в них менше, чим у черв'ячних.

При виконанні монтажних робіт часто виникає необхідність сполучати підйом вантажу з його горизонтальним переміщенням. У цьому випадку на певній висоті закріплюють двотаврову балку (монорейка) і на її нижню полицю встановлюють чотириколісний візок. Візок переміщають по монорейці вручну. Механізм переміщення складається з колеса з тяговим ланцюгом, обертання якого передається через зубчасту передачу на ведучі колеса візка, який має в нижній частині траверсу для підвіски на неї талі.

Рисунок 1.14 – Ручні талі:

а – черв’ячна, б – шестеренна, 1,2 – колеса, 3 – черв’як, 4,5 – ланцюги,

6 - зірочка

Електрична таль (рисунок 1.15) служить для одночасного підйому й переміщення вантажу. Вантаж піднімається компактною електричною лебідкою 1, обертання барабана якої через систему зубчастих коліс передається від електродвигуна. Вантажний блок 4 двониткового поліспаста лебідки має гак для підвіски, вантажу. Механізм пересування 2 електроталі складається з окремого електродвигуна, зубчастої передачі й ходових коліс, що переміщаються по монорейці. Електроталлю управляють дистанційно кнопками 3 через шлангове проведення. Вантажопідйомність електроталей 0,5...10 т, висота підйому 6...35 м.

Рисунок 1.15 – Електрична рухома таль:

1 – лебідка, 2 – механізм пересування, 3 – керуючий пристрій, 4 – блок

Домкрати. Домкрати — це переносні вільно стоячі вантажопідйомні пристрої, що характеризуються невеликим ходом робочого органа й автономністю експлуатації. По конструктивному виконанню домкрати розділяють на гвинтові, рейкові, важільні і поршневі, а по типу привода — на домкрати з ручним, електричним і гідравлічним приводами. Домкрати з ручним приводом мають вантажопідйомність до 20 т, з електричним до 25, з гідравлічним до 500 т.

Гвинтовий домкрат (рисунок 1.16, а) складається з підстави й гвинта, який обертають гайковим ключем за головку, що є опорою для вантажу, що піднімається. У гвинтових домкратах вантажопідйомністю до 20 т внаслідок великого тертя у гвинтовій парі виключається довільне опускання вантажу. Кут підйому гвинтової лінії в цих домкратах 4⁰, у той час як кут тертя гвинтових пар 6°. Тому вони безпечні в роботі, але мають дуже низький ККД (0,3...0,4).

При незначних відстанях між опорними поверхнями й устаткуванням, що вивіряється, застосовують гвинтові клинові домкрати (рисунок 1.16, б). Вони складаються з корпуса 1, у вертикальних пазах якого переміщається вантажна плита 2. Вона піднімається клином 3, який переміщається гвинтом 4, постаченим рукояткою. Максимальна висота підйому вантажу клиновим домкратом вантажопідйомністю 5 т -15 мм, вантажопідйомністю 10 т -10 мм.

Найпоширеніші ручні гвинтові домкрати (рисунок 1.16, в), що складаються із корпуса 1 із закріпленої на ньому гайкою 5. Гвинт 4 із трапецеїдальним або прямокутним різьбленням має опорну головку 6 і провертається рукояткою 7 із храповим пристроєм, що складаються із храповика 9 і собачки 8. При повороті рукоятки на підйом вантажу собачка захоплює зуб храповика й повертає гвинт, а при зворотному ході рукоятки прослизає по зубах храповика.

Рисунок 1.16 – Гвинтові домкрати:

1 – корпус, 2 – плита, 3 – клин, 4 – гвинт, 5 – гайка, 6 – голівка, 7 – рукоятка,

8 – собачка, 9 – храповик

Рейковий домкрат (рисунок 1.17) має корпус 5, усередині якого переміщається рейка з головкою 2. До нижньої частини рейки кріпиться лапа 1, яка як і головка може взаємодіяти з вантажем. Рейка переміщається рукояткою 3 через зубчасту передачу 4, розміщену в корпусі. Положення рейки фіксує храповий пристрій, зубчасте колесо якого закріплене на валу рукоятки, а собачка — на корпусі. ККД таких домкратів 0,6...0,83. Широка область застосування цих домкратів пояснюється їхньою великою швидкістю підйому, можливістю застосування в тісних місцях і наявністю лапи для підйому вантажу майже із землі.

Рисунок 1.17 – Рейковий домкрат:

1 – лапа, 2 – головка, 3 – рукоятка, 4 – передача, 5 - корпус

Гідравлічні домкрати — це пристрої, у яких під тиском робочої рідини, що подається ручним або машинним приводом, із циліндра висувається поршень, що піднімає вантаж. При монтажі застосовують гідравлічні домкрати вантажопідйомністю до 200 т. Ці домкрати відрізняються високим ККД (0,74. ..0,8), плавним переміщенням вантажу й точністю зупинки.

Гідравлічний домкрат (рисунок 1.18) має корпус — циліндр 7 із установленим у ньому поршнем 6. У верхній частині циліндра зроблені проточки, у яких установлені ущільнювальні кільця (манжети) 5 з маслостійкої гуми. Робоча рідина подається в циліндр із камери 2 плунжерним насосом 4, який приводиться в дію рукояткою 1, що установлена на кінці валика 3. При коливальнім переміщенні рукоятки штовхач валика надає плунжеру насоса зворотно-поступальний рух і масло під тиском надходить у циліндр через клапан 8, який не випускає масло у зворотному напрямку із циліндра в насос. Завдяки цьому поршень і вантаж утримуються на піднятій висоті після припинення роботи насоса. Щоб вилучити поршень домкрата, відкривають клапан 9, що з'єднує порожнину циліндра з камерою. При цьому робоча рідина із циліндра знову надходить у камеру. У якості робочого середовища в гідравлічних домкратах використовують технічне мастило.

Рисунок 1.18 – Гідравлічний домкрат:

1 – рукоятка, 2 – камера, 3 – валик, 4 – насос, 5 – кільце, 6 – поршень, 7 – циліндр, 8,9 - клапани