1- дәріс. Кіріспе. Көтеру-тасымалдау машиналарын тиімді пайдалану аясы, олардың дамуына шолу жасау және жіктеуі

Көтеру-тасымалдау машиналары (КТМ) халық шаруашылығының көптеген салаларында - өнеркәсіпте, құрылыста, көлік және ауыл шаруашылығында жүк көтеру жұмыстарын механикалаудың ең тиімді құралдары ретінде қолданылады.

Көтеру-тасымалдау техникасы қоғам сұранысына байланысты даму үстінде және өзіндік көпғасырлық тарихы бар. Ежелгі дәуірдің өзінде адамдар жүкті көтеріп, жылжытуға арналған қарапайым құрылғыларды жасап шығарған. Заманауй кранның элементтері мен пішінін иемденетін алғашқы жүк көтергіш құралдары ХІ...ХІІғ. пайда болды. Аса күрделі КТМ ХІХғ. пайда болды. КТМ-да электрлік жетекті ХІХғ. аяғынан бастап пайдаланып келеді.

Көтеру-тасымалдау машиналарын жасау саласының жалпы дамуы, машина номенклатурасының едәуір өсуімен сипатталады. Қуатты крандар мен үздіксіз тасымалдау машиналары жасап шығарылады.

Көтеру-тасымалдау машиналары жұмыс істеу қағидасы бойынша жалпы екі топқа бөлінеді: жүк көтергіш және үздіксіз тасымалдау машиналары.

Жүк көтергіш машиналар – бұл циклдік көлік машиналары: олар қайтармалы, бос жүрістің болуымен сипат алады. Негізгі қозғалысы ретінде вертикаль жылжуы (жүктің көтерілуі) жатады. Аса ірі және ірі дара жүк олар үшін күнделікті жүк болып саналады.

Үздіксіз тасымалдау машиналары – бұлар көбінесе сусымалы материалдарды үздіксіз (ағымды) горизонталь және көлбеу жабдықтарда тасымалдау ретінде әдетте массалық сусымалы, ұсақ-түйек жүк алынады.

Жүк көтергіш машиналар (ЖКМ) – үш топқа: қарапайым жүк көтергіш машиналар мен көтергіш құрылғыларға және крандарға бөлінеді (1.1-сурет). Қарапайым ЖКМ мен құрылғылар – бұл күштен ұтуға арналған, құрылымы күрделі емес айла-бұйымдар (домкраттар, полиспасттар, жүк арбалар, тальдер) жатады. Көтергіштер жүкті вертикаль немесе аса көлбеу бағыттауыштар бойымен жылжытады. Жүкті көтеруге арналған кран-агрегаттар, машиналық кешендердің жүкті горизонталь жылжытуы әдетте көп емес.

1.1-сурет. Жүк көтеру машиналарының жіктелуі

Үздіксіз тасымалдау машиналары (ҮТМ) төрт топқа: конвейерлер (тарту элементі бар және тарту элементі жоқ), пневмокөліктік қондырғылар, гидрокөліктік қондырғылар, қосалқы құрылғылар болып бөлінеді (1.2-сурет). Тарту (иілмелі) элементі бар конвейерлер қатарына ленталы, пластинкалы, қалақшалы, тележкалы, таспалы және шынжырлы конвейерлерді жатқызады. Тарту элементі жоқ конвейерлер қатарына

1.2-сурет. Үздіксіз тасымалдау машиналардың жіктелуі

Бұрандалы, дөңгелекті, штангалы, тербелмелі (дірілдеуіш) және т.Б. Конвейерлерді жатқызады

Пневмокөліктік қондырғылардағы – сусымалы материал бөлшектері жылжу процесінде қалықтап ұшу күйінде болады. Пневматикалық тасымалдау цементті, ұсақ көмірді, ағаш үгіндісін және т.б. жеңіл материалдарды тасымалдау үшін кеңінен қолданылады.

Гидрокөліктік қондырғыларда сусымалы жүк әдетте құбыр немесе арна бойымен сұйықтық су ағынында тасымалданады. Жүктің сумен қоспасын гидроқоспа немесе пульпа деп атайды.

Қосалқы құрылғылар тасымалдаушы машиналарда сусымалы жүктерді үздіксіз, біркелкі жүктелуді қамтамасыз ету үшін қолданылады. Оларға жүктерді сақтап беруге арналған құрылғыларды (бункер, жапқыш, қоректендіргіш), гравитациялық құрылғыларды (шүмек, құбыр, сырғыма, түсіргіш) және жүкті салуға, мөлшерлеуге, санауға арналған құрылғыларды (таразы, мөлшерлегіш, санауыш) жатқызады.

Машина жасаудың ірі сериялы өндірісін ұйымдастырудағы кемшіліктерді жою мақсатымен, машиналардың пайдалану жағдайын жақсарту негізінде олардың типтік өлшемдер санынының өндірісін толығымен механизацияланатын минимумге дейін шектейді. Бұл машиналарды стандарттау, унификациялау және олардың жеке элементтерін нормаға келтіру негізінде орындалады.

Стандарттау мемлекет ауқымында жүргізіледі де КТМ барлық түрін крандарды, конвейерлерді және т.б. қамтиды. Стандарт машинаның барлық негізгі көрсеткіштерін – жүк көтергіштігін, жебе ұзындығын, көтеру биіктігін, жұмыстық органының қозғалысының жылдамдығын және т.б. көрсеткіштерін анықтайды. Унификация (біріздендіру) стандарттаумен қатар жүргізіледі де, бір-бірімен аз ажыратылатын әртүрлі машиналарды конструктивтік біркелкілікке келтіруге бағыттайды. Біріздендіру машиналардың типтік өлшемдер қатарын жасауды қамтамасыз етеді. Бөліктер мен тетіктерді (редуктор, барабан, тежеуіш, т.б.) нормализациялау дегеніміз – конструкциялардың типтік өлшемдерін қысқарта отырып унификациялау. КТМ қозғалысқа келтіру үшін қол, электрлік, қозғалтқыш және гидравликалық жетек пайдаланады.

Қолжетекті қуаты әлсіз жүкті аз биіктікке қозғалтып, аз уақыт жұмыс жасауда пайдаланады.

Электрлік жетек – жетектердің ішіндегі ең көп таралған түрі. Жетек тұрақты немесе айнымалы токпен жұмыс істейді. Кернеуі 220...380В, үш фазалы, айнымалы токпен істейтін асинхронды қозғалтқыш қарапайым, сондықтан көп қолданыс табуда.

Моторлық жетек немесе іштен жану қозғалтқышы (ІЖҚ) автомобиль, шынжыр табанды және теміржол крандарында қолданылады. ІЖҚ қондырғылары карбюраторлық немесе дизельді болуы мүмкін. Моторлық жетек артықшылығына сыртқы энергия көзіне тәуелсіздігі жатады.

Гидравликалық жетек жүк көтеру машиналарында кеңінен қолданылады. Ол насостан (сорғыдан), үлестіру жүйесінен, поршені бар жұмыстық цилиндрден, құбыр жолдардан тұрады. Гидравликалық жүйе машинаны басқару құрылғыларында да пайдаланылады. Жетек артықшылығына аса сенімділігі, жұмыс істеуінің жайлылығы, үлкен күште жұмыс істеу мүмкіншілігі және т.б. жатады.

Негізгі әдебиет: 5 нег. [3-4].

Қосымша әдебиет: 11 қос. [16-19].

Бақылау сұрақтары:

1. КТМ дамуының негізгі кезеңдерін атаңыз.

2. Жүк көтергіш және үздіксіз тасымалдау машиналардың жіктелуін келтіріңіз.

3. Машиналарды стандарттау мен унификациялау, олардың элементтерін нормализациялау не мақсатпен жүргізіледі?

4. КТМ жетек типтерін атаңыз. Оларды пайдалану аясы қандай?

5. Мемтаутехқад (мемлекеттік тау-кен техникалық қадағалау) дегеніміз не? «Жүк көтеру крандарының құрылысы мен оларда қауіпсіз пайдалану ережелері» қандай мақсатпен бекітілген?

2-тақырып. Жүк көтеру машиналары (ЖКМ), олардың негізгі параметрлері мен көтергіш механизмдері

Жүк көтеру машинасы деп, өнеркәсіптік кәсіпорын немесе құрылыс алаңында белгілі бір аудан ішінде алыс емес қашықтыққа жүктерді көтеріп, тасымалдауға арналған, кезеңді (циклді) әрекеттегі машинаны айтады.

Жүк көтеру машиналары арналуына, жұмыс істеу қағидасына және конструктивті орындалуына қарай әртүрлі болуы мүмкін. Арналуына қарай оларды екі топқа: жалпы және арнайы бөледі. Жүк көтергіш машиналардың жалпы арналудағы тобы кейде әмбебапты болады. Оларды өндірістік жағдайда көтеру-тасымалдау операцияларының көптеген түрін орындау үшін пайдаланылады. Арнайы жүк көтеру машиналарын арнайы технологиялық процестерді орындау кезінде көтеру-тасымалдау операцияларын орындау үшін және белгілі бір жүктерді көтеріп жылжыту үшін пайдаланылады.

Бірінші топтағы машиналарға, мысалы, домкраттарды, жүк арбаларды, полиспасттарды, тальдерді арысты кранды және т.с.с. жабдықтарды жатқызады.

Машиналардың екінші тобына металлургиялық крандарды, жүк тасымалдаушы манипуляторларды, ұшатын монтаждық крандарды және т.б. жатқызады.

Жұмыстың жүріс санына қарай барлық жүк көтергіш машиналарды үш түрге: жүкке бір ғана көтеру қозғалысын беретін (домкрат, полиспаст, көтергіш және т.б.), екі-үштен артық емес қозғалыс беретін (көпірлі кран, қайтармалы жылжитын таль және т.б.), жоғарыда көрсетілген қозғалыстан басқа, тағы бір – бұрылатын, айналу және т.б. қозғалыс беретін (мұнаралы, порталь кран және т.б.) болып бөлінеді.

Жылжыту тәсіліне қарай жүк көтеру машиналарын тұрақты, тасымалданатын, алып жүретін және жылжитын боп жіктеуге болады.

Жүк көтеру машиналары мына негізгі: жүк көтергіш, қуаттылық, жұмыстық жылдамдық және геометриялық параметрлермен сипатталады.

Жүк көтергіш Q, т – көтеру кезінде қажетті тұрақтылығы мен тетіктері беріктігінің сақталуын қанағаттандырады, жүк көтергіш кран көтеруі есептелінген жұмыстық жүктің ең үлкен рауалы массасын көтеруді қамтамасыз етеді. Ондай жүк көтергіштік номиналь (құжаттық) деп аталынады.

Беріктікке есептеуде номиналь жүк көтергііштікке сәйкес жүк салмағы Q (H) ескеріледі

Q_ж = Q х g (2.1)

мұндағы g = 9,81 м/с² – еркін түсу үдеуі.

Жүк көтергіштік машина өнімділігіне байланысты, жүк өлшемі мен түрін ескере отырып таңдалады. Мәселен, жүк көтеру крандарының жүк көтергіштігі 1-ден 1250 тоннаға дейін иемденеді.

Крандық құрылғының жүк көтергіштігі тұрақты және айнымалы болуы мүмкін. Көпірлік және арысты крандардың жүк көтергіштігі тұрақты. Жебелі, жалпы арналудағы кранның жүк көтергіштігі ең кіші шығыңқыға қатысты болады. Бұл крандарда әртүрлі шығыңқыдағы жүк көтергіштігі жұмыс істеу кезінде аударылуға қарсы тұрақтылықпен шектеледі. Шығыңқының өсуіне қарай жүк көтергіштігі кранның жүктік сипаттамасы деп аталатын қисық сызық бойымен азаяды. Мұнда айнымалы жүк көтергіштіктен басқа, машинаның негізгі параметрлері ретінде жүктік момент болады. Жүктік момент М, т.м – жебе кранның негізгі параметрі, ол жүк көтергішпен жебе шығыңқысының (R) көбейтіндісіне тең болады, яғни

М = Q х R.

Жүк көтергіш крандардың ең маңызды сипаттамасы ретінде кран механизмі мен бөліктерінің жұмыстық жылдамдықтары болады. Крандық құрылғының негізгі геометриялық параметрлеріне жебе (крюк) шығыңқысы, жүкті көтеру биіктігі, табан және база өлшемдері, кран жолының ұзындығы, жүкті түсіру тереңдігі және т.б. жатады. Жүк көтеру машиналарының параметрлеріне жалпы, конструктивті массасы және өнімділігі жатады.

Өнімділік (Ө) – уақыт бірлігі ішінде машина тасымалдайтын жүк мөлшерімен сипатталатын басты экономикалық көрсеткіш. Өнімділіктің өлшем бірлігі және жүктер үшін т/сағ. және сусымалы, төгілмелі жүктер үшін м³/сағ.

Жүк көтеру машинаның сағаттық, механикалық өнімділігі

Ө_с = Q · n · К_ж · К_у (2.2)

мұндағы Q – жүк көтеру машинасының номиналь жүк көтергіштігі, тонна; n – бір сағат ішіндегі циклінің саны; К_ж және К_у – машинаны сәйкес жүк көтергіштігі және уақыт бойынша орта коэффициенттері.

Бір сағаттағы циклдер саны

,

мұндағы - бір циклдің ұзақтылығы, с, яғни жүкті ілу сәтінен келесі жүкті ілу үшін бастапқы орнына жүк қармауыш органның қайтып келуіне дейінгі уақыт.

Жүк көтеру машинасы бірнеше жеке механизмдер қатарынан тұрады, оның саны әмбебап дәрежесіне байланысты болады. Мәселен, таль көтеру механизмін ғана иемденсе, ал көпірлік кран жүктік арбасымен үш механизмді иемденеді.

Мұнаралы рельстік кран төрт механизмді көтеру, жылжу, айналу және жебе шығыңқысының өзгерту механизмдерін иемденеді. Жүк көтеру машинасының негізгі элементтері ретінде жетек, тежеуіш құрылғы, беріліс және жұмыстық орган болады.

2.1-сурет. Көтеру механизмдері:

а – бұрандалы домкрат; ә - электрталь; б – едендегі лебедка

Көтеру механизмдеріне бір қозғалыс жасайтын механизм (көтеру қозғалысын ғана жасайтын, домкрат (2,1, а-сурет), таль (2,1, ә-сурет) (лебедка (2.1, б-сурет) жатады.

Домкраттар жабдықтарды орнықтыру, жөндеу жұмыстарында, жүкті аса биік емес биіктікке көтеруге арналады. Конструкциясы бойынша олар білтелі, бұрандалы және гидравликалық боп бөлінеді. Білтелі домкратта күштен ұту үшін тісті дөңгелектер жүйесін қолданады, бұрандалы домкратта – бұранда-гайка жұбын қолданады, ал гидравликалық домкратта – бір-бірімен қатынастағы диаметрлері әртүрлі поршеньді гидроцилиндрлер қолданылады. Домкрат жетегі әдетте қол жетегі болады. Бұл құрылғыларға ықшамдылығы мен массасының жеңілдігіне қатаң талаптар қойылады, өйткені олар әдетте бүкіл жерден екінші орынға қолмен тасымалданады. Олардың жүк көтергіштігі 1000 тоннаға дейін жетеді, ал жүкті көтеру биіктігі 0,15...0,7м-ді құрайды.

Тальдер қол және машиналық жетекті болуы мүмкін. Беріліс жүйесінің түріне байланысты таль тік тегерішті, планетарлы және червякті (бұрамдық) болуы мүмкін. Қол жетекті болуы кезінде көтеру механизмінде шынжырлы дөңгелек пайдаланылуы мүмкін. Дөңгелекті шынжыр көмегімен айналдырады. Ол дөңгелек полиспастысымен бірге барабанды айналдырады. Полиспаст арқаннан немесе шынжырдан, жылжитын, жылжымайтын блоктан және ілгіштен тұрады. Тальдің жүк көтергіштігі Q = 0,25...8т шаманы құрайды, ал көтеру биіктігі – Н ≤ 3м. Электрлік жетекті тальді электрталь (немесе электртельфер) деп атайды. Электртельфердің техникалық сипаттамасы мынадай:

- жүк көтергіштігі Q = 0,25...12,5т;

- көтеру биіктігі Н ≤ 18м;

- көтеру жылдамдығы v = 0,12...0,5 м/с.

Лебедка (жүк арба) – жұмыстық органы – арқанды орайтын барабан болатын, өз бетінше жұмыс істейтін, ерекшеленген жүк көтеру механизмімен жабдықталған құрылғыны айтады. Лебедкалар мына белгілері бойынша бөлінеді: тарту органы бойынша - арқанды және шынжырлы боп; жетек түріне байланысты – қол жетекті және механикалық жетек боп; орнықтыру тәсіліне қарай – тұрақты (едендік және қабырғалық) және жылжымалы боп; пайдалануына қарай – жалпы және арнайы қолданылатын боп бөлінеді. Лебедкалар стандартталған. Олардың тарту күші S = 2,5...200кН; арқанның жылжу жылдамдығы v = 0,16...0,18 м/с; арқан ұзындығы .

Негізгі әдебиет: 5 нег. [5-9; 26-37].

Қосымша әдебиет: 11 қос. [6-13].