
книги из ГПНТБ / Блох Л.А. Грузоподъемные и транспортные устройства в пищевой промышленности учебник
.pdfТрещотку надевают на вал, |
и при поворачивании рукоятки |
в одну сторону она перемещается |
вместе с ней и валом, так как |
в зуб трещотки упирается собачка. При вращении рукоятки в об ратную сторону собачка выходит из зацепления и проскальзыва ет по зубьям храповика. Если необходимо изменить направле ние вращения, трещотку надевают на вал другой стороной или применяют трещотки двойного действия — с перекидными собач ками.
Тяговые колеса. Тяговые колеса применяются в качестве ручного привода в ручных кран-балках, ручных талях и кошках, так как эти механизмы подвешиваются в верхних частях поме щения и применить для их привода рукоятки и трещотки невоз можно.
Тяговые колеса по конструкции похожи на цепные звездоч ки. На тяговое колесо надевается бесконечная цепь. Для приве дения тягового колеса в движение достаточно потянуть за одну из ветвей цепи, и оно начнет вращаться. При перемещении дру гой ветви цепи тяговое колесо будет вращаться в противополож ную сторону.
Усилие, прилагаемое человеком при работе с тяговыми ко лесами, может быть больше, чем при работе с рукоятками, так как в этом случае человек может использовать свой вес.
Машинный |
привод. Машинный |
привод |
применяется для |
|
приведения в движение подавляющего большинства |
транспорт |
|||
ных и погрузочно-разгрузочных машин и механизмов. |
|
|||
Наибольшее |
распространение |
имеет |
э л е к т р и ч е с к и й |
|
п р и в о д , который применяется практически повсюду. |
|
|||
П р и в о д с д в и г а т е л я м и |
в н у т р е н н е г о |
с г о р а |
н и я применяется в большом числе транспортных и погрузочноразгрузочных механизмов, в том числе на автомобильных кра
нах, автопогрузчиках и т. |
п. |
|
|
Г и д р а в л и ч е с к и й |
п р и в о д |
применяется |
в основном в |
грузоподъемных машинах. |
|
|
|
П н е в м а т и ч е с к и й |
п р и в о д |
применяется |
для приведе |
ния в действие небольших пневматических талей, является взрывобезопасным и допускает очень большое количество включений.
ОСТАНОВЫ И ТОРМОЗА
О с т а н о в ы применяются в грузоподъемных машинах для удержания груза. Остановы не препятствуют подъему груза, но исключают возможность опускания его под действием собствен ного веса. При опускании груза их отключают.
Остановы бывают различных конструкций: зубчатые, фрик ционные, роликовые.
Зубчатые остановы (рис. 10,а). Остановы этого вида име ют наибольшее распространение. Зубчатые остановы могут быть
как с внутренним, так и с внешним зацеплением. На рис. 10,6 показана схема зубчатого останова с внешним зацеплением.
Зубчатый останов состоит из зубчатого храпового колеса / и собачки 2. Храповое колесо надевается на вал 3 механизма, а собачка крепится на его неподвижных частях. Собачка и храпо вое колесо располагаются таким образом, что при подъеме гру за собачка проскальзывает над зубьями, а при опускании упи рается в зуб храповика и не дает ему возможности вращаться
в обратную сторону. Для опускания груза собачку выводят из зацепления.
Обычно зубчатые остановы устанавливаются на быстроход ном валу, имеющем минимальные крутящие моменты, но по кон структивным соображениям их устанавливают и на промежуточ ных валах, и на валу барабана. При работе зубчатого останова вследствие проскакивания собачки по зубьям храповика возни кает неприятный шум, поэтому разработаны конструкции, в ко торых собачка не скользит по зубьям при подъеме, а свободно их пропускает, не соприкасаясь с ними.
|
Р а с ч е т з у б ч а т о г о |
о с т а н о в а |
состоит из определе |
|
ния размеров храпового колеса, собачки и ее оси. |
||||
|
Окружное усилие (Н), действующее на зуб храповика, |
|||
где |
Мк—крутящий |
момент, Н-м; |
м; |
|
|
D—наружный |
диаметр храпового колеса, |
||
|
|
|
D = zm, |
|
где |
'2—число зубьев храпового |
колеса; |
|
|
|
т — модуль зацепления храпового колеса, м. |
|
Изгибающий момент, действующий на зуб храповика,
М и = Рт,
где высота зуба принята равной т, равен (в Н - м)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р ы в |
|
Момент сопротивления |
изгибу |
в |
опасном сечении зуба |
|||||
{в м3 ) определяется по формуле |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Ьа2 |
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
— |
, |
|
(2-6) |
где |
Ь — ширина зуба, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а — толщина зуба. |
|
Ь = tym, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
где |
'ф—коэффициент ширины зуба, |
зависящий |
от материала, из которого он |
||||||
|
изготовлен; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а = 1 , 5 т при внешнем |
зацеплении |
и а = 3 при |
внутреннем |
|||||
зацеплении. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мя |
= |
5,34 Л1К |
< 0 и • • |
4(2—7) |
||||
|
№„ |
~Т~Ї—3 |
|||||||
|
|
|
г|)/и z |
|
|
|
|||
где |
сги — допускаемое напряжение,. Па. |
|
|
|
|||||
|
Модуль зацепления храпового колеса при внешнем зацепле |
||||||||
нии равен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з |
|
|
|
|
|
m = |
1,75 1 / |
|
, |
(2-8) |
||||
при |
внутреннем зацеплении |
|
|
|
|
|
|
||
|
« = |
|
1.1 |
l |
I/ |
/ * |
- |
• |
(2-8а) |
|
- |
M |
|
|
|
||||
|
Ширина зуба проверяется на удельное линейное |
давление |
|||||||
по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~<Яя, |
|
|
(2-9) |
|||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
где <?и — допускаемое удельное линейное давление, Н/м.
Коэффициенты для расчета храпового колеса приведены в табл. 3.
В домкратах и талях храповые колеса имеют 6—8 зубьев, в самостоятельных храповых остановах 18—20 зубьев, в тормо зах с храповиком 16—30 зубьев.
Размеры собачки проверяются на совместное действие сжа тия и изгиба. Собачки обычно изготавливаются из стали марки Ст. 3 или Ст. 4 и рассчитываются по формулам
|
Л1И = |
Р / , |
(2-10) |
где I—расстояние от основания |
выступа собачки до центра |
тяжести опас |
|
ного сечения; |
|
|
|
* |
н = |
~ . |
(2-11) |
где &i и hi — высота и толщина собачки в опасном сечении.
|
|
|
|
|
Коэффициенты |
|
|||
Материал храпового колеса |
ГОСТ |
|
• -- » . |
ди, |
кН/м |
|
ва, МПа |
||
|
|
|
|
|
т |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чугун |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЧ 12—28 |
| |
1412—54 |
|
1,5—6,0 |
|
150 |
|
30 |
|
СЧ 15—32 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сталь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ст. 35ЛП |
| |
977—65 |
|
1,5—4 |
300 |
|
80 |
||
Ст. 45ЛГУ |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ст. 3 |
|
380—60 |
|
1—2 |
350 |
|
100 |
||
Ст. 45 |
|
1050—60 |
|
1—2 |
400 |
|
120 |
||
|
|
м и |
|
бРг |
|
|
|
|
(2-12) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напряжение сжатия в опасном сечении |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Р |
|
|
|
|
(2-13) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общее напряжение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
(2-14) |
|
|
°общ = а ' ис + <*сж = * Г Т " ("IT + И < |
° и ' |
|
||||||
где Ояс принимают равным 60—65 МПа.Ьх |
hx \ ht |
|
|
|
|
||||
Ось собачки обычно является консольной балкой и рассчи |
|||||||||
тывается на изгиб по формуле |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Г и |
0,1 d^J |
|
|
|
|
|
|
где с—плечо оси собачки, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d — диаметр оси собачки} |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Г |
Рс |
|
|
|
|
(2-16) |
|
|
|
d = V |
0 >1 а И ".3 |
|
|
|
|||
Учитывая |
приложение ударных |
нагрузок, |
сги |
принимают |
|||||
равным 50 МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фрикционные остановы. Остановы |
этого |
вида |
по сравне |
||||||
нию с зубчатыми работают бесшумно и без толчков, |
но у них |
||||||||
имеется один |
очень существенный |
недостаток — очень |
большое |
||||||
давление на ось собачки. Фрикционные остановы имеют |
неболь |
шое применение и устанавливаются только вместе с тормозами. Роликовые остановы. Эти остановы (рис. 10, в) работают бесшумно и не вызывают ударной нагрузки при остановке груза;
применяются чаще всего совместно с тормозами. Роликовый ос танов состоит из корпуса 1, втулки 3 и роликов 2, заложенных в пазы втулки. При вращении втулки с валом против часовой стрелки, при неподвижном корпусе, ролики, двигаясь вместе с втулкой, попадают в широкую часть паза и не препятствуют вра щению вала.
При вращении втулки с валом по часовой стрелке ролики
попадают в узкую часть |
паза, заклиниваются и вращение вала |
||
прекращается. |
|
|
|
Согласно |
правилам |
Госгортехнадзора грузоподъемные и |
|
транспортные |
машины |
должны иметь т о р м о з а . |
Тормоза |
должны обеспечить в любой момент остановку машины, удер
жание поднятого груза на высоте и опускание |
его |
с |
заданной |
|||||
скоростью. |
|
|
|
|
|
|
|
|
По назначению тормоза разделяются на две группы: стопор |
||||||||
ные и спускные — ограничивающие |
скорость спуска |
груза. |
По |
|||||
конструкции тормоза могут |
быть |
разных |
типов — колодочные, |
|||||
ленточные, пластинчатые и другие. |
|
|
|
|
|
|
||
Тормоза следует устанавливать на валах |
с минимальным |
|||||||
крутящим моментом, так же как и остановы. |
|
|
|
|
|
|||
Колодочные тормоза. |
В подъемно-транспортных |
машинах |
||||||
обычно |
применяются з а к р ы т ы е |
д в у х к о л о д о ч н ы е |
т о р |
|||||
м о з а |
(рис. 11). Двухколодочные |
тормоза |
состоят |
из |
системы |
рычагов, оканчивающихся двумя тормозными колодками, распо ложенными с противоположных сторон тормозного шкива.
При приложении замыкающей силы система рычагов приво дит тормозные колодки в соприкосновение с тормозным шкивом и прижимает их с такой силой, что вращение шкива прекраща ется, так как система рычагов связана с неподвижной частью конструкции. Замыкающая сила, приводящая в действие систе-' му рычагов, создается грузом или пружиной.
Тормоза с грузовым замыканием имеют ряд недостатков — удары при замыкании, изменяющаяся сила нажатия, большое количество рычагов и шарниров. В тормозах с пружинным замы канием указанные недостатки сведены к минимуму, ввиду чего эти тормоза являются наиболее распространенными.
В качестве размыкающего устройства, выключающего тор моз, в основном применяются электромагниты, которые своим действием нейтрализуют замыкающую силу. Система их включе ния обеспечивает выключение двигателя при включении тормо за и выключение его при включении электромагнита и осво бождении тормозного шкива.
На двух рычагах 2 (см. рис. 11) шарнирно прикреплены тормозные колодки /. Рычаги 2 шарнирно соединены с рычагом 9, к которому крепится в точке приложения силы замыкающий груз или пружина, а также якорь электромагнита 7. С рычагом 9 соединена тяга 6, прикрепленная к треугольнику 5, который не-
посредственно соединен с верхним концом правого рычага 2, а через винтовую стяжку 3 с верхним концом левого рычага 2.
При включенном электромагните рычаг 9 поднимается, ней трализуя замыкающую силу, поднимается тяга 6, треугольник 5 поворачивается против часовой стрелки и тормозные колодки / отходят от тормозного шкива.
При выключенном электромагните замыкающая сила тянет рычаг 9 вниз, тяга 6 опускается, треугольник 5 поворачивается
|
Рис. |
11. Двухколодочный тормоз: |
|
|||
/ — тормозные |
колодки; |
2 — вертикальные |
рычаги; |
3 — регулировочная |
винто |
|
вая стяжка; 4 |
— тормозной |
шкив; 5 — треугольник; 6 — вертикальная |
Тяга; |
|||
7 —якорь электромагнита; |
8 —тормозной |
груз; |
Я — горизонтальный |
рычаг. |
по часовой стрелке и колодки / прижимаются к тормозному шкиву.
Простейшим колодочным тормозом является о д н о к о - л о д о ч н ы й (рис. 12). К тор мозному шкиву /, жестко сидя щему на валу, прижимается тормозная колодка 2, покры тая тормозным (фрикционным) материалом 3 и прикрепленная к рычагу 4, который передает на колодку усилие Q от груза или пружины.
Этот тормоз очень прост по устройству и имеет небольшие размеры. Но его существенным
Рис. 12. Схема одноколодочного тор моза:
/ — тормозной шкив; 2 — тормозная колод ка; 3 — фрикционный материал; 4— рычаг.
недостатком является одностороннее воздействие колодки на шкив, что может вызвать изгиб вала. Кроме того, величина на жатия тормозной колодки изменяется в зависимости от направ ления движения. Одноколодочный тормоз применяется только в
грузоподъемных машинах с легким режимом |
работы, в машинах |
|
с ручным приводом и небольшим крутящим |
моментом. |
|
|
Р а с ч е т о д н о к о л о д о ч н о г о т о р м о з а . Сила тре |
|
ния |
(Н) |
|
|
F = Nf>P, |
(2—17) |
где |
N— сила нормального давления на шкив, Па; |
|
/ — коэффициент трения.
Расчетное окружное усилие на тормозном шкиве (Н)
где |
Dm — диаметр тормозного шкива, м; |
|
|
|
|
||
|
Мт — тормозной момент, Н-м. |
|
|
|
|
||
|
|
МТ = КГМК, |
|
(2—19) |
|||
где |
Мк — крутящий момент на тормозном валу, Н-м; |
|
|||||
|
Кт—коэффициент |
запаса торможения; при легком режиме работы при |
|||||
|
нимается равным 1,5, при среднем 1,75, при тяжелом 2,0, при весь |
||||||
|
ма тяжелом 2,5. |
|
|
|
|
|
|
|
Основным условием торможения является |
|
|||||
|
|
|
F = Nf > Р; |
|
|
||
|
|
|
2КтМк |
|
|
||
|
|
N = |
|
|
2-^. |
(2-20) |
|
|
Для определения замыкающего усилия Q на конце рычага |
||||||
рассмотрим схему |
на рис. |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 М = |
0; |
|
|
|
|
|
Qb— Na = 0; |
|
|
|||
|
|
|
Na=2K1MEa, |
|
( 2 _ 2 1 ) |
||
|
|
* |
J |
Dmfb |
' |
|
|
где а и ft —длина рычагов, м. |
|
|
|
|
|
||
|
Рабочая площадь колодки, м 2 |
|
|
|
|
||
где |
a — угол охвата |
колодкой шкива, °; |
а = 60—120°; |
|
|||
|
В ш — ширина колодки, м. |
|
|
|
проверяется |
на удельное |
|
|
Рабочая часть колодки и шкива |
||||||
давление (Па) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
= ^ . < |
Р |
к ; |
|
(2-23) |
|
|
Р - |
7 2 ° * т Л |
1 |
к |
<9>, |
(2-24) |
|
|
|
nD2mBmfa |
|
|
|
|
где <7д — допускаемое удельное давление.
26
Коэффициенты трения / для расчета тормозов (по данным ВНИИПТмаша) приведены в табл.4, максимально допустимые удельные давления qR между трущимися поверхностями коло дочных тормозов (по данным ВНИИПТмаша) — в табл. 5.
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение коэффициента трения / |
|
||
Материалы трущихся |
поверхностей |
при отсутствии |
при |
наличии |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
смазки |
смазки |
|
|
Чугун |
по |
чугуну |
|
|
|
|
0,15 |
|
0,06 |
|
Сталь |
по |
чугуну |
|
|
|
|
0,15 |
|
0,06 |
|
Лента тормозная асбестовая типа А |
0,37 |
|
0,16 |
|
||||||
по чугуну и стали |
|
|
|
|
|
|
||||
Лента тормозная асбестовая типа Б |
0,35 |
|
0,16 |
|
||||||
по чугуну и стали |
|
|
|
|
|
|
||||
Лента |
вальцованная |
по чугуну и ста |
0,42 |
|
0,12 |
|
||||
ли |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Дерево по чугуну |
|
|
|
|
0,30 |
|
|
|
||
Дерево |
по |
стали |
|
|
|
|
0,25 |
|
|
|
Кожа по чугуну |
и стали |
|
0,20 |
|
|
|
||||
Бронза |
по чугуну |
|
|
|
|
0,17 |
|
|
|
|
Бронза |
по |
стали |
|
|
|
|
0,16 |
|
|
|
Бронза |
по |
бронзе |
|
|
|
|
0,18 |
|
|
|
Сталь по текстолиту |
|
|
|
0,15 |
|
|
|
|||
Сталь по фибре . . . . . . . . . |
0,17 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б.л и ц а |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельное давление |
|
|
|
Материалы трущихся |
|
в стопорном |
тормозе |
в спускном |
тормозе |
|
||||
|
поверхностей |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см3 |
|
Чугун |
по |
чугуну . |
. |
. |
1961 |
20 |
І471 |
15 |
|
|
Сталь |
по |
чугуну . |
. |
. |
1961 |
20 |
1471 |
15 |
|
|
Сталь |
по стали . . |
. |
. |
392 |
4 |
196 |
2 |
|
||
Лента |
тормозная |
асбес |
588 |
6 |
392 |
4 |
|
|||
товая по металлу . |
. |
. |
|
|||||||
Лента |
вальцованная |
по |
588 |
6 |
392 |
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Дерево |
по |
чугуну . |
. |
. |
588 |
6 |
392 |
4 |
|
Ленточные тормоза. В ленточном тормозе торможение про исходит в результате прижатия к шкиву стальной тормозной ленты, покрытой специальным фрикционным материалом.
Рис. 13. Схемы простых ленточ ных тормозов:
а — простой; б — дифференциальный; s — суммирующий.
Ленточные тормоза спо собны развивать большие тормозные моменты. Величи на тормозного момента зави
сит |
от угла обхвата |
ленты. |
У |
большинства ленточных |
|
тормозов угол обхвата |
дохо |
дит до 270°, а в тех случаях, когда он недостаточен, при меняются многообхватные тормоза, в которых угол об хвата доходит до 650°. Ос: новной конструктивной осо бенностью многообхватного тормоза является вильчатая лента. Столь большая вели чина угла обхвата достигает ся тем, что узкая часть ленты проходит в промежуток меж
ду |
лентами |
вильчатого |
конца. |
|
Простой ленточный тор моз (рис. 13, а) является тор мозом одностороннего дейст вия, так как при изменении направления движения изме няется тормозной момент.
Вдифференциальном
ленточном |
тормозе |
(рис. |
|
13,6) |
концы |
тормозной |
лен |
ты |
крепятся |
к тормозному |
рычагу по обе стороны от оси его вращения. Недостатком дифференциального тормоза является возможность само затягивания под влиянием силы трения. Чтобы избе жать самозатягивания, при нимают d\ = (2,5-f-3)d2 - Дифференциальный тормоз применяется редко.
В суммирующем ленточ ном тормозе (рис. 13, в) оба конца ленты прикреплены к тормозному рычагу с одной стороны от оси его враще ния.
Р а с ч е т п р о с т о г о л е н т о ч н о г о т о р м о з а . Тормоз ной момент (в Н - м ) .
М т = кт Мк,
где Kt — коэффициент запаса торможения;
jWk — крутящий момент на тормозном валу, Н-м. Расчетное окружное усилие (в Н)
А » ' где Dm — диаметр тормозного шкива, м.
Натяжение ленты в набегающем конце (вН )
tH = |
tc6ef<*. |
(2—25) |
Натяжение в сбегающем конце (вН )
(2—26)
где е— основание натуральных логарифмов; f—коэффициент трения;
а — угол обхвата шкива лентой, град. Окружное усилие на шкиве (в Н)
P = tH — tc6; Ре'а
*сб = „fa-І '
(2—27)
(2—28)
(2—29)
Т а б л и ц а 6
|
|
|
Удельное давление <7уд |
|
||
Материалы трущихся поверхностей |
в стопорном |
тормозе |
в спускном |
тормозе |
||
|
|
|
кПа |
кгс/см2 |
кПа |
кгс/см2 |
Стальная |
лента по чугунному или |
1471 |
15 |
981 |
10 |
|
|
|
|
||||
Тормозная или асбестовая лента по |
588 |
6 |
294 |
3 |
||
стальному |
или чугунному |
шкиву . . |
||||
Вальцованный, прессованный и фор |
|
|
|
|
||
мованный |
фрикционный |
материал |
785 |
8 |
392 |
4 |
|
|
|
||||
Дерево по чугунному шкиву . . . . |
588 |
6 |
392 |
4 |