Министерство аграрной политики и продовольствия Украины

Государственное агентство рыбного хозяйства Украины

Керченский государственный морской технологический университет

Кафедра «Оборудование пищевых и рыбообрабатывающих производств»

СУДОВЫЕ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Конспект лекций

для студентов направления 6. 070104 «Морской и речной транспорт» специальности 7.07010402 «Эксплуатация судовых энергетических установок», направления 6.050503 «Машиностроение» дневной и заочной форм обучения

Керчь 2011г.

УДК УДК656.612:621.86/.87

Автор: Звегинцев А.И., к.т.н. доцент кафедры ОПРП КГМТУ.

Рецензент: Федорина В.Г., к. т. н., доцент кафедры ОПРП КГМТУ.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры ОПРП КГМТУ

Протокол № __ от _______20__ г.

Конспект лекций утвержден и рекомендован к публикации методической комиссии технологического факультета КГМТУ

Протокол № __ от _______20__ г.

© Керченский государственный морской технологический университет

Содержание:

Введение	8
Раздел 1. Состав судовых подъемно-транспортных механизмов	9
1.1. Классификация подъемно-транспортных и промысловых машин и механизмов	9
1.2. Основные параметры грузоподъемных машин	18
1.3. Режим работы грузоподъемных машин	21
1.4. Вопросы для самопроверки	26
Раздел 2. Грузозахватные приспособления	27
2.1. Общие сведения	28
2.2. Универсальные грузозахватные приспособления	28
2.3. Грузозахватные приспособления для навалочных грузов	34
2.4. Эксцентриковый захват	36
2.5. Крюковые подвески	38
2.6. Вопросы для самопроверки	43
Раздел 3. Подъемные и тяговые гибкие органы	44
3.1. Общие сведения	44
3.2. Канаты из растительных и синтетических волокнистых материалов	45
3.3. Стальные проволочные канаты	46
3.4. Цепи	55
3.5. Вопросы для самопроверки	61
Раздел 4. Тяговые устройства грузоподъемных машин	62
4.1. Барабаны.	62
4.2. Вопросы для самопроверки	74
Раздел 5. Дополнительные тяговые устройства	75
5.1. Фрикционные барабаны	75
5.2. Блоки	81
5.3. Звездочки	85
5.4. Вопросы для самопроверки	87
Раздел 6. Полиспасты	88
6.1. Вопросы для самопроверки	95
Раздел 7. Оборудование для торможения подъемно-транспортных машин	96
7.1. Общие сведения	96
7.2. Остановы 7.3. Вопросы для самопроверки	97 105
Раздел 8. Тормозные устройства	106
8.1. Общие сведения	106
8.2. Классификация тормозов	108
8.3. Конструкция тормозов	110
8.4. Вопросы для самопроверки	125
Раздел 9. Привод грузоподъемных машин	126
9.1. Общие сведения	126
9.2. Ручной привод	128
9.3. Гидравлический привод	133
9.4. Вопросы для самопроверки	137
Раздел 10. Механический привод	138
10.1. Электрический привод	138
10.2. Привод от ДВС	143
10.3. Управление приводами грузоподъемных машин	144
10.4. Вопросы для самопроверки	145
Раздел 11. Простейшие грузоподъемные машины	146
11.1. Домкраты	146
11.2. Тали	152
11.3. Вопросы модульного контроля	155
Раздел 12. Лебедки	156
12.1. Лебедки общего назначения	156
12.2. Судовые грузовые лебедки	166
12.3. Вопросы для самопроверки	169
Раздел 13. Транспортирующие машины	170
13.1. Общие сведения	170
13.2. Характеристика транспортируемых грузов	171
13.3. Основные параметры грузовых и транспортирующих машин	173
13.4. Ленточные конвейеры	178
13.5. Машины для механизации трюмных работ	180
13.6. Конвейерная лента	181
13.7. Приводы конвейеров	184
13.8. Натяжные устройства 13.9 Вопросы для самопроверки	189 190
Раздел 14. Конвейеры с цепным тяговым органом	191
14.1. Тяговый орган конвейеров и определение сопротивления движению цепи	191
14.2. Скребковые конвейеры	193
14.3. Пластинчатые конвейеры	198
14.4. Вопросы для самопроверки	202
Раздел 15. Элеваторы	203
15.1. Вопросы для самопроверки	212
Раздел 16. Транспортирующие машины без тягового органа	213
16.1. Винтовые конвейеры	213
16.2. Вопросы для самопроверки	226
Раздел 17. Пневматический транспорт	227
17.1. Вопросы для самопроверки	238
Раздел 18.Техническая эксплуатация, ремонт и монтаж грузоподъемных и транспортных машин	239
18.1. Задачи технической эксплуатации машин. Организация и содержание технического обслуживания	239
18.2. Смазывание узлов и деталей	243
18.3. Неисправности узлов	245
18.4. Износ и восстановление деталей	248
18.5. Организация и планирование ремонта	251
18.6. Испытание грузовых и транспортных машин	253
18.7. Безопасность труда	255
18.8. Вопросы для самопроверки Список использованной литературы	257 259

Введение

Современные поточные технологические и автоматизированные линии, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочно-разгрузочные операции требуют применения разнообразных типов подъемно-транспортных машин и механизмов, обеспечивающих непрерывность и ритмичность производственных процессов.

Повышение производительности машин, удобство их обслужива­ния и ремонта, надежность в работе и долговечность - основные задачи, над выполнением которых работают конструкторы и ученые. И эти задачи можно осуществить путем применения новых, более совершенных конструкций самих машин, а также приборов управления и автоматических грузозахватных приспособлений.

Невозможно обеспечить устойчивый режим предприятия в т.ч. судов рыбопромыслового флота на современной ступени их интенсификации без согласованной и безотказной работы современных средств механизации внутрицехового, внутрисудового, межцехового и портового транспорта сырья, полуфабрикатов и готовой продукции во всех стадиях обработки и складирования. Поэтому подъемно-транспортные механизмы используются в настоящее время не только для выполнения подсобных работ, но они играют важнейшую роль в любом технологическом процессе, можно сказать даже, они органически сливаются с технологическим процессом.

Подъемно-транспортные машины и устройства настолько разнооб­разны по своему назначению, принципам действия и конструктивному выполнению, что не представляется возможным дать подробное опи­сание и детальные расчеты даже для основных типов. Поэтому здесь будут рассмотрены общие принципы расчета и конструирования отдельных деталей, узлов, а также механизмов и приведены типовые расчеты, исходя из требования обеспечения надежности и долговечности проек­тируемых устройств

Раздел 1. Состав судовых подъемно-транспортных механизмов

1.1. Классификация подъемно-транспортных и промысловых машин и механизмов

Подъемно-транспортные механизмы обычно принято делить по конструктивному признаку на две группы: грузоподъемные и транспортирующие машины. Промысловые тяговые машины и механизмы с точки зрения их конструкции и принципа действия могут быть отнесены к группе грузоподъемных машин. Средства промысловой гидромеханизации являются по существу одной из групп транспортирующих машин. Другие машины, устройства и механизмы, предназначенные для выполнения специальных промысловых операций (сететрясные машины, льдобурильные агрегаты и др.), составляют группу специальных промысловых машин и устройств.

Грузоподъемные машины и механизмы и промысловые тяго­вые машины имеют, как правило, специальный механизм подъ­ема (тяги) груза и характеризуются цикличностью действия.

Грузоподъемные машины предназначены для перемещения грузов по вертикали и передачи их из одной точки площади, обслуживаемой машиной, в другую. Конструкции грузоподъемных машин можно разделить на пять групп: простые подъемные механизмы, грузоподъемные и промысловые лебедки, промысловые выборочные машины, краны и подъемники.

Существует целый ряд грузоподъёмных машин, конструкции которых зависят от вида груза, условий применения и степени сложности. В состав подъемной машины может входит несколько механизмов: подъема груза, передвижения, поворота и изменения вылета стрелы. Они могут быть в различных сочетаниях, но механизм подъема имеется в каждой машине.

К простым подъемным механизмам можно отнести домкраты, полиспасты, ручные грузовые лебедки и тали.

Домкраты – подъемные механизмы с ограниченной высотой подъема груза; последний может опираться на винты, рейки или поршни. В зависимости от этого домкраты делятся, на винтовые, реечные и гидравлические.

Полиспасты – механизмы подъема, представляющие собой систему блоков, соединенных гибким элементом. Используются обычно для выигрыша в силе, но в гидравлических и пневматических устройствах они применяются и для выигрыша в скорости (пути).

Грузоподъемные и промысловые лебедки – подъемно-тяговые машины, предназначенные для подъема, нак­лонного или горизонтального перемещения с помощью гибких элементов грузов либо орудий лова. Они являются также ос­новными механизмами других более сложных грузоподъемных устройств.

Промысловые выборочные машины – подъемно-тяговые машины, предназначенные для подъема или выборки орудий лова из воды на палубу или на берег рыболовного уча­стка. По конструктивному признаку различают промысловые вы­борочные машины для тяги орудий лова за подборы, хребтину и другие канатно-веревочные детали и для тяги орудий лова жгутом.

Краны – грузоподъемные машины, предназначенные для подъема и горизонтального перемещения грузов, подвешивае­мых на гибких элементах. Они имеют несколько исполнительных механизмов, смонтированных на неподвижных или передвиж­ных опорных металлических конструкциях. Различают краны общего назначения и специальные.

К подъемникам относят сложные подъемные машины и установки, имеющие кабины, платформы или бадьи (ковши), перемещающиеся в вертикальных или наклонных направляю­щих. В эту группу входят лифты, фуникулеры, скиповые подъ­емники, мачтовые подъемники и др.

Крановые устройства имеют несколько (обычно три-четыре) движений грузозахватного органа; их можно подразделить на три подгруппы: поворотные краны; мостовые и консольные краны; перегружатели.

К крановым устройствам конструктивно весьма близки электроподвесные (однорельсовые) дороги, вагонетки которых имеют механизмы подъема. Вместе с тем электроподвесные дороги могут иметь замкнутое разветвленное поступательное движение вагонеток и по этому признаку они относятся к классу дорог.

Поворотные краны делаются передвижными, реже стацио­нарными; они могут устанавливаться:

• на рельсовом ходу — железнодорожные краны, катучие краны;

• на безрельсовом ходу — пневмоколесные (автомобильные) краны, гусеничные краны;

• на плавучих понтонах и судах — плавучие и судовые краны;

• на стенах и крышах зданий — настенные и кровельные краны.

Кроме того, существуют поворотные краны, перемещающиеся по двум расположенным в разных уровнях (внизу и наверху) рельсам — так называемые велосипедные краны (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Схема велосипедного крана

Поворотная часть крана может вращаться на колонне (кран на колонне) или на круговом рельсе (кран на поворотной платформе) и иметь форму высокой башни — башенные краны, она может также устанавливаться на портале или полупортале — портальные и полупортальные краны.

Поворотные краны могут иметь постоянный и переменный вылет (расстояние груза от оси вращения крана). Изменение вылета достигается путем подъема укосины (стрелы) или передвижения по ней тележки с грузом.

Мостовые краны состоят из катучего моста, вдоль которого движется грузовая тележка с подъемной лебедкой; мост перемещается по рельсам, уложенным на эстакаде или стенах зданий.

Краны мостовые ручные (ГОСТ 7075-64) изготавливают однобалочные (кран-балки) грузоподъемностью 3,2 Т (31,4 кН), 5Т (49,1 кН), 8 Т (78,5 кН) и двухбалочные грузоподъемностью 12,5 Т (122,6 кН) и 20 Т (196,2 кН). Их высота подъема груза до 12 м.

У кранов мостового типа груз подвешен к движущейся те­лежке и всегда находится в пределах опорного контура. Краны мостового типа бывают: опорными и подвесными, мостовыми, козловыми и кабельными.

Рисунок 1.2. Схема опорной кран-балки.	Рисунок 1.3. Схема мостового крана.

Мостовой кран (рис. 1.3) — кран, несущие элементы конструкции которого опираются непосредственно на крановый путь, имеет большую грузоподъемность. Главные балки 1 образуют мостовую конструкцию, по которой передвигается тележка с меха­низмом 2 подъема груза.

Краны мостовые однобалочные (кран-балка) с электрической талью (Рис. 1.2) (ГОСТ 7532—64) выполняют с управлением с пола и из кабины. Их грузоподъемность составляет 1 Т (9,8 кн); 3,2 Т (31,4 кн) и 5 Т (49 кн). Пролет крана 4,5—28,5 м. Высота подъема крюка 6, 12 или 18 м. Скорость подъема крюка с грузом 8 м/мин, скорость передвижения тали 20 м/мин, скорость передвижения крана с управлением с пола 25—40 м/мин, с управ­лением из кабины 40 и 60 м/мин. Электрическая таль 1 движется по нижним полкам двухтавровой балки. Балка, в зависимости от величины пролета, имеет горизонтальную или горизонтальную и вертикальную фермы.

Двухбалочный кран имеет тележку, перемещающуюся по верху балок. Балки крана имеют горизонтальные фермы с двух сторон.

Нормальные мостовые краны (ГОСТ 7464-55; 3332-54) принципиально ничем не отличаются от кран-балок. Но так как они предназначены для работы с большими грузами, двутавровая балка в них заменена двумя мощными сварными или клепаными балками или фермами, а подвижная таль — четырехколесной тележкой с лебедкой для подъема груза. Тележка перемещается вдоль балок или ферм по рельсам.

Козловые краны отличаются от мостовых тем, что рельсовый путь крана проходит по земле, вследствие чего балки или фермы моста опираются на металлическую конструкцию, выполненную в виде фермы или клепаных стержней (ноги) 1. Для удобства загрузки и разгрузки транспорта по балке крана перемешается электрическая таль 5 с грейфером 7.

Колеса 3 крана — самоустанавливающиеся, с фиксаторами 4. Балка 1 крана и ноги 2 выполнены из труб.

Пролет крана можно изменять смещением ног вдоль балки.

На рис. 1.4 изображен козловой кран, используемый для монтажных работ в ремонтных мастерских. Кран перемещается усилием рабочих по ровному настилу , полу мастерской или открытой площадке.

Рисунок 1.4. Козловой кран

Консольные краны состоят из консольной настеночной катучей фермы, вдоль которой перемещается, так же как и у мостового крана, грузовая тележка с подъемной лебедкой. Кран опирается на нижний вертикальный рельс, воспринимающий полный вес крана; опрокидывание крана предотвращается горизонтальными колесами, опирающимися на соответственно горизонтально расположенный рельсовый путь.

На рис. 1.5 изображен кран с переменным вылетом. Тележка крана 2 с помощью бесконечного каната или цепи 7 приводится в действие от канатоведущего блока 1 силой трения. Когда тяговым органом яв­ляется цепь, вместо блока устанавливают звездочку. Блок или звез­дочка получают вращение от тягового колеса 8 через передачу (привод может быть ручной или электрический). Подъемный канат 6, огибая блоки 4 тележки и подвижный блок 5, крепится к ферме за стойку 3. Второй конец каната наматывается на барабан механизма подъема груза. Подъем может производиться самостоятельно независимо от того, в каком состоянии находится тележка (неподвижна или в движе­нии).

Тележка крана представляет собой несложный механизм, состоящий из прямоугольной швеллерной рамы, смонтированной на четырех катках. Для направления ветви подъемного каната тележку снабжают направляющими блоками.

Вылет консольного крана может измениться также путем подъема и опускания стрелы.

Рисунок 1.5. Стенной поворотный кран с переменным вылетом

Свободностоящие консольные поворотные краны (рис. 1.6) имеют не­подвижную колонну, укрепленную па фундаменте. Для уменьшения нагрузки на колонну такие краны иногда снабжают противовесом. Величину момента, создаваемого противовесом, выбирают так, чтобы моменты, изги­бающие колонну порожнего и груженого крана, были одинаковыми. Величина вылета составляет 5 м, высота подъема крюка 9 м. Привод подъема ручной или от электродвигателя. Для монтажных работ в ремонтных мастерских применяют консольный кран, перемещаемый вручную по полу цеха (или склада) на колесах. Подъем груза производится с помощью ручной лебедки.

Рисунок 1.6. Струнный поворотный кран

Все самоходные морские суда снабжены грузовыми стрелами или кранами. Судостроительные и судоремонтные заводы оснащены кранами специальных систем грузоподъемностью до 800 тс и судоподъемни­ками. Современное гидротехническое строительство обслуживается весьма большим парком кранов.

Грузовые стрелы, оснащенные судовыми грузовыми лебедками, являются основными грузовыми устройствами на рыбопромысловых и транспортных судах. Эти грузовые устройства используют как для погрузочно-разгрузочных работ, так и для грузовых операций с орудиями лова. Грузоподъемность обыкновенных стрел и грузовых лебедок обычно составляет 1—5 т; в специальных случаях устанавливают особые тяжеловесные стрелы грузоподъемностью до 100 т и более.

Рисунок 1.7. Схема судовой грузовой стрелы

1— стрела, 2 — подъемный ка­нат (грузовой шкентель), 3 — судовая грузовая лебедка, 4 — стреловой канат (топенант) с креплением конца на палубной тумбе (обухе), 5 — канат стре­ловой оттяжки (шкентель от­тяжки), 6 — ручной полиспаст для поворота стрелы (стрела с двумя оттяжками).

Грузовая стрела (Рис. 1.7) представляет собой деревянный стержень круглого сечения или стальную трубу, нижний конец которой (шпор) шарнирно присоединен к мачте или палубной надстройке судна; верхний конец – к мачте или борту судна

Перемещение грузов является одной из самых трудоемких и тяжелых областей физического труда. При ручном перемещении гру­за по горизонтали выработка одного рабочего составляет примерно 75 (на плече) и 300 (на тачках) тс. м/ч, а при наклонном пути — значительно меньше. В то же время современные грузоподъемные машины независимо от характера перемещения груза позволяют получить выра­ботку 8000 – 10 000 тс. м/ч и более на одного рабочего. При перемеще­нии особо тяжелых грузов грузоподъемность кранов нередко составля­ет 200—600 тс, а в отдельных случаях доходит до 1200 тс.

Грузоподъемные машины имеют широкое применение во всех обла­стях народного хозяйства. В портах, на набережных и складах уста­навливают десятки, а иногда и сотни кранов; перегрузочные опера­ции на плаву обслуживаются плавучими кранами грузоподъемностью до 350 тс и более.