8.6. Лифты

Лифт - это установка для подъема груза с грузонесущим устройст­вом, которая выполнена в виде кабины или платформы, движущейся в жестких направляющих. Лифты широко применяются на складах для вертикального перемещения тарно-штучных грузов. Наибольшее распространение получили электрические лифты общего назначения грузоподъемностью 500...3200 кг, грузонесущим органом которых яв­ляется кабина.

На рис. 8.23 представлена схема лифта, который состоит из каби­ны 1, подвешенной на канатах 7, огибающих канатоведущий шкив 5 механизма подъема 6 и противовеса 4, подвешенного к этим же кана­там с противоположной стороны. Кабина перемещается вдоль на­правляющих 3, а противовес - вдоль направляющих 2. С целью сни­жения динамических нагрузок кабина в нижнем положении опус­кается на буферное устройство 8.

К подвешенным узлам лифтов относятся кабина лифта, противо­вес и канаты. Основным из подвешенных узлов является кабина, которая состоит из каркаса с ловителями и купе.

На рис. 8.24 представлен каркас кабины с деталями подвески и ловителями. Основная металлическая несущая часть каркаса выпол­нена в виде двух металлических рам: металлической вертикальной 1 и горизонтальной 2 рамы. Вертикальная рама состоит из нижней и верхней балочных конструкций, каждая из двух швеллеров. Верхняя и нижняя балочные конструкции соединены между собой на концах

двумя стояками с каждой стороны, образуя таким обра­зом замкнутую вертикальную раму.

Горизонтальная рама 2 представляет собой опорную конструкцию, изготовленную из уголковой стали, в которую вставляется пол купе кабины. Рама опирается непосредст­венно на нижнюю балочную конструкцию вертикальной рамы и прикрепляется к ней. По концам нижней и верхней балочных конструкций за­креплены направляющие баш­маки 5 кабины, скользящие по направляющим.

Между балками верхней балочной конструкции располагаются рычаги ловителей 4. От рычагов этого механизма к концам нижней балочной конструкции спускаются на стальных тягах клинья 3 лови­телей. Каркас подвешивается на канатах за верхнюю балочную кон­струкцию с помощью подвесного устройства 6, прикрепляемого к середине верхней балочной конструкции каркаса. Подвешивание обычно производится с помощью специальных балансирных подвесок, схемы которых показаны на рис. 8.25, а-в.

На рис. 8.25, г показана пружинная шестиканатная подвеска, которая представляет собой устройство, в котором каждый канат крепится к подпружиненному рымболту, а нарезанная часть каждого болта пропускается через отверстие в опорной площадке каркаса

кабины или противовеса, проходит через спиральную пружину и за шайбой крепится гайкой и контргайкой.

Непременной составной частью лифтов являются ловители, кото­рые располагаются на каркасе кабины. Они предназначены для удер­жания кабины (или противовеса) в направляющих при движении кабины вниз в случаях:

обрыва или ослабления одного или одновременно нескольких или всех канатов. В этом случае ловители приводятся в действие от механической связи несущих канатов с механизмом ловителей;

увеличения скорости движения кабины или противовеса выше предельной. В этом случае ловители приводятся в действие от огра­ничителя скорости.

Для уравновешивания массы кабины и части массы полезного груза с целью уменьшения мощности электродвигателя применяют противовесы, которые бывают прямого и полиспастного подвеши­вания.

Массу противовеса (кг) обычно принимают равной

Наиболее распространенный тип приводной станции грузового лифта с канатоведущим шкивом приведен на рис. 8.26.

Движущиеся элементы лифта, т. е. кабина и противовес вместе с направляющими, а также часть электрооборудования управления размещаются в специальном изолированном помещении, называемом шахтой.

Основными параметрами лифта являются: номинальная грузо­подъемность G, скорость движения кабины v и высота подъема Н.

Номинальной грузоподъемностью лифта называется масса полезного груза, для перемещения которого он рассчитан. При этом масса кабины и жестко укрепленных на ней элементов не учи­тывается.

Транспортная способность лифта характеризуется производитель­ностью лифта, которая определяется его основными параметрами. Для грузовых лифтов, применяемых для транспортных операций при производстве ПРТС-работ, производительность (т/ч):

Таким образом, величина G yβ_И.Г - масса перемещаемого груза, механизируемого грузопотока.

Время цикла следует определять из зависимости

где H' — вероятная высота подъема, проходимая на номинальной скорости (за вычетом пути разгона и торможения), м; v — номинальная скорость лифта, для грузовых лифтов υ = 0,25 — 0,5 м/с; k_t — коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени при ра­боте лифтов k_t = 1,1; Σt — сумма затрат времени на пуск t₁, остановку t₂ и открывание дверей t₃, а также на время загрузки t₄ и разгрузки t₅ кабины.

Для грузовых лифтов величину (t₁ + t₂ + t₃) обычно принимают 14 + 15 с, а величины t₄ и t₅ могут быть определены из условий техно­логического процесса производства загрузки и выгрузки кабины, вида груза, ее грузовместимости.

При ручных операциях продолжительность загрузки и выгрузки (с) можно принять:

Для различных способов механизированной загрузки и выгрузки усредненные значения расчетных величин приведены в табл. 8.6.

При заданной величине годового грузопотока Q_год (т/год) и уста­новленной номинальной грузоподъемности лифта необходимое число грузовых лифтов

где T_ч.с - количество часов работы лифта в сутки; T_с.г — количество рабочих дней в году.

При выборе типа лифта необходимо решить вопрос о его обслу­живании как при движении, так и при погрузочно-разгрузочных операциях. Номинальную грузоподъемность лифта следует выбирать ближайшей к массе перевозимого груза или тележки с грузом, а размеры кабины должны соответствовать габаритным размерам перевозимого груза и обеспечивать удобную его установку и раз­грузку. Для каждого грузового лифта характерной является ширина дверного проема, которая должна быть больше ширины перевозимого груза или транспортного средства на 50-150 мм.

Характеристика грузовых лифтов общего назначения приведены в табл. 8.7.

При работе лифта его элементы воспринимают нагрузку от массы поднимаемого груза G, массы кабины G_к, сил инерции F_и [F_и= (G + + G_к )a] и сил сопротивления W.

Пренебрегая силами сопротивления, расчетная нагрузка

где k_д — коэффициент динамичности; к _д = 1 + a /g.

При нормальных условиях работы значение ускорения а < 2 м/с²; при нажатии кнопки "Стоп" - 3 м/с².

При проведении предварительных расчетов массу кабины опре­деляют исходя из номинальной ее грузоподъемности и коэффициента тары

Принимают для грузовых лифтов β_Т = 0,7 - 2,0; для пассажир­ских - 1,7-2,5, причем со снижением грузоподъемности β_т возрастает.

Число канатов для подвески кабины грузового лифта грузоподъ­емностью до G = 2 т принимают равным 4, для G = 3,2 т - 6, а для G = 5 т - 8 канатов.

По принятой в лифтостроении терминологии расчет механизма подъема лифта называют тяговым расчетом лифта, который можно разделить на три характерных этапа: статический и кинематический расчет; динамический расчет; расчет коэффициента тяговой способности канатоведущего шкива (КВШ) и уточнение параметров меха­низма подъема с учетом обеспечения требуемой точности остановки и допустимого замедления.

Статический и кинематический расчет включает определение массы подвижных элементов и канатов лифта, сопротивлений дви­жению кабины и противовеса, нагрузки на канатоведущем органе, параметров двигателя, редуктора и тормоза механизма подъема без учета действия сил в переходных режимах. В связи с этим статический расчет имеет предварительный характер и требует последующей корректировки по результатам динамического расчета (уточняются параметры КВШ, тормоза, муфты).

Порядок статического расчета следующий:

выбирают кинематическую схему лифта в соответствии с требо­ваниями производства;

определяют массу кабины и противовеса. Масса кабины (кг) для грузовых лифтов

где F_K — площадь пола кабины, м².

Масса противовеса определяется, исходя из условий уравнове­шивания массы кабины и части массы груза: G_n = G_K + 0,5 G;

определяют необходимое число ветвей канатов подвески кабины и типоразмер каната из условий прочности. Диаметр каната грузовых лифтов с проводником должен быть не менее 9,5 мм, а канат ограни­чителя скорости - d > 7 мм;

рассчитывают массу вспомогательных уравновешивающих кана­тов или цепей с учетом схемы запасовки канатов механизма подъема.

Наиболее широко применяется система с уравновешивающими канатами (цепями), соединяющи­ми противовес и кабину при простой и полиспастной подвеске последней (рис. 8.27).

В этом случае масса уравно­вешивающих канатов (кг)

где q_y — масса уравновешивающих кана­тов на 1 м длины каната, кг/м; l_у — общая длина уравновешивающих канатов, м;

для системы уравновешивания: "кабина - противовес"

для системы "кабина - шахта", "противовес - шахта"

где q_т.к , - масса тяговых канатов на 1 м длины каната, кг/м; т_п — кратность полиспаста канатной подвески; q_n.к — масса подвесного электрического кабеля на 1 м длины кабеля, кг/м;

определяют расчетный диаметр канатоведущего шкива из условия допустимого угла перегиба и компоновки лифтового оборудования в плане шахты с учетом допустимых зазоров и расстояний, регламен­тируемых правилами ПУБЭЛ (правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов):

где е — опытный коэффициент, значения которого приведены в табл. 8.8.

где l_к.п — расстояние между геометрическими центрами плана кабины и противовеса (в шахте), м;

производят расчет величины сопротивлений кабины и противове­са. Аэродинамическое сопротивление движению кабины скоростного лифта

где v_к — скорость кабины, м/с.

Сопротивление движению канатов на отклоняющих блоках (Н) принимается = 1 % максимального натяжения канатов

Сопротивление движению противовеса (Н) при установке баш­маков с зазором

где w'_c — коэффициент сопротивления, w'_c = 0,12.

Сопротивление движению кабины (Н) в направляющих

где w_p — коэффициент сопротивления движению роликов, w_p = 0,05; n_п, n_н — число поверхностей трения башмаков в плоскости направления движения и перпендикулярной к ней; N_п, N_н — силы нормального давления роликов на направляющие по направлению движения и перпендикулярном к нему, Н; N_n — возникают в горизонтальной плоскости, Н; N_H — от перекоса кабины в вертикальной плоскости, Н.

Расчет этих сил производят по уравнениям моментов относительно точек подвеса при асимметричном расположении груза.

Величина нормальных реакций (рис. 8.28) определяется из суммы моментов относительно осей X и Y, соответственно

Расчет нормальных реакций выпол­нен без учета сил трения в башмаках. Связанная с этим ошибка не превышает 5 %. Величины поперечного и продоль­ного смещения груза в кабине прини­маются равными:

Сопротивление движению кабины (Н) с грузом

Величина расчетного статического натяжения каната (Н)

где G — номинальная грузоподъемность лифта, кг; G_K — масса кабины, кг; G_H — масса натяжного груза уравновешивающих канатов, кг; G_Т.К — масса тяговых канатов подвески кабины в нижнем крайнем положении, кг; m_п — кратность полиспаста канатной подвески кабины; i_n — число ветвей подвески кабины.

Для предотвращения скручивания уравновешивающих канатов внизу шахты устанавливается массивный натяжной блок, который может перемещаться в вертикальных направляющих при вытяжке канатов.

Общая масса натяжного устройства - 300- 600 кг;

рассчитывают величину натяжения канатов подвески кабины и противовеса в различных эксплуатационных и испытательном (ИС) режимах. Расчет удобнее оформлять в виде таблицы (табл. 8.9);

рассчитывают статическую нагрузку на канатоведущем органе и соотношение натяжений канатов в расчетных режимах: соотношение натяжений ψ = S_max /S_min; консольная нагрузка КВШ R_конс = S _наб + S_сб; окружное усилие на КВШ W_o =(S_max- S_min) ± 0,02S_max. Знак (+) берут при подъеме, (-) - при опускании неуравновешенного груза;

определяют необходимую мощность электродвигателя и выбирают его по каталогу;

рассчитывают частоту вращения канатоведущего шкива, исходя из его диаметра и скорости подъема кабины, и определяют общее пере­даточное число редуктора;

выбирают по каталогу редуктор, обеспечивающий скорость дви­жения кабины с точностью не менее 5 %;

рассчитывают тормозной момент тормоза из условия удержания максимального неуравновешенного груза в эксплуатационном и испытательном режимах, подбирают тормоз по каталогу.