Тема 12. Грузоподъемные устройства

Грузоподъемные устройства, являясь машинами периодического действия, характеризуются дискретной подачей грузов, т.е. рабочий цикл состоит из операций захвата, подъема груза, остановки для освобождения груза и обратного движения без груза.

Грузоподъемными машинами обеспечивается механизация всех подъемных и определенная часть погрузо-разгрузочных операций на сырьевых площадках предприятий по переработке сельскохозяйственного сырья и в цехах основного производства. Ими также обслуживаются технологические процессы и монтажные работы на складах, в производственных и ремонтных цехах предприятий пищевой промышленности.

12.1. Конструкции грузоподъемных машин. Основные характеристики

По конструкции и виду выполняемых работ подъемные машины разделяют на три группы: подъемные механизмы, краны и подъемники.

а) б) в)

Рис. 12.1

Подъемные механизмы (полиспасты, тали, лебедки и домкраты) приводятся в действие вручную или двигателями при помощи механических, гидравлических и пневматических передач и имеют одно, редко два рабочих движения. Рассмотрим работу отдельных простых механизмов.

Обойму 1 полиспаста (рис. 12.1, а) крепят к перекрытию или стене здания; обойма 2 имеет захватное устройство для груза. Канат крепят одним концом к обойме 1; пропускают одним концом через блок обоймы 2, а затем обоймы 1. к свободному концу каната прикладывается усилие F рабочего.

Барабан 1 лебедки (рис. 12.1, б), установленный на грузовом валу, приводится во вращение рабочими через рукоятку 2 и систему открытых зубчатых передач. Для предотвращения самопроизвольного опускания груза на промежуточном валу предусмотрено устройство, состоящее из грузоупорного тормоза и храпового механизма 3. Скорость подъема можно изменять передвижкой блока 4 из двух шестерен на приводном валу.

Рабочим органом винтового домкрата (рис. 12.1, в) является винт 1, вращающийся в гайке или прямо в нарезном корпусе 2. При вращении винта усилием через рукоятку 3 достигается подъем (спуск) груза G_гр, опирающегося на рифленую головку 4.

Подъемные механизмы применяют для подъема сравнительно легких грузов (обычно до 10 т) при монтаже и демонтаже оборудования, при обслуживании технологических машин и аппаратов, в складах, при проведении несложных строительных работ. Рабочие скорости подъема грузов обычно составляют: в домкратах и талях с электроприводом от 1 до 10 м/с, в лебедках до 20 м/мин.

Краны охватывают обширную группу более сложных грузоподъемных машин, имеющих не менее двух рабочих движений. Они имеют несколько механизмов, установленных на общем остове в виде металлических конструкций, и служат для перемещения штучных и сыпучих грузов в вертикальном и горизонтальном направлениях. Несмотря на разнообразие конструктивных разновидностей кранов (стреловые, настенные, башенные, портальные, кабельные, мостовые, велосипедные, самоходные и др.) в каждой отрасли их используют в ограниченной номенклатуре. На пищевых предприятиях преимущественное применение получили поворотные консольные (рис. 12.2, а), козловые (рис. 12.2, б) и автомобильные (рис. 12.2, в), кран-балки (рис. 12.2, г), краны – штабеллеры (рис. 12.2, д).

Рис. 12.2

Подъемники характеризуются наличием кабины или платформы, которые перемещаются в направляющих. Различают подъемники грузовые (для подъема грузов), пассажирские (для людей) и грузопассажирские; их выполняют стационарными и передвижными.

Основными техническими параметрами подъемных машин являются:

грузоподъемность – масса номинального (максимального) груза, на подъем которого рассчитана машина;

скорости движения различных механизмов (подъема. перемещения, поворота);

высота подъема;

основные геометрические данные (пролет, вылет, габариты, база).

Грузоподъемные машины относятся к оборудованию повышенной опасности. Правила эксплуатации и обеспечение безопасной работы грузоподъемных машин регламентированы инструкциями и стандартами. В целях предупреждения аварийности и травматизма при эксплуатации грузоподъемных машин создан федеральный горный и промышленный надзор России (Госгортехнадзор России), являющийся центральным органом федеративной исполнительной власти, осуществляющим государственное нормативное регулирование вопросов обеспечения промышленной безопасности на территории Российской Федерации, а также специальные разрешительные, надзорные и контрольные функции. Этими правилами Госгортехнадзора (введены в действие 10.01.2001) регламентированы группы классификации (режимов работы) механизмов по международному стандарту ИСО 4301/1-86: М1…М8, в соответствии с которыми рассчитывают на прочность сборочные единицы и детали механизмов грузоподъемных машин и принимают основные нормативные данные.

Режим нагружения механизма (легкий L₁ умеренный L₂, тяжелый L₃ и весьма тяжелый L₄) характеризуется величиной коэффициента распределения нагрузки К_m

,

где F_i – нагрузка (сила, момент), действующий на механизм в течении времени t_i; F_max – значение наибольшей нагрузки, приложенной к механизму; – общая производительность действия нагрузок на механизм за заданный срок службы.