Vladimirov_S.V._Mehanizats._pogruz.-razgruz.,_transport._i_sklad._rabot2010

ПОЛОЧНЫЕ И ЛЮЛЕЧНЫЕ ЭЛЕВАТОРЫ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО И НАКЛОННОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГРУ-

ЗОВ (ЯЩИКОВ, КИП, ТЮКОВ, БОЧЕК И Т.П.).

Полочные элеваторы (рис. 8.1) состоят из двух замкнутых пластинчатых цепей 1, к которым с определенным шагом жестко прикреплены консольно расположенные полки (захваты) 2. При своем движении тяговый элемент огибает верхнее направляющее устройство (приводную звездочку) и нижнее (натяжную звездочку), связанное с винтовым устройством.

Полки-захваты выполняются в виде кронштейнов с изогнутой или плоской формой опорной поверхности в зависимости от конфигурации груза.

Кронштейны опираются на подкосы, шарнирно прикрепленные к цепям. Такое крепление позволяет цепям беспрепятственно огибать звездочки. Загрузка и разгрузка полок элеватора производится автоматически или вручную. Для автоматизации загрузки и разгрузки применяют гребенчатые полки и колосниковые столы. Наряду с обычной разгрузкой в верхней точке нисходящей ветви принимают разгрузку груза на восходящей ветви при помощи отклоняющих звездочек (рис. 8.1, в).

Рисунок 8.1. Схемы полочных элеваторов: а,б – для бочек:

1 - пластинчатая цепь; 2 - захваты; 3 - направляющие; в – для ящиков.

Иногда для автоматической разгрузки груза захваты-полки снабжают специальным поворотным приспособлением, взаимодействующим с упорами или шинами.

Загрузочные столы, используемые для подачи грузов, необходимо использовать так, чтобы обеспечивался свободный проход полок через них.

Люлечные элеваторы. (рис. 8.2) Предназначены, так же как и полочные, для транспортирования штучных грузов в вертикальном направлении. Основное его отличие от полочного элеватора заключается в том, что рабочие элементы крепятся к тяговому элементу (цепи) шарнирно. Это позволяет ему со-

хранить горизонтальное положение в пространстве в процессе движения по трассе и транспортировать грузы по вертикали вверх и вниз. При загрузке на рабочей ветви элеватора груз, поступивший на загрузочное устройство, просто подхватывается люлькой. В месте разгрузки люльку отклоняют специальным устройством и груз соскальзывает или скатывается с нее.

Рисунок 8.2. Люлечные элеваторы: а – двухцепной; б – одноцепной; 1 – привод; 2 – приводные звездочки; 3 – тяговые цепи; 4 – люльки; 5 – натяжные звездочки.

По числу тяговых цепей люлечные элеваторы подразделяются на двухцепные и одноцепные. У последних люльки расположены консольно. Для устранения раскачивания грузонесущего элемента цепи и люльки снабжены ходовыми роликами, взаимодействующими с направляющими шинами. Для автоматической загрузки и разгрузки люлек применяются в некоторых конструкциях выдвижные и поворотные колосниковые и роликовые столы.

Грузоподъемность люлечных элеваторов достигает 100 т/ч, скорость

0,15…0,8 м/с; высота до 20м.

Тяговым элементом полочных и люлечных элеваторов служат пластинчатые втулочные и втулочно-катковые цепи (ГОСТ 588-81) с шагом 80…400мм (табл. 5 прилож.).

Несущими элементами служат полки (рис. 8.3, а) и люльки (рис. 8.3, б) конструкции которых весьма разнообразны и зависят от формы, размеров и массы транспортируемых грузов и способа их загрузки и разгрузки.

Рисунок 8.3. Конструкция полки (а) и люльки (б)

Привод, применяемый в полочных и люлечных элеваторах, как правило, редукторный с автоматическим тормозным устройством или остановом, препятствующим движению ходовой части в обратную сторону. Натяжное устройство выполняется винтового или пружинно-винтового типа.

Расчет элеватора выполняется по производительности (штучной и массовой), определяемой по формулам:

Qш.р КQш.з или Qм.р. КQм.з ,

где К – коэффициент неравномерности подачи груза (К = 1,25…1,50);

Qш.р. и Qм.р. - расчетная штучная и массовая производительность соответственно, шт/ч и т/ч.

Qш.з и Qм.з. - заданная штучная и массовая производительность соответ-

ственно, шт/ч и т/ч.

Скорость движения штучных грузов определяется из формулы:

Q3,6mш.р.t ,

где m – масса единицы штучного груза, кг; t – шаг люлек или полок, м.

Величина шага выбирается такой, чтобы между соседними грузами, расположенными на полках или люльках, оставался зазор 200…300 мм. При этом величина шага должна быть кратной двойному шагу цепи, т. е. отношение t/tц - целое число.

Величина скорости не должна привышать 0,3…0,6 м/с.

Для тяжело нагруженных элеваторов с трассой большой протяженности применяют пластинчатые втулочно-катковые цепи с шагом tц = 100…250 мм (ГОСТ 588-81). Для малонагруженных люлечных (полочных) элеваторов могут быть приняты роликовые облегченные цепи с шагом tц = 38…76,2 мм

В люлечных элеваторах грузонесущие элементы (люльки) шарнирно подвешиваются к тяговым цепям, в полочных элеваторах к тяговым цепям жестко прикрепляются консольные захваты – полки.

Диаметр делительной окружности приводных и натяжных звездочек определяется по формуле:

	Dо	tц		,
		sin	180
			z

где tц - шаг цепи, мм;

z – число зубьев звездочки (z = 6…20).

Для двухцепных люлечных элеваторов необходимо соблюдать условие Dо

> Dо min,

где Dо min,– минимальный диаметр, мм, обеспечивающий свободное движение люлек грузовой и порожней ветвей элеватора (рис. 8.2), определяемый по формуле

Dо min = в л + (75…125),

где вл – ширина люльки, мм

Длина одной цепи определяется по формуле:

Lц ztц 2H ,

где Lц - длина цепи, м;

Н – длина прямолинейного участка трассы элеватора, м.

Полученную длину цепи округляют до ближайшего размера, кратного ша-

гу полок (люлек), т. е. Lц - целое число.

tц

Тяговый расчет выполняется методом обхода по контуру трассы элеватора. За исходную точку принимают натяжение цепи в точке набегания на натяжные звездочки. Обычно принимают Smin = 1000…2000Н.

Натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек

S3 = K1S2

где К1 – коэффициент, учитывающий сопротивление движению на натяжных звездочках (К1 = 1,06…1,1)

Максимальное натяжение цепи испытывают в точке набегания груженой ветви на приводные звездочки

Smaх = S4 = Sнб = S3 + K2Wгр + Wдоп,,

Рисунок 8.4. Диаграмма натяжений в

ленте

где Wдоп – дополнительное сопротивление движению, Н;

K2 – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления ходовой части;

Wгр – сопротивление движению ходовой части на груженой ветви элеватора,

Wг qц n qn qгр H ,

qц - линейная нагрузка цепи, Н/м;

п - количество тяговых цепей элеватора, шт;

qn Gt - линейная нагрузка от полок

(люлек), Н/м;

qo qц n qn - линейная нагрузка хо-

довой части незагруженной ветви, Н/м; qгр - линейная нагрузка от груза,

Н/м.

В двухцепных элеваторах К2 = 1,05, так как эксцентричное приложение нагрузки вызывает дополнительное сопротивление в вертикальных направляющих; в одноцепных К2 = 1,0. У полочных и одноцепных люлечных элеваторов за счет консольного расположения грузонесущей плоскости полок (люлек) возникают дополнительные сопротивления.

Особенностью расчета полочных элеваторов является необходимость учета сил сопротивления, проявляющихся при движении катков цепи по направляющим.

Рисунок 8.5. Схема для расчета

полочного элеватора

Момент от силы тяжести груза и полок должен быть уравновешен моментом реакций, возникающих между катками и направляющими (рис. 8.5) Исходя из этого уравнение равновесия запишется в виде:

Nb Gl,

где l – расстояние от центра тяжести груза до оси тягового элемента, м.

b – расстояние между точками приложения нормальных реакций, м.

Тогда нормальная сила N будет:

N Glb

Отсюда сила сопротивления Wдоп перемещению тягового органа, вызванная реакцией от сил тяжести полки и груза, составит:

Wдon 2N х.к. 2Glb x .

С учетом дополнительных сопротивлений, максимальное натяжение цепи будет:

Smax S4 S3 K2 q0 qгр Н Нt 2 Glb x

где t – расстояние между полками, м;

x - коэффициент сопротивления перемещению катков или коэффи-

циент трения в случае скольжения втулочных цепей по направляющим; x 0,15...0,2 - для цепей без катков; x 0,08...0,15 - для

катковых цепей с учетом трения реборд катков о направляющие; x 0,03...0,05 - для катковых цепей без реборд.

Натяжение цепи в точке с бегания с приводных звездочек определяется по формуле:

S

cб

S

1

S

2

2q

ц

q

n

q

H ,

дon

где qдon

W

- погонная масса от сопротивления пустых полок.

дon

t

Определение расчетного натяжения цепи производится по формулам: для одноцепного люлечного элеватора

Sрасч mSmax

для двухцепного полочного (люлечного) элеватора

	S расч		1,2mSmax	,
			2

где S расч - усилие в одной цепи, Н;

m – коэффициент, учитывающий, динамическую нагрузку на цепи при мгновенном приложении нагрузки. При автоматической загрузке полок (люлек) m = 1,5…2,5.

Проверка цепи на прочность производится в соответствии с формулой:

n S разр n , S расч

где S разр - разрушающая нагрузка цепи, Н;

n - фактический запас прочности;

n - допускаемый запас прочности n = 6…10.

Окружное (тяговое) усилие (Н) на приводных звездочках и мощность привода соответственно определяются по формулам:

	Wo Snб Sсб 0,05 Snб Sсб ;
	N K3	Wo	,
		1000

где N - потребная мощность, кВт;

- скорость движения цепей, м/с;

K3 1,1...1,2 - коэффициент запаса мощности;

5% , то пере-

- общий КПД привода ( 0,75...0,85 ).

По потребной мощности выбирается электродвигатель с ближайшей большей мощностью и с возможно меньшей частотой вращения, что позволяет уменьшить общее передаточное число приводного механизма, определяемого по формуле:

uобщ nnэл.дв. , зв

где nэл.дв - частота вращения вола электродвигателя, об/мин; nзв - частота вращения звездочек, об/мин.

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ЗВЕЗДОЧЕК ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ПО ФОРМУЛЕ:

nзв	60
	ztц

Обычно передаточный механизм привода элеватора состоит из редуктора и дополнительной передачи. Первоначально выбирается редуктор, после чего определяют передаточное число дополнительной передачи:

	идon	иобщ
		иред ,

где идon - необходимое передаточное число дополнительной передачи;

иобщ - общее передаточное число передаточного механизма;

иред - передаточное число выбранного редуктора.

	По формуле	nз.в. ztц	определяют фактическую скорость движения и,
		60

если она отличается от ранее принятой скорости не более чем на даточный механизм не требует пересчета.

Расчет тормозного момента и выбор тормозного устройства производится следующим образом. Для предохранения от самопроизвольного обратного движения загруженной ветви при остановке элеватора в приводном механизме устанавливается тормозное устройство, которое выбирается по расчетному тормозному моменту:

М Т КТ М сТТ ,

где М Т - расчетный тормозной момент, Нм; КТ - коэффициент запаса торможения, КТ =1,75;

МсТТ - статический тормозной момент, Нм.

МТ qHDо ,

сТ 2uобщ

где q qo qгр - линейная нагрузка ходовой части и груза на 1м длины

трассы; Н/м; Н – полная высота элеватора, м;

Dо - диаметр делительной окружности приводных звездочек, м;- общий КПД привода ( 0,75...0,85 );

uобщ - общее передаточное число механизма.

В элеваторах легкого типа обычно в качестве тормоза применяют храповый останов, устанавливаемый на валу приводных звездочек. Для элеваторов тяжелого типа или большой высоты применяют колодочные тормоза выбираемые в соответствии с расчетным тормозным моментом.

Натяжные устройства винтового и пружинно-винтового типов рассчитываются следующим образом. Ход натяжного устройства (мм) принимают:

Lну 1,6...2,0 tц .

УСИЛИЕ В НАТЯЖНОМ УСТРОЙСТВЕ ОПРЕДЕЛЯЮТ ПО ФОРМУЛЕ:

Рн S2 S3 Wн ,

где Рн - усилие в натяжном устройстве, Н;

S2 и S3 - натяжение цепей соответственно в точках набегания и сбе-

гания с натяжных звездочек, Н;

Wн - сопротивление в натяжном устройстве, Н;

Для винтового натяжного устройства принимают Wн 150...200Н . Усилие, приходящееся на один винт, определяют по формуле:

Рн 1,15 Р2н .

8.2ПРИМЕР РАСЧЕТА ПОЛОЧНОГО ЭЛЕВАТОРА

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ (ШТУЧНАЯ) Qш 100 штч ; ВЫСОТА ПОДЪЕМА

ГРУЗА Н = 10М; МАССА ЕДИНИЦЫ ШТУЧНОГО ГРУЗА M = 50 КГ; РАЗМЕР ГРУЗА

l b h 500 400 200мм .

Определяем скорость движения тягового органа:

				Qшt	125 0,5 0,347 м / с ,
				3,6m
					3,6 50
Округляем до 0,35м / с .
где t	- шаг полок, м; величина шага выбирается такой, чтобы между со-
седними грузами, расположенными на полках, оставался зазор 200…300мм.
		t h 200...300 200 200...300 , принимаем t 500м.
При этом величина шага должна быть кратной двойному шагу цепи, т.е
отношение	t		- целое число. Полученная из формулы величина скорости не
	2tц

должна превышать 0,3…0,5 м/с.

Принимаем пластинчатую тяговую цепь (ГОСТ 588-81), втулочнокатковую, тип 4 (табл. 5 прилож.) с шагом tц 125мм . Диаметр делительной ок-

ружности приводных натяжных звездочек определяется по формуле:

	Dо	tц			125		404,5мм,
		sin	180		sin	180
			z			10

где tц 125мм - шаг цепи;

z – число зубьев звездочки ( z 5..16 ); принимаем z = 10.

Длина одной цепи определяется по формуле:

Lц ztц 2Н 10 0,125 2 10 21,25м,

где Н = 10м – протяженность прямолинейного участка трассы элеватора.

Полученную длину цепи округляют до ближайшего размера, кратного

шагу полок (люлек), т.е. В нашем случае

	Lц	– целое число.
	t
		21,25	52,5
		0,5

Поэтому принимаем Н=22м, в этом случае число шагов полок будет целое, т. е. 022,4 55 .

Тяговый расчет выполняется методом обхода по контуру трассы элеватора. За исходную точку принимают натяжение цепи в точке набегания на натяжные звездочки. Обычно Smin = S2 = 1000…2000 Н.

Натяжение цепей в точке сбегания с натяжных звездочек

S3 = K1S2 = 1,08·1500 = 1620 Н

где K1 – коэффициент, учитывающий сопротивление движению на натяжных звездочках; K1 = 1,06…1,1

Максимальное натяжение цепи испытывают в точке набегания груженой ветви на приводные звездочки

Smax = S4 = S3 + K2Wгp + Wqon

где K2 – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления ходовой части, для двухцепных элеваторов K2 = 1,05;

Wгр – сопротивление движению ходовой части на груженой ветви, Н;

Wгр=[(qЦп + qп)+ qгр]H,

где qЦ –линейная нагрузка цепи, Н/м

Ранее принята цепь втулочно-катковая с шагом tц = 125 мм, номер цепи Μ160, с разрушающей нагрузкой Spaз = 160кН, масса цепи qц = 8,20кг/м 80Н/м (табл. 5 прилож)

qП GtП – линейная нагрузка от полок, Н/м

GП – масса полки, кг;

GП = KПm = 0,5·50 = 25 кг 245 Н

KП = 0,5…0,6 – коэффициент, учитывающий массу полки в зависимости от груза на ней.

qП 2450,5 490Н / м

m = 50кг – масса груза на одной полке;

qгр mt 050,5 100кг / м 981Н / м

Тогда Wгр =[(80,2 + 490) + 981] 10 = 16310Н

Wдon Ht 2 Gbc l x - дополнительные сопротивления;

Суммарная масса груза и платформы Gc G m 25 50 75кг 735Н ,

где l = 0,3м – расстояние от центра тяжести груза до оси тягового органа b = 0,375м – расстояние между точками приложения нормальных реакций; принимаем в зависимости от шага цепи;

ωх = 0,08…0,15 – коэффициент сопротивления перемещения катков для катковых цепей

Wдоп 10 2 735 0,30 0,1 2352Н 0,5 0,375

Тогда Smax = S4 = 1620 + 1,05 · 16310 + 2352 = 21098 Н

Расчетное натяжение цепи:

S расч	1,25 mSmax	;
	2

где m = 1,5…2,5 – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку на цепи при мгновенном приложении нагрузки

	S расч		1,25 1,5 21098 19779Н
	Проверка цепей на прочность:			2
	n	S разр		160000	8,1 n 6...10
		S расч		19779

Натяжение цепи в точке сбегания с приводных звездочек

			Sсб	= S1 = S2			+ (2qц+ qп - q"доп) H,
	где S2 = 1500Н – минимальное натяжение цепей;
		Wдоп
	qдоп		- погонная масса от сопротивления пустых полок:
		t
				2 Gn l			H	2 245 0,3 0,1	10
			W							784Н
				b			t		0,5
			доп			x		0,375

S1=Sсб=1500+(2·80+245+784)10=13390Н

Тяговое усилие на приводных звездочках

W0=S4 - S1 + 0,05(S4 + S1) = 21098 – 13390 + 0,05(21098 + 13390) = 9432Н

Мощность электродвигателя:

N K3	Wo	1,1	9432 0,35	4,5кВт
	1000		1000 0,8

Принимаем электродвигатель типа 4А132М8 (табл. 15 прилож.) с параметрами N =5,5 кВт; пэл̣.дв.= 720 об/мин; (ω = 75 рад/с);