5.1. Грузовые, тяговые и рабочие органы ПТМ. 

Подъемно-транспортные машины (ПТМ) представляют собой расширенный класс СМ, включающий грузоподъемные, машины непрерывного транспорта, погрузочно-разгрузочные машины. В строительно-технологических процес­сах (СТП) эти машины осуществляют внутристроительные транспортные операции материалов по трассам, имеющим в об­щем случае вертикальные, наклонные и горизонтальные участки. В связи с этим они получили название подъемно-транспортных машин.

 

 

Рис. 5.1. ПТМ

 

 

5.1. Грузовые, тяговые и рабочие органы птм.

 

Грузовыми тяговыми и рабочими органами ПТМ являются стальные канаты, ленты, цепи, крюки и ковши. 

 

Стальные канаты в ПТМ используют в качестве грузовых (подъемных), тяговых, оттяжных и несущих органов. Канаты выполняют путем свивки проволок в пряди, а прядей в канат. Материал канатной проволоки - углеродистая сталь с исходным пределом прочности 600 МПа, который повышают при предварительной обработке до 2000 МПа. При этом канаты приобретают высокую гибкость, доста­точную прочность и долговечность. Чаще всего применяют канаты одинарной и двойной свивки (рис. 5.2).

 

 

Рис.5.2. Стальные канаты и способы их крепления:

а, б - одинарной, в - двойной свивки; 1 - пряди; 2 - сердечник; 

3 - оплетка; г - ж - крепление к барабану; з, и - коушу (петле); 

4 - барабан, 5 - зажимной клин, 6 - планки, 7 - болты, 8 - закладная чека, 

9 - коуш (петля), 10 - винтовая стяжка

 

В индексации канатов отражен также характер контакта между проволоками: ТК - точечный, ЛК - линейный, ТЛК - комби, и их диаметр: О - одинаковый, Р -разный.

В грузоподъемных машинах, как правило, применяют канаты типа ЛК-Р - с разным диаметром проволок по слоям прядей. В сравнении с канатами типа ЛК-О они обеспечивают лучшее за­полнение сечения прядей, что повышает нагрузочные характеристики. В маркировке каната указываются также число прядей и количество проволок в каждой.

Стальные канаты характеризуют диаметром, прочностью ис­пользуемой проволоки, определяющей маркировочную группу, и предельным значением разрывного усилия, которое рассчитыва­ют как произведение максимального статического усилия в кана­те и коэффициента запаса прочности, принимаемого в зависимо­сти от возможных условий работе по нормативным документам.

Подбор канатов производят по критериям их прочности и же­сткости. Для безопасной работы ПТМ регулярно следят за со­стоянием канатов, подвергаемых износу, контролируя при этом число оборванных проволок на шаге свивки для сравнения с нор­мативами.

 

Полиспасты - системы обойм, подвижной и неподвижной, со­стоящих из блоков, огибаемых (опоясанных) канатом, предназна­ченные для выигрыша в силе (грузовые) или пути (подачи) (рис .5.3).

 

 

 

Рис.5.3. Полиспаст:

1 - кольцо для подвески груза; 2 – подвижная обойма;

3 – сбегающая на лебедку ветвь каната; 4 – неподвижная

обойма; 5 – серьга для подвески полиспаста 

Кратность полиспаста может быть выражена через его переда­точное отношение i_пол=v_к/v_гр (v_к/v_гр - скорости тяговой части ка­ната и перемещения груза) и КПД полиспаста (η_пол) и определяется по формуле:

а= i_пол· η_пол i_пол· η^j_бл,

где η^j_бл - КПД одного блока,

j - число блоков.

Ленты - тяговые и грузонесущие органы (конвейеров), со­стоящие из резиновой обкладки, внутри которой завулканизирован силовой (тяговый) каркас (рис. 5.4).

 

 

Рис.5.4. Конструкции конвейерных лент и схемы соединения их концов:

а - резинотканевая; б - резинотросовая; 1 - резиновые обкладки,

2 - каркас, 3 - прокладки; в - е - схемы соединений: в, г - скобами; 

д, е - вулканизацией 

Форма поперечного сечения ленты прямоугольная В×δ со скругленными углами. При этом силовой каркас выполняется из тканевых и синтетических материалов в виде набора прокладок (рис.5.4, а) толщиной δ ₁ каждая, число которых зависит от харак­теристик прокладок, допустимой нагрузки, приходящейся на еди­ницу ширины одной прокладки. В лентах магистральных конвейе­ров применяют канатный (тросовый) силовой каркас (рис.5.4, б).

Оба типа лент применяют в широком диапазоне темпера­тур (от -45 до +60 °С).

Ширина лент составляет до 2000+3200 мм, а их прочность - до 6000 Н/мм. С целью снижения массы лент, особенно резинотро-совых, все шире используется силовой каркас из полиамида, об­ладающий высокой прочностью и малым удлинением.

Цепи используют в ПТМ в качестве грузовых и тяговых орга­нов. Они состоят из отдельных звеньев повышенной прочности, шарнирно соединенных между собой. Это определяет их высо­кую нагрузочную способность при большей, по сравнению с ка­натами, погонной массе и меньшую скорость передвижения при выполнении тяговых функций. Форма и размеры звеньев, а также конструктивное исполнение их соединений определяют основные виды цепей. Подбор цепей производят по разрывному усилию с учётом коэффициента запаса прочности.

Грузозахватные устройства (грузовой крепеж) ПТМ бывают универсальные в виде крюков, петель, крюковых обойм и специальные в виде строп, траверс, захватов, ковшей, бадей, исполь­зуемых для штучных, насыпных и пластичных грузов (рис. 5.5÷5.7). Их главным параметром является грузоподъемность. Подробнее грузозахватные устройства описываются в  «Группа захвата», В.Васильев ССТ февраль 2007.

 

 

Рис.5.5. Универсальные грузозахватные устройства:

1,9 – винтовые стяжки (талреп); 2 – карабин;

3 – блок одинарный; 4 – скоба такелажная; 5 – крюк;

6 – зажим для стальных канатов; 7 – блок двойной; 8 – вертлют;

10 – крюковая обойма с 4-х кратным полиспастом

 

 

Рис.5.6. Стропы:

а – расстроповка груза;

б, в, г – универсальные (с петлей, крюком, карабином);

д – полуавтоматические с серьгой;

1 – петля; 2 – крюк; 3 – карабин; 4 – серьга; 5 – запорный

штырь; 6 – механизм запирания; 7 – монтируемая конструкция

 

 

Рис. 5.7. Специальные грузозахватные устройства:

а - траверса; 1 - стропы, 2 - жесткий пролет; б - фрикционный клещевой захват

для штучных грузов; в - грейфер с двухканатной системой управления:

замыкающей и подъемной лебедками (1, 2), с канатами разнонаправленной

свивки; г - бадья с рычажным механизмом открывания створок

днища (стрелками  показаны  направления  перемещения  тяговых  канатов  при 

наборе I, транспортировке III и при промежуточных положениях (II, IV))

 

Крюки – основные грузозахватные органы кранов. Они бы­вают одно- и двурогие. Их размеры подбирают по максимальной грузоподъемности крана, оцениваемой массовой характеристи­кой 

 

Стропы – отрезки стального каната с грузозахватными устройствами в виде петли, крюка, карабина и других конструкций, позволяющих осуществить подъём длинномерных и объёмных грузов

 

Траверсы – жесткие металлические конструкции с системой строп, обеспечивающие подъём длинномерных грузов

 

Захваты – устройства для подъема штучных гру­зов, обеспечивающие при этом его строгую фиксацию.

 

Ковши – устройства объемного типа для подъема и перемещения сыпучих и пластичных материалов с собственным механизмом управления: замыкания - размыкания.

 

Для сыпучих материалов наиболее широко используются грейферные ковши с замыкающим устройством канатного или гидравлического типов, а для бетонов - бадьи. Устройства управления специ­альными грузонесущими органами кранов могут быть механиче­скими, электрическими и гидравлическими.

5.2. Грузоподъёмные машины (характеристики, классификация, основы устройства). 

Грузоподъемные машины (ГПМ) составляют группу ПТМ цикличного действия, осуществляющих перемещение различных грузов, в основном штучных, реже сыпучих и пластичных, по трассе, траектория которой определяется их исполнением. 

 

Основными обобщенными характеристиками ГПМ являются:

- грузоподъемность Q, т или кг массы поднимаемого груза;

- высота подъема Н, м;

- скорость подъема V, м/с;

- усилие в тяговом органе (канате, цепи) при его наличии S, H или кН.

ГПМ работают в повторно-кратковременном режиме. Режимы их нагружения определяются рядом параметров, в соответствии со значением которых устанавливаются соответствующие группы классификации. 

 

К числу определяющих параметров относят:

-        продолжительность включения:

ПВ%=(t_р/t_ц)×100%,

где t_р - время работы механизма в течение нормированного вре­менного периода (цикла);

 t_ц- продолжительность цикла, включающая перемещение груза по заданной траектории и возврат в исходное положение;

-        максимальное число включений механизма в час:

Z=d_с + qd_i + rf,

где d_с- обязательное для выполнения цикла число включений в час (d_с=80 ISO 4301-80);

d_i - число частичных включений при регулировании d_i = d_с;

f - доля числа торможений в числе обязательных включений;

q, r - параметры электродвигателей, определяемые их типом (для двигателей с фазным ротором и двигателей постоянного то­каq=0,1 и r=0,8; для двигателей с короткозамкнутым ротором q=0,5 и r=3);

-        число циклов работы, например, для механизмов подъема

С=10ПВ (V_п+V_оп)/H, где V_п - нормальная скорость подъема, м/с;

V_оп - скорость опускания порожнего крюка, м/с;

Н - расчетная высота подъема груза, м.

Для механизмов и в целом для кранов важным является уста­новление паспортной группы из классификации, отражающей режимы их эксплуатации в конкретных условиях (см. далее).

Клас­сификация основных подгрупп ГПМ представлена в табл. 5.1.

 

Таблица 5.1.

 

 

Перечень основных классификационных признаков:

домкратов:

- конструкция передачи механизма подъема (см. классифика­ционную схему);

- вид привода (машинный, ручной).

лебедок:

- назначение (подъемные, тяговые);

- вид тягового органа (канат, цепь);

- наличие барабана и их число (барабанные (одно, двух), безбарабанные с канатоведущим шкивом, со звездочкой и цепью);

- вид привода (машинный, ручной);

- возможность реверсирования;

- вид установки (наземные, подвесные).

подъемников:

- конструкция исполнительного устройства механизма подъе­ма (см. классификационную схему);

- характер поднимаемого груза (пассажирские, грузовые, комби);

- конструкция грузонесущего органа (площадка, клеть, кабина, скип) и характер его подвеса (гибкий - с помощью канатов, жест­кий - гидроцилиндров и зубчатой рейки);

- конструкция и жесткость направляющих грузонесущего ор­гана (мачтовые и шахтные: с металлоконструкциями с жесткими направляющими, свободного подвеса с гибкими направляющими в виде канатов);

- возможность передвижения (стационарные и мобильные: с колесным и гусеничным ходовым оборудованием.

кранов:

- исполнение (стреловое, пролетное).

Все ГПМ бывают общего и специального назначения, опреде­ляемого частными условиями их применения.

5.3. Простейшие грузоподъемные машины.

 

К простейшим грузоподъёмным машинам относят домкраты и лебедки, перемещающие грузы в осевом направлении. 

 

Домкрат - это переносной механизм, предназначенный для подъема грузов на небольшую высоту и удержания его без помощи грузозахватных устройств  (рис. 5.8,5.9).

 

Они широко применяются при подъе­ме и выверке отдельных конструкций, для натяжения предвари­тельно напряженных железобетонных конструкций и во многих других операциях. Домкраты бывают с ручным и машинным приводом (механические, гидравлические и пневматические).

 

 

Рис.5.8. Домкраты механические ручные:

а - винтовой, б - зубчато-реечный; 1 - корпус, 2 - грузовой винт 

с прямоугольной или трапецеидальной резьбой, 3 - гайка (ответная),

4 - грузовая головка, 5 - воротный рычаг с храповой муфтой, 

6 - зубчатая передача, 7 - зубчато-реечная передача, 8 - грузовая рейка, 

F - усилие воздействия оператора; l - длина рычага; β - угол подъема

винтовой линии (β < ρ); ρ - угол трения в резьбе

 

 

Рис.5.9. Домкрат гидравлический ручной: