Классификация грузоподъемных машин по типу ходового устройства

ГЛАВА 3. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ

3.1. Назначение, классификация и область применения грузоподъемных машин

С точки зрения Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъем­ных кранов ПБ 10-382-00 (Правил по кранам) грузоподъемные машины – это тех­нические устройства циклического действия для подъема и перемещения гру­зов. Они предназначены для перемещения по про­странственной трассе штучных, на­сыпных, навалочных грузов на складах, в про­изводственных цехах, на строи­тель­ных объектах, при обслуживании технологиче­ских агрегатов промышленных и энергетических предприятий.

Грузоподъемные машины (ГПМ) относятся к объектам повышенной опасно­сти, требующим к себе повышенного внимания как на этапе проектирования и из­готовления, так и эксплуатации. Для проведения единой технической политики в области проектирования и безопасной эксплуатации определен ряд головных ор­ганизаций — институтов и конструкторско-технологических бюро, курирующих определенные группы грузоподъемных машин. Это ВНИИПТМАШ, ВНИИстрой­дормаш , СКТБ башенного краностроения , НТЦ « Строймашавтоматизация » и др. Ф едеральным органом исполнительной власти, осуществляющим нормативное регулирование, разрешительные, контрольные и надзорные функции в области промышленной безопасности, является Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору России. Номенклатура ГПМ чрезвычайно многообразна. Их принято делить на дом­краты, лебедки, подъемники и краны.

Домкраты относят к простейшим грузоподъемным устройствам, они служат для подъема грузов на небольшую высоту. По конструкции различают домкраты винтовые, реечные и гидравлические. Они могут иметь ручной или ма­шинный привод. В винтовом домкрате выигрыш в силе получается за счет передачи «винт – гайка», в реечном – за счет реечной передачи, а в гидравлическом подъемная сила создается давлением рабочей жидкости (масла), нагнетаемой под его поршень. Винтовые имеют грузоподъемность до 20 т, реечные – до 25 т, а грузоподъемность гидравлических достигает 750 т. Они обеспечивают плавный подъем и опускание груза, точность установки на заданной высоте и имеют высо­кий кпд (0,7…0,8).

Они могут использоваться как самостоятельные устройства, например, элек­тродомкраты для подъема вагона при его ремонте, либо входить в состав какого-либо специального устройства, например, подъемного стыковочного моста для выравнивания грузовой рампы и пола подвижного состава.

Лебедки – простые ГПМ в виде грузового барабана с тяговым органом – стальным канатом. Они используются для перемещения грузов по вертикали либо по горизонтали. Кроме того, лебедки широко применяются в качестве механиз­мов подъема или перемещения грузов в кранах и подъемниках.

Лебедка (рис.3.1) состоит из смонтированных на раме 1 гладкого барабана 2, цилиндрического редуктора 3, управляющей аппаратуры: контроллера 4 и пускорегули­рующих сопротивлений, размещенных в ящике 5, электродвигателя 8. Между двигателем и редуктором установлен электромагнитный тормоз 6. Тормоз нормально замкнут, то есть его колодки прижаты к тормозному шкиву и отходят от него только при прохождении через катушку электрического тока. Крутящий момент от двигателя передается на ведущий вал редуктора через муфту 7, а от ведомого вала редуктора на барабан — через зубчатые венцы.

3.1 Подъемная лебедка

Широко используются подвесные лебедки (тали). Если они имеют механизм передвижения по подвесным путям, их называют передвижными талями (тельферами).

Для передвижения вагонов в одном направлении на грузовых фронтах, где использование маневровых локомотивов экономически нецелесообразно, применяются маневровые лебедки. Для этих целей служат обычно двухбарабанные лебедки, у которых на главный барабан канат навивается при ра­бочем ходе, а на вспомогательный – при холостом. Параметры одной из выпус­каемых в настоящее время маневровых электрических лебедок приведены в табл. 3.1.

Технические характеристики маневровой лебедки ТЛ-8Б

Тяговое усилие (главный/вспомогательный), кН

Классификация грузоподъемных машин.

Зоны обслуживания кранов различных типов. Основные параметры и системы индексации. Область применения. Требования к устройству и безопасной грузоподъемных машин. Определение допустимой массы груза из условий устойчивости стрелового крана.

Грузоподъемные машины используют для перемещения стройматериалов, монтажа строительных конструкций, погрузочно-разгрузочных работ на складах, монтажа и обслуживания технического оборудования в процессе его эксплуатации.

По характеристике рабочего процесса это машины циклического действия.

Главный параметр – грузоподъемность. Также Г.М. характеризируются зоной обслуживания, вылетом груза, высотой подъема, скоростями рабочих движений, массой, мощностью, опорными нагрузками, грузовым моментом.

По конструктивному исполнению и виду выполняемых работ их делят на: 1-домкраты; 2-лебедки; 3-подъемники; 4-монтажные вышки; 5-краны.

Домкраты: винтовые, реечные, поршневые, гидравлические (на h до 0,6м на монтаже и ремонтных работах).

Лебедки (тали и электротали) – ручной и механический привод.

Подъемники: грузовые и пассажирские, грузопассажирские; в жестких направляющих.

Вышки – на грузовых автомобилях.

Краны – универсальные машины для перемещения штучных и сыпучих материалов по пространственной траектории произвольной конфигурации и различной протяженности.

Требования к Г.М. определяются Правилами ГосГорТехнадзора.

Домкраты. Наиболее распространены реечные, винтовые и гидравли-ческие.

Реечный домкрат состоит из корпуса, в нем по направляющим перемещается стойка. Рукояткой движение передается стойке через зубчатую пару и речную передачу. Груз располагают на поворотной головке либо на пяте. Для удержания груза на любой высоте имеется грузоупорный тормоз с храповым механизмом. Процесс опускания груза (вращение рукояти на спуск) состоит из чередующихся падений и остановок. Эта неравномерность практически не ощущается в отрегулированном тормозе.

Винтовой домкрат состоит из винта с прямоугольной или трапецеидальной резьбой, вращаемого рукояткой; корпуса с бронзовой гайкой грузовой головки.

Рукоятка оборудована трещеткой, состоящей из зубчатого колеса, одетого на квадратную часть винта, и собачки, поджимаемой стопором и пружиной. Такие домкраты не требуют дополнительных устройств для удержания груза, так как винтовая пара (винт – гайка) – самотормозящаяся.

Грузоподъемность – до 50т, h= до 0,35м. Есть домкраты с машинным приводом (рукоятка заменяется червячной передачей).

Гидравлический домкрат состоит из цилиндра с поршнем, насоса, всасывающего, нагнетательного и спускного клапанов, масляного бака. Рабочая жидкость – минеральное масло, смесь из воды со спиртом (глицерином).

Грузоподъемность 200т; h=0,18-0,2м. Домкраты с приводом отдельного насоса – грузоподъемность – 500т.

Канатные подъемные механизмы (КПМ)

КПМ состоят из подъемных лебедок и полиспастных систем. Применяют как самостоятельные подъемные устройства и как составные части кранов и подъемников.

КПМ состоят из барабана (1), стального каната (2), системы блоков (3, 4, 5), грузового устройства(6).

Рис. 1. Канатно-блочная система ПМ

Канат – это свивка их высокопрочной стальной проволоки диаметром 0,3-3мм одинарной (из отдельных проволок), двойной (из свитых прядей) и тройной (из нескольких канатов двойной свивки) свивки. В центре сердечник из органического волокна, пропитанный смазкой, являющейся базой для навивки.

Применяют в основном шестипрядные канаты двойной крестовой свивки с одним органическим сердечником с числом проволок 6*19=114 и 6*37=222. Есть семипрядные канаты с центральной металлической прядью.

Канаты характеризируются диаметром, маркировочной группой проволоки и разрывным усилием Fо. По нему выбирают типоразмер каната, связанный с наибольшим усилием натяжения Smax.

,

где — минимальный коэффициент запаса прочности (для неподвижных канатов – 2,5-5; для подвижных – 3,15-9).

Для крепления свободных концов каната к конструкциям применяют разнообразные коуши и зажимы (закладывают клином, загибом концов с заливкой легкоплавким металлом, заплеткой, канатным зажимом).

Канатный блок – установленное на оси на подшипниках качения, скольжения чугунное или стальное колесо, с V-образным ручьем на его ободе для укладки в нем каната.

Должно выполняться условие: отношение диаметра блока, измеренного по средней линии каната, к его диаметру принимается не менее 12,5-28.

Блоки устанавливают единично или группами на единой оси. Называются блочными обоймами, которые образуют полиспаст.

Кратность полиспаста (всегда есть целое число 2;3;4…):

,

где Vk- скорость навивки каната на барабан (входной параметр);

Vr- скорость подъема груза.

Захваты. Для захватывания однотипных грузов и подвешиванию их к крюку применяют клещевые и эксцентриковые зажимные фрикционные захваты. Стальные листы и прокат в цехах металлоконструкций применяют подъемные элекромагниты.

Для подъема немагнитных листовых грузов (плиты перегородок, фанеры, листового стекла, бетонных изделий) применяют вакуумные грузозахватные устройства (вакуумные присосы диаметром 400 мм с резиновым ободом).

Для массовой перегрузки сыпучих материалов применяют челюстные ковши – грейферы. Чаще двухчелюстные двухканатные грейферы.

Глубина погружения челюстей грейфера в материал зависит от его плотности, массы грейфера, кинетической энергии его заброса при падении.

Каждому материалу определенной плотности соответствует своя определенная масса грейфера, которую изменяют специальными грузами.

Лебедки – это устройства для подъема (подъемные) или горизонтального перемещения (тяговые) грузов. Ручные и приводные (элекродвигатель, гидромотор, ДВС). Барабанные с одним или двумя барабанами, безбарабанные с канатоведущим шкивом (шахтные подъемники, лифты, подвесные подмостья). Характеризируются: 1- тяговым усилием, 2- скоростью движения каната, 3- канатоемкостью барабана.

Ручные лебедки просты, как вспомогательное монтажное оборудование. Состоит из 1- барабана, 2- открытых зубчатых передач, 3- дискового грузоупорного тормоза на параллельных валах, опирающихся на подшипники в боковинах станины, 4- рукояток для подъема.

Ручные тали – на ремонтных работах для подъемов грузов до 5 т, h до 3м. Из подвешивают к потолочным балкам, треногам и другим устройствам с помощью крюка.

Тельферы (тали с электроприводом) – для перегрузки грузов в складах, произвольных помещениях, на монтажных площадках, для комплектования комбинированных однобалочных, козловых и полукозловых кранов.

Перемещаются по монорельсам собственным механизмом перемещения. Управляют электроталью с пола кнопочным пультом на гибком кабеле.

Грузоподъемность: 0,25-5т. Высота подъема: до 6 метров. Скорость подъема: 20м/мин.

Подъемники – для подъемов грузов и людей на этажи при отделочных и ремонтных работах. Грузы размещают в ковшах, кабинах, площадках, перемещаемых в жестких направляющих вертикально. Бывают грузовые, грузопассажирские, мачтовые, шахтные. Внутри здания стационарные подъемники (лифты).

Ковшовые (скиповые) подъемники для подачи сыпучих материалов в бункера, работы на складах и предприятиях промышленности стройматериалов. Ковш оборудован ходовыми колесами (рамками), перемещается лебедкой по наклонно-вертикальным рельсам. Ковш, доходя до упора, опрокидывается. Емкость – 1 куб.м. скорость перемещения 0,1-0,5 м/с.

Грузопассажирские подъемники на высотных зданиях для подъема грузов и людей. Грузоподъемность 0,5-1т при высоте здания до 110м (30 этажей). Статические испытания перед пуском, каждые 12 месяцев. Нагрузкой на 50% > тягового усилия. Динамические испытания на 10% больше. Техническое освидетельствование.

1)- Вышки для подъема грузов и людей при обслуживании ЛЭП, осветительных сетей, контактных линий общественного транспорта, монтажных и ремонтных работах. Состоит из базового автомобиля, телескопной мачты, люльки, механизма подъема мачты и ее раздвижки. Мачта состоит из нескольких трубчатых секций. Раздвигается канатно-блочной системой лебедкой, гидравлически и комбинированно. Автомобиль устанавливают на выдвижные опоры в его задней части перед началом работы.

Консольные краны- стреловые с поворотными неповоротными частями. К ним крепится стрела с полиспастом на ее конце, к подвижной обойме которого подвешено грузозахватное устройство. Обойма может быть установлена на подвижной каретке (тележке), перемещающейся вдоль стрелы. Груз в таких кранах всегда находится вне опорного контура крана. К консольным относят мачтово-стреловые и башенные краны, большая группа самоходных стреловых кранов (гусеничных, рельсоколесных, пневмоколесных, на шасси автомобильного типа, автомобильных, тракторных, кранов- трубоукладчиков, мощных монтажных кранов).

Краны пролетного (мостового) типа — состоят из пролетного строения и перемещающейся по нему тележки с полиспастом. Груз находится в пределах опорного контура крана. В эту группу входят мостовые, козловые и кабельные краны.

Башенные краны – это машины со стрелой, закрепленной вверху вертикальной башни, ведут работы по перемещению грузов и монтажу СК за счет сочетания работы движений: подъем, опускание груза, изменение вылета, поворота стрелы и передвижения самого крана. Это основные грузоподъемные во многих отраслях промышленности и строительства. Грузоподъемность: от 5 до 25, до 50 т и до 250 т. Высокая маневренность, большая зона обслуживания и подстрелового пространства.

— по назначению (строительные, монтажные, краны перегружатели);

— по возможности передвижения (по рельсам; стационарные или приставные; самоподъемные);

— по способу изменения вылета крюка (с подъемной и с горизонтально балочной стрелой);

— по типу вращающихся элементов башенно-стрелового оборудования (с поворотными башнями или головками);

— по типу металлоконструкций (решетчатые и трубчатые).

О системе индексации. Их обозначают индексом типа КБ-0000

Базовые модели башенных кранов обозначаются буквами КБ (кран башенный) и цифрами:

Рис.2. Система индексации башенных кранов:

Первая цифра (I) – размерная группа по грузовому моменту.

Две вторые цифры (II, III) – порядковый номер базовой машины, имеющей поворотную или неповоротную башню.

Четвертая (IV) – номер исполнения, отличающийся от базовой модели, например, длиной стрелы, высотой подъема, величиной максимальной грузоподъемности.

После цифр (V) – может указываться обозначение очередной модернизации (А, Б, В) и климатическое исполнение для холодного, тропического и тропически влажного климата (ХЛ, Т, ТВ).

Башенный кран с поворотной башней состоит из неповоротной рамы с ходовым устройством и ее приводом и поворотной частью. Последняя включает поворотную платформу с противовесом, механизмом вращения, грузовой и стреловой лебедками, башню, стрелу, полиспасты. На всех механизмах электроприводная стрела может быть оборудована грузовой кареткой.

Краны с неповоротной башней — отличие в том, что вместе с нижней рамой и ходовыми тележками к неповоротной части относится также башня с порталом и балластом в нижней части.

Приставные (стационарные) башенные краны – для строительства высотных сооружений (150м и более). Состоит из поворотной головки и горизонтальной стрелы с перемещающейся по ней грузовой кареткой. Их устанавливают на специальном фундаменте или на части фундамента здания. Башню крепят к зданию с помощью закладных рам. Башню наращивают секциями 2,5-7м.

Переставные (самоподъемные) краны применяют при строительстве высотных зданий с жестким и прочным металлическим каркасом.

Отличие – короткая башня без портала и наличием охватывающей башню обоймы. башня опирается на опорную балку с откидными упорами. Грузоподъемность 15т. Мгр=3300кНм.