Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 13 из 38)

Рисунок 6.7– Расчѐтные схемы захватов.

Усилие в тяге с учетом веса рычагов G:

P Q G / 2sin , 6.2

где

– угол наклона тяг.

Уравнение моментов сил, действующих на рычаг, относительно точки О:

Na0,5Qd Pb 0.

Подставив значения N и F, получим соотношение для определения параметров рычажной системы клещевых захватов.

На рис. 6.7, г изображено грузозахватное устройство с гидравлическим приводом. Шток гидроцилиндра, воздействуя на систему рычагов, зажимает или отпускает груз. Масло в цилиндр подается шлангами. Управление захватом дистанционное или автоматическое. По сравнению с гравитационным гидравлическое устройство имеет ряд преимуществ; постоянная сила зажатия груза независима от его размеров, легко осуществить дистанционное и автоматическое управление и др. Усилие, создаваемое штоком гидроцилиндра для удержания груза:

P=k₀Qatg / bf 6.3

Диаметр поршня D находят из формулы P0,785pD² 10⁶, где k₀0,8...0,9 – коэффициент, учитывающий сопротивление от трения поршня в

цилиндре и штока в сальнике; р – давление жидкости (6...30 МПа).

Применяют гидроцилиндры с внутренним диаметром до 0,3 м при ходе поршня до 2 м.

Э к с ц е н т р и к о в ы е з а х в а т ы (рис. 6.6, б, в) применяются для транспортировки листовых материалов. Усилия зажатия создаются эксцентриковым кулачковым зажимом под действием силы тяжести листа. Они используются только для подъема твердых и прочных грузов. Условие удержания груза (рис. 6.7, д):

N kQ/ f₁ f₂ , f₁ F₁ / N tg ,

где f₁, f₂ – коэффициенты трения между эксцентриком и листом, скобой и листом; для повышения f₁ на эксцентрике делают насечку.

По усилиям Q и N рассчитывают прочность и жесткость конструкции захвата.

Из условий самозатягивания листа угол зажима эксцентрика должен находиться в пределах

6...10^o. Рабочая поверхность эксцентрика профилируется по логарифмической спирали, что обеспечивает постоянство угла при различных толщинах листов.

При большом угле α груз эксцентриком не удерживается; при малом – в значительной степени возрастают распорные усилия и деформации устройства, что может привести к проворачиванию эксцентрика и падению груза.

Поэтому для обеспечения надежности захвата угол следует принимать несколько меньше расчетного.

Для подъема длинномерных грузов применяют траверсы с несколькими захватами. Правилами Госгортехнадзора запрещено применять фрикционные захваты для подъема взрывчатых и ядовитых грузов, а также сосудов с газом под давлением.

6.3 Грейферы.

Грейфером называют полуавтоматически закрывающийся и раскрывающийся сосуд, применяемый при перегрузке различных сыпучих и кусковых материалов (песок, уголь, зерно, руда, камень и т. п.). Грейферы бывают двухчелюстные и многочелюстные. Многочелюстные грейферы обычно применяют для перегрузки крупнокускового материала (камень, чугунные чушки и т. п.).

Большое применение в промышленности имеют двухчелюстные грейферы. Они состоят из двух челюстей 1 и 2 (рис. 6.8), шарнирно соединенных на нижней траверсе 5. Посредством жестких тяг 3 челюсти подвешены к верхней траверсе 4.

Различают две принципиальные схемы двухчелюстных грейферов, отличающиеся системой подвески их к гибкому элементу – двухканатные и одноканатные. В д в у х к а н а т н о м г р е й ф е р е один канат (подъемный) закреплен на верхней траверсе, а второй (замыкающий) проходит к нижней траверсе. Двухканатные грейферы обслуживаются специальной грейферной двухбарабанной лебедкой. Работа двухканатного грейфера, представленного на рис. 6.8, осуществляется следующим образом. При ослаблении замыкающего каната 2 вес грейфера полностью передается на подъемный канат 1, закрепленный на верхней траверсе. При этом под действием общего веса нижней траверсы и челюстей нижняя траверса опускается, раскрывая челюсти грейфера (положение I). При опускании с одинаковыми скоростями подъемного каната 1 и ослабленного замыкающего каната 2 грейфер опускается на материал в раскрытом виде (положение II). Закрывание грейфера с одновременным зачерпыванием материала осуществляется натяжением замыкающего каната 2 при ослабленном подъемном канате 1 (положение III). Для увеличения зачерпывающих способностей грейфера между его верхней и нижней траверсами замыкающий канат образует полиспаст.

Рисунок 6.8– Схема работы двухканатного грейфера

Внедрение режущих кромок челюстей в материал происходит под действием сил тяжести элементов грейфера. В последний момент зачерпывания материала режущие кромки челюстей сходятся, грейфер закрывается и вес грейфера с материалом воспринимается замыкающим канатом 2. Закрытый грейфер поднимается при движении обоих канатов вверх (положение IV), причем вес грейфера с материалом может распределяться поровну на замыкающий и подъемный канаты или может передаваться только на замыкающий канат. Это распределение полностью зависит от конструкции грейферной лебедки и от навыков обслуживающего персонала. В закрытом виде грейфер доставляется к месту разгрузки, где замыкающий канат ослабляется (положение I) и грейфер раскрывается. При этом груз высыпается. Затем цикл работы грейфера повторяется сначала.

О д н о к а н а т н ы е г р е й ф е р ы в отличие от двухканатных подвешены на одном канате. Принципиальная схема работы одноканатиого грейфера показана на рис. 6.9. Одноканатный грейфер снабжен замыкающим устройством, посредством которого он закрывается и открывается. В открытом положении подвешенный грейфер верхней траверсой опирается на штангу 2 замыкающего устройства (положение I), при этом челюсти грейфера открыты под действием сил тяжести челюстей грейфера и нижней траверсы. В открытом положении грейфер опускается на материал. Канат ослабляется, и штанга 2, на нижнем конце которой закреплен верхний крюк 3 замыкающего устройства, опускается и зацепляется за нижний крюк 4 (положение II). При натягивании каната механизма подъѐма крана штанга 2 поднимается, увлекая за собой нижнюю траверсу, и грейфер закрывается, одновременно зачерпывая материал (положение III). Закрытый грейфер с материалом поднимается и в таком виде доставляется к месту разгрузки. С помощью системы рычагов или специального троса разъединяет крюки 3 и 4. При работе механизма подъѐма на подъѐм освобожденная нижняя траверса под действием собственного веса и веса груза опускается, челюсти грейфера раскрываются и груз высыпается, а верхняя траверса устанавливается в исходное положение (положение I), подготовив грейфер к началу нового цикла.

Рисунок 6.9– Схема работы одноканатного грейфера

Замыкающие устройства в одноканатных грейферах часто представляют собой достаточно сложную рычажную систему, включающую пружинные амортизаторы, гидравлические или канатные демпферы, гидротолкатели для размыкания челюстей и т. д.

Наличие только одного каната позволяет использовать крановые механизмы с однобарабанными лебедками, подвешивая штангу или грейферный канат на крюк или соединяя концы грейферного и кранового канатов. Таким образом, при наличии одноканатного грейфера кран с крюковой подвеской может быть использован как для подъема штучных грузов, так и для сыпучих материалов при использовании одноканатного грейфера.

Однако наряду с положительными факторами одноканатные грейферы обладают существенными недостатками, к числу которых следует отнести прежде всего сложность замкового устройства, снижающего надежность механизма в целом, и предрасположенность в поднятом положении к вращению в горизонтальной плоскости. Кроме того, зачерпывание материала связано с значительным перемещением конца грейферного каната (или штанги), особенно если в грейфере предусмотрен полиспаст. Таким образом, крюк, на котором подвешен грейфер, к концу зачерпывания материала оказывается на значительной высоте. Если кран имеет небольшую высоту подъема груза, то выгружать материал на штабель или высокую платформу будет невозможно.

М о т о р н ы е г р е й ф е р ы навешивают на крюк любого электрического крана и в этом их преимущество перед двухканатными. При разгрузке такого грейфера можно открывать челюсти на требуемую величину и тем самым регулировать процесс высыпания материала из грейфера, чего нельзя сделать в одноканатном грейфере. Управление челюстями осуществляется электрической лебѐдкой.

6.4 Электромагнитные и вакуумные захваты