Тормозные устройства и механизмы подъема грузоподъемных машин (стр. 2 из 3)

Механизм подъема предназначен для подъема и опускания груза на необходимую высоту с заданной скоростью и удержания груза на любой, требуемой условиями технологического процесса, высоте.

Подъемный механизм может быть самостоятельным (тельфер, таль) или входить в состав другой перегрузочной установки, например в состав крана.

Механизм подъема включает в себя двигатель, передаточный механизм (редуктор или редуктор и открытую передачу), тормоз, грозовой барабан, блоки, тяговый орган (чаще всего стальной канат) и грузозахватное устройство (крюк, грузовая подвеска, грейфер и т.п.).

Входящие в состав кранов механизмы подъема грузов (грузовые лебедки) в зависимости от рода перегружаемого груза подразделяются на грейферные и крюковые лебедки.

Крюковые подъемные лебедки обычно имеют один электродвигатель, один или два грузовых барабана. При этом барабаны могут вращаться только одновременно и без изменения направления вращения относительно друг друга.

В зависимости от количества этих конструктивных элементов крюковые лебедки называются одномоторными однобарабанными или одномоторными двухбарабанными.

Конструктивное исполнение крюковых лебедок может быть самым различным в зависимости от количества барабанов и передаточных устройств (рис. 1. а, б, в).

Рис.6. Схемы одномоторных крюковых лебедок:

1 - электродвигатель; 2 - тормоз: 3 - редуктор: 4 - барабан: 5 – открытая передача.

Грейдерные (двухбарабанные) лебедки различают одномоторные и двухмоторные, позволяющие получить различные сочетания вращения барабанов, что необходимо для обеспечения работы грейфера. В грейферных лебедках кранов один барабан является замыкающим, а второй поддерживающим, аналогично и называются лебедки - одна замыкающая, а вторая - поддерживающая.

В процессе работы грейферного крана возможны следующие сочетания вращения барабанов:

- при подъеме и опускании грейфера барабаны обеих лебедок вращаются синхронно;

- при зачерпывании груза грейфером барабан замыкающей лебедки вращается в сторону подъема, барабан поддерживающей лебедки - на опускание, обеспечивая слабину каната по мере заглубления грейфера;

- при раскрытии грейфера барабан замыкающей лебедки вращается на опускание, а барабан поддерживающей заторможен, иногда для более быстрого раскрытия грейфера барабаны лебедок вращают в разные стороны, т.е. замыкающий на спуск, а поддерживающий - на подъем.

Одномоторные грейферные лебедки (рис. 2) имеют один двигатель, обеспечивающий различное сочетание вращения барабанов посредством фрикционных муфт и тормозов. Двигатель жестко связан с замыкающим барабаном, поддерживающий же барабан присоединяется к двигателю посредством управляемой фрикционной или планетарной муфты.

Одномоторные лебедки менее совершенны и более сложны в управлении, в них совмещение таких операций, как подъем-опускание и раскрытие-закрытие грейфера невозможно (рис. 2.а).

Двухмоторные лебедки позволяет избежать этих недостатков, хотя они сложнее и дороже одномоторных лебедок, но повышение оперативности и производительности кранов окупает дополнительные затраты. В настоящее время двухмоторные лебедки являются основным типом грейферных лебедок кранов. Из большого разнообразия двухмоторных лебёдок наибольшее применение имеют лебедки, состоящие из двух нормальных крановых крюковых лебедок с независимыми двигателями (рис. 2. б), а также лебедки с планетарной связью между барабанами.

Главным требованием, предъявляемым к работе двухмоторных лебедок является равномерность распределения нагрузок на канаты и синхронность вращения барабанов с целью обеспечения равной скорости выборки канатов.

Рис. 7. Схемы грейферных лебёдок:

а – одномоторная; б – двухмоторная:

1 – барабан; 2 – открытая передача; 3 – соединительная муфта с тормозным шкивом; 4 – редуктор; 5 – двигатель.

В зависимости от взаимного расположения двигателя и барабана различают следующие компоновочные схемы лебедок механизма подъёма: П - образную, Z - образную и соосную, которые принимаются с учетом конкретных условий работы и наличия производственных площадей (рис. 3).

Рис. 8. Компоновочные схемы лебедок:

а – «П» - образная; б - "Z"-образная; в - соосная. 1 – барабан; 2 – электродвигатель; 3 – тормоз; 4 - редуктор.

В механизмах подъема применяются нормально замкнутые тормозные устройства с автоматическим управлением.

Исходные данные

Грузоподъёмность

;

Скорость поднимания груза

;

Продолжительность включений ПВ%=32%;

Диаметр барабана

=800 мм;

1. Расчет электродвигателя

, кВт - статистическая мощность электродвигателя для крюкового режима работы

- общий к.п.д.

- к.п.д. полиспаста

- к.п.д. блока

- к.п.д. барабана

- к.п.д. лебедки

.

кВт

Так как электродвигатели грузоподъемных машин работают в повторно-кратковременном режиме, то производят пересчет мощности для случая, если фактическая (расчетная) относительная продолжительность включения (ПВ%) не совпадает с каталоговой по формуле:

где ПВ%ф = 32 % - фактическая относительная продолжительность включения

ПВ%к = 40 % - каталоговая относительная продолжительность включения

кВт

По каталогу выбирается электродвигатель из условия:

,

где Nк – номинальная мощность электродвигателя (значение по каталогу), кВт;

Nст – статическая мощность электродвигателя, кВт.

Основные параметры электродвигателя:

-Тип двигателя – МТН 713-10;

-Мощность Nдв = 160 кВт;

-Число оборотов nдв = 585 об/мин;

-ПВ% = 40 %;

-Момент инерции Jр = 15 кг·м2;

-Ширина двигателя Вдв = 790 мм.

2. Расчет редуктора

Общее передаточное число механизма:

,

где

- частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- частота вращения барабана, об/мин.

,

где Vп – скорость подъема груза, 55 м/мин;

m – кратность полиспаста механизма подъема = 2;

=0,8м – диаметр барабана.

;

об/мин.

По передаточному числу выбирается редуктор, и выписываются его основные параметры. Выбранный редуктор должен удовлетворять следующим условиям (с погрешностью

):

- суммарное межосевое расстояние

1000>395+400

Основные параметры редуктора:

- Тип редуктора – РМ1000;

- Передаточное число редуктора iрк = 15,73 об/мин;

- Число об/мин на быстроходном валу nр = 600 об/мин;

- Мощность на быстроходном валу Nр = 168 кВт;

- «П»-образная компановочная схема

3. Расчет тормоза

Тормоз выбирается по необходимому тормозному моменту:

,Нм

где

- рабочий (статический) момент на быстроходном валу редуктора, создаваемый массой неподвижно висящего груза, Н∙м;

=2,0 коэффициент запаса торможения, зависящий от режима работы

,

тормозной подъемный устройство

где Gн – грузоподъемная сила крана, Н;

– диаметр барабана, м;

iр – передаточное число редуктора;

- общий к.п.д. механизма подъема;

m – кратность полиспаста.

Нм.

По величине тормозного момента выбирается тормоз, при этом необходимо чтобы

: