Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 19 из 38)
Лебѐдки с ручным приводом, предназначенные для подъема людей, должны быть снабжены безопасными рукоятками только первого вида, так как при использовании этих рукояток подъем и опускание обеспечиваются непрерывным вращением рукоятки. Скорость опускания при этом не должна превышать 20 м/мин.
Рисунок 7.11– Схема безопасной рукоятки второго рода с ленточным тормозом
Безопасная рукоятка второго вида (рис. 7.11) имеет храповое колесо 6, свободно размещенное на тормозном шкиве 8, который установлен на валу. Один конец тормозной ленты 1 прикреплен к пальцу 2, закрепленному на диске храпового колеса, другой – к пальцу 4, установленному на плече рукоятки 7, шарнирно закре-пленной на храповом колесе. Тормозная пружина 5, действуя на второе плечо рукоятки 7, замыкает ленточный тормоз, соединяя тормозной шкив с храповым колесом. Подвешенный груз стремится повернуть вал с тормозным шкивом и храповым колесом в сторону опускания, однако этому препятствует собачка 3. При вращении рукоятки для подъема груза (на рис. 7.11 по часовой стрелке) зубья храпового колеса не препятствуют вращению тормозного шкива вместе с храповым колесом. Для опускания груза рукоятку несколько отводят в направлении опускания, преодолевая сопротивление тормозной пружины. Тормозной шкив освобождается, и вал получает возможность вращаться в сторону опускания под действием веса груза. Если рукоятку отпустить, то тормозная пружина замкнет тормоз и движение прекратится.
Глава 8. МЕХАНИЗМЫ ПОДЪЕМА.
8.1. Кинематические схемы механизмов.
Механизмы подъема служат для вертикального перемещения груза. Их, можно разделить на два основных типа: с жесткой кинематической схемой – канатным или цепным приводом, ходовым винтом или зубчатой рейкой; с фрикционным приводом – канатоведущим шкивом (применяется только в подъемниках).
По типу и количеству двигателей приводы бывают электрические (основной привод) одно- и двухдвигательные и гидравлические.
По типу передач механизмы подъема бывают: с цилиндрическим, планетарным и волновым редукторами (последние пока не нашли должного применения). Червячные передачи в механизмах подъема устанавливают редко по причине низкого КПД и повышенного износа.
Рисунок 8.1 - Кинематические схемы механизмов подъема.
Кинематическая схема механизма подъема с крюковой подвеской показана на рис. 8.1, а. Электродвигатель 1 соединен с цилиндрическим редуктором 4 и барабаном 5 при помощи муфт 2, 3 (полумуфта 3 со стороны редуктора выполнена с тормозным шкивом, на котором установлен колодочный тормоз). Редукторы могут выполняться с валами по обе стороны для различной компоновки механизмов подъема. На барабан наматывается канат 6 полиспаста.
Кинематическая схема механизма подъема с грузовым электромагнитом 8 отличается наличием дополнительного барабана 9 для наматывания и сматывания токоподводящего кабеля при подъеме и опускании груза (рис.8.1,б). Привод этого барабана может осуществляться от канатного барабана с помощью зубчатой или цепной передач, а также от отдельного привода.
В грейферных кранах на тележке устанавливают два одинаковых механизма – один для подъема, другой для замыкания грейфера (рис. 8.1, в) или двухбарабанную лебедку с планетарной передачей и двумя двигателями (большей мощности для подъема, меньшей – для замыкания грейфера).
Механизмы с планетарными редукторами (рис. 8.1, г): валы электродвигателей 1, 5 соосны и вращают центральные колеса z1, z2 различных диаметров. Колеса z1 и z2 приводят во вращение сателлит z3, укрепленный в водиле 3, которое связано с приводной шестерней двухступенчатого редуктора 6, который вращает барабан 7. Вал двигателя 1 проходит внутри пустотелого вала, соединяющего водило с шестерней редуктора.
Механизм подъема позволяет работать на четырех скоростях: 1 – максимальная скорость при вращении обоих двигателей в одном направлении; 2 – при вращении только двигателя 1; 3 – при вращении только двигателя 5; 4 – минимальная при вращении двигателей 1 и 5 в противоположных направлениях.
В башенных кранах применяют механизмы подъема с фланцевым электродвигателем. Скорость опускания груза в широких пределах можно регулировать с помощью тормозного генератора (вихревого тормоза).
Схема механизма подъема с гидроприводом приведена на рис. 8.1, д. Особенностью этого механизма является широкий диапазон изменения скоростей, что очень важно для монтажных и механико-сборочных кранов.
Электродвигатель 1 приводит в движение регулируемый насос 2, от которого жидкость под высоким давлением поступает в высокомоментный гидромотор 3 (радиально-поршневой с дисковым тормозом). От него через муфту и редуктор 4 сообщается вращение барабану 5.
В электроталях применяют оригинальную компактную схему механизма подъема с вмонтированным в барабан двигателем и соосным редуктором.
Механизмы с волновыми передачами характеризуются: малыми габаритными размерами и массой;возможностью получения большого передаточного числа (в одной ступени 100...350);
простотой конструкции, меньшей стоимостью и пр.Характерно, что чем больше передаточное число, тем больше эффективность применения волновых передач.
Малые габаритные размеры и соосное исполнение позволяют встраивать волновые передачи непосредственно в исполнительные органы машин: в барабаны, ходовые колеса, канатоведущие шкивы и др. Эти передачи применяют во многих машинах, в том числе и в специальных конструкциях: вертолетах (мощность привода 350 кВт), металлорежущих станках, в мотор-колесах специальных машин, в различных кранах, в механизмах подъема, передвижения, вращения и изменения вылета, в роторных экскаваторах, грузовых лебедках, манипуляторах и др.
8.2. Расчѐт механизма подъема груза.
Выбор электродвигателя. Статическая мощность электродвигателя при подъеме номинального груза равна (кВт):
P Qv/ ,(8.1)
где η – общий КПД подъемного механизма при номинальной нагрузке. Обычно принимают η = 0,8–0,85. КПД зависит от загрузки механизма.
По вычисленному значению Р', заданной ПВ%, принятому роду тока и напряжению выбираем из каталога необходимый электродвигатель, выписывая при этом его тип, действительную каталожную мощность Рд и частоту вращения nд при заданном значении ПВ%, а также номинальную мощность Рн и номинальную частоту вращения nн при ПВ 25%, момент инерции ротора электродвигателя Ip , кратность максимального момента
max /Tн .Мощность выбранного электродвигателя при соответствующем значении ПВ% должна быть несколько меньше статической мощности при подъеме номинального груза.
Номинальный момент выбранного электродвигателя определяется по формуле:
TH9550Pд /nд. (8.2)Выбор редуктора. Редуктор механизма подъема груза установлен между электродвигателем и барабаном.
Необходимое передаточное число редуктора
u
nд /n 
, (8.3) 
где nд – частота вращения электродвигателя при заданной ПВ%, об/мин; nδ – частота вращения барабана, об/мин. n vun / (D dk) , (8.4)где uп – кратность полистпаста.
В соответствии с подсчитанным значением up', каталожной мощностью и синхронной частотой вращения электродвигателя, а также заданной ПВ% выбираем необходимый редуктор типа РМ или Ц2, выписывая мощность Рр, передаточное число up.
Проверка выбранного электродвигателя на перегрузку в период пуска.
Среднепусковой момент, развиваемый двигателем при разгоне равен:
Tп
ин , (8.5) где Тс – статический момент на валу электродвигателя при подъеме номинального груза; Тин – момент сил инерции вращающихся и поступательно движущихся масс.
TcQD/(2unup) (8.6) 
Рисунок 8.2– Схема механизма подъема.
Для динамических расчетов привода все движущиеся массы механизма приводят к валу двигателя в виде эквивалентной массы с моментом инерции Iпр, вращающейся со скоростью ω.
Механизм подъема (рис. 8.2,а) заменяют физической моделью (рис 8.2,б) на основе равенства их кинетических энергий:
, (8.7) где Iр, Iт, Iм, Iщ - моменты инерции масс, находящихся на валу двигателя (ротора двигателя, тормозного шкива, шестерни, муфты); I1, I2, I3, Iδ - моменты инерции масс, находящихся на других (более тихоходных) валах; m - масса поднимаемого груза.