Лекции по подъемно-транспортным устройствам

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЛИАЛ в г. ОКТЯБРЬСКОМ

Кафедра механики и

технологии машиностроения

Арсланов И.Г., Бадриев А.А.

ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Конспект лекции

Уфа 2007

УДК 621.81.001

Арсланов И.Г. Бадриев А.А. Подъемно-транспортные устройства: Конспект

лекции – Уфа : УГНТУ, 2007. – 70 с.

Конспект лекции разработан в соответствии с требованиями

государственных образовательных стандартов высшего профессионального

образования по направлению подготовки дипломированных специалистов 130600

– Оборудование и агрегаты нефтегазового производства, специальности 130602

– Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов.

В конспекте лекции изложены основы теории расчета и принципы

конструирования деталей и узлов подъемно-транспортных механизмов, в том

числе механизмов подъема, передвижения и поворота кранов, механизмов

изменения вылета стрел, а также металлических конструкции кранов и т.п.

Приведен список рекомендуемой литературы.

Рецензент: Ямалтдинов А. И., доц., канд. техн. наук

СОДЕРЖАНИЕ

с.

Введение 4

1 Основные параметры грузоподъемных машин 6

2 Режимы работы грузоподъемных машин 6

Расчетные нагрузки при расчете ГПМ и допускаемые напряжения

4 Правила Ростехнадзора 9

5 Грузозахватные устройства 10

6 Гибкие элементы грузовых устройств 12

7 Полиспасты 15

8 Блоки и барабаны 18

9 Остановы и тормоза 21

10 Привод грузоподъемных машин 31

11 Механизм подъема груза 33

12 Механизмы передвижения 41

13 Механизмы изменения вылета стрел 45

14 Механизмы поворота 48

15 Металлические конструкции ГПМ 52

16 Транспортирующие машины 68

Литература 70

ВВЕДЕНИЕ

Подъемно-транспортные машины по своему назначению и

конструктивному исполнению весьма разнообразны. Из всего многообразия ПТУ

мы рассмотрим следующие основные виды: грузоподъемные машины,

относящиеся к машинам периодического действия, и транспортирующие машины

(конвейеры), относящиеся к машинам непрерывного действия.

Грузоподъемные машины.

Грузоподъемные машины и механизмы предназначены для перемещения

грузов и людей по вертикали и передачи их из одной точки площади.

Обслуживаемой машиной, в другую. Конструкции этих машин чрезвычайно

разнообразны. Их можно классифицировать по конструктивным признакам, по

назначению, по характеру выполняемой ими работы.

-для подъема груза на небольшую высоту (до 1 м) служат домкраты,

применяемые обычно при ремонтных и монтажных работах. Различают винтовые,

рычажно-реечные, зубчато-реечные и гидравлические домкраты;

- к простейшим ГПМ относятся также и лебедки, предназначающиеся для

подъема, опускания или подтягивания грузов. Лебедки могут использоваться как

самостоятельные механизмы, так и в качестве силового оборудования для

комплектации различных подъемных устройств. В зависимости от исполнения

лебедки можно подразделить: по типу привода - на лебедки с ручным и

машинным приводом; по типу тягового элемента - на канатные и цепные; по типу

установки - на неподвижные и передвижные и т.д.;

-для внутрицехового транспортирования грузов, обслуживания поточных

линий применяются компактные подъемные лебедки - тали, имеющие ручной

электрический или пневматический приводы. Грузоподъемность элктроталей

составляет 0.25-15 т, скорость подъема 5-25 м/мин;

-при необходимости подъема груза по определенной траектории

применяют подъемники, в которых подъем груза производится в кабинах, на

платформах или в бадьях, перемещающихся в жестких направляющих в

вертикальном или близком к вертикальному направлении. Подъемники,

перемещающие груз по вертикали, называются лифтами. Пассажирским лифтом

мы все пользуемся в высотных домах;

наиболее распрастроненным ГПМ являются грузоподъемные краны -

машины циклического действия, предназначенные для подъема и перемещения в

пространстве груза, удерживаемого грузозахватным устройством. Они имеют

весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение. По

конструктивному признаку они подразделяются на краны мостового типа, к

которым относятся собственно мостовые краны, козловые и полукозловые краны,

настенные передвижные консольные краны; краны стрелового типа, к которым

относятся поворотные краны на колонне, имеющие постоянный или переменный

вылет; собственно стреловые передвижные краны со стрелой, закрепленной на

раме ходового устройства или на поворотной платформе; башенные, портальные

и т.п.

-для производства работ и доставки грузов в труднодоступные места

применяются краны-вертолеты, которые могут зависать над грузом и забирать

его непосредственно с земли;

-для внутрицехового транспортирования грузов, а также для проведения

погрузочно-разгрузочных работ широко применяются самоходные погрузчики,

служащие для выполнения операций захвата, вертикального и горизонтального

перемещения груза и укладки его в штабеля или на транспортные средства.

В карьерах и на производственных предприятиях для перемещения

сыпучих и штучных грузов непрерывным потоком применяют транспортирующие

машины. По принципу действия транспортирующие машины классифицируют на

конвейеры. В которых перемещаемому материалу движение сообщается

механическим путем, и пневмотранспортные установки, в которых перемещение

материала осуществляется в потоке движущегося воздуха.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПТМ

Подъемно-транспортные машины

Грузоподъемные Транспортирующие Погрузочно-

разгрузочные

Домкраты Ленточные конвейеры Экскаваторы

Лебедки Цепные конвейеры

Тали Ковшовые конвейеры

Машины для погрузки

сыпучих материалов

Подъемники Винтовые конвейеры

Краны стрелового типа

Пневматический

транспорт

Машины для погрузки

штучных товаров

Башенные краны

Краны мостового типа

Краны портальные

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГПМ

Грузоподъемностью машины называют массу номинального рабочего

груза, на подъем которого рассчитана машина. Значения грузоподъемности

нормированы ГОСТ 1575-81 "Краны грузоподъемные. Ряды основных

параметров", устанавливающим ряд номинальных грузоподъемностей для всех

(до 900 тонн).

Устойчивость самоходных и башенных кранов против опрокидывания в

процессе работы характеризуется грузовым моментом, определяемым

произведением веса груза на вылет стрелы. Вылетом стрелы называется

расстояние от оси вращения поворотной части крана до оси грузозахватного

органа.

Скорость подъема груза, зависящая от грузоподъемности крана, обычно

не превышает 30 м/мин. Скоростью передвижения моста крана достигает 120

м/мин.

Горизонтальное расстояние между осями рельсов кранового пути

называется пролетом крана.

1. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ГПМ

Для грузоподъемных машин характерна работа с поворотно-

кратковременными включениями, при которых рабочий орган и груз совершают

возвратно-поступательные движения, а механизмы каждый раз реверсируются.

Полное время цикла работы механизма ГПМ складывается из сумм времени

пуска, времени движения с установившейся скоростью, времени торможения и

времени пауз:

∑



∑



∑



∑

Отношение времени работы механизма к полному времени цикла

характеризует интенсивность использования механизма. Это отношение

называется относительной продолжительностью включения, выражается в

процентах и обозначается:

ПВ=

⋅100

Группу режима работы механизма по ГОСТ 25835-83 принимают по

таблице 1 в зависимости от машинного времени работы механизма

коэффициента эквивалентности нагрузки



∑



MAX



⋅

, где Ti- текущая

нагрузка (момент, сила); TMAX- наибольшая нагрузка нормально протекающего

технологического процесса; ti - время действия нагрузки Ti.

Таблица 1

Время работы

механизма

в течение

срока службы, ч

Коэффициент эквивалентности KHE

0.5 0,6 0,8 1,0

80 800

800…1600

1600…3200

3200…6300

6300…12500

12500…25000

25000…50000

1М

2М

3М

4М

5М

1М

2М

3М

4М

5М

6М

1М

2М

3М

4М

5М

6М

2М

3М

4М

5М

6М

По нормам Госгортехнадзора (ГГТН) различают 5 режимов работы

механизмов: Р-ручной привод, Л- легкий привод, С- средний привод, ВТ- весьма

тяжелый.

Таблица 2 - Таблица соответствия режимов

Интенсивность работы механизма определяются также коэффициентом

использования в течение суток:

Кс=

Число часов работы в сутки

Коэффициентом использования в течение года:

По ГОСТ 1М, 2М,3М 4М 5М 6М

По ГГТН Л С Т ВТ

ПВ 15% 25% 40% 40% при большой V

Кс=

число дней работы в году

365

Коэфициентом использования в течение часа:

t Раб

Коэффициентом использования крана по грузоподъемности:

K =

ср

;

Qср - среднее значение массы груза;

Q - наминальная грузоподъемность.

Согласно ГОСТ 25835-83 "краны грузоподъемные" режимы работы

механизмов ГПМ подразделяются на 6 групп, определяемых классом

использования и классом нагружения. Расчет на прочность сборочных единиц

режима работы механизма.

Производительность ГПМ при работе с грузами различной массы

∑

⋅Q

Где Q- масса i того транспортируемого груза; zi- количество циклов

работы при транспортировании груза массой за 1 час.

3. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ ПРИ РАСЧЕТЕ ГПМ И

ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ

Расчет деталей на сопротивление усталости , износ и нагрев производят по

эквивалентным нагрузкам, т.е. по таким нагрузкам стационарного режима,

которые вызывают ту же степень усталости детали в течение рассматриваемого

срока службы, как и фактически действующая нагрузка нестационарного режима.

Эквивалентная нагрузка определяется по графикам загрузки механизма во

времени, построенным с учетом действительного режима работы. Общий срок

службы деталей назначают в зависимости от группы режима работы.

При расчете прочности и устойчивости ГПМ, работающих на открытом

воздухе, надо учитывать ветровую нагрузку, которая согласно ГОСТ 1451-77

подразделяется на ветровую нагрузку рабочего состояния и на нагрузку

нерабочего состояния.

При расчете механизмов ГПМ учитывают все возникающие в процессе

работы нагрузки. Кроме нормальной нагрузки рабочего состояния(1 расчетный

случай), включающей в себя номинальный вес груза и грузозахватного

устройства, собственный вес конструкции, ветровые нагрузки, а также

динамические нагрузки, возникающие в процессе пуска и торможения при

нормальных условиях, рассматриваются и два других расчетных случая:

П расчетный случай- максимальная рабочая нагрузка, включающая в себя

кроме нагрузок 1 случая, динамические нагрузки, возникающие при резких

пусках, экстренном торможении, внезапном включении или выключении тока, и

предельную ветровую нагрузку.

III расчетный случай - нерабочее состояние машины на открытом воздухе

при отсутствии груза но с учетом нагрузок, вызываемых снегом, обледенением и

предельных ветровых нагрузок.

Допускаемые напряжения

В подъемно-транспортном машиностроении при расчете механизмов

применяют дифференциальный метод определения допускаемых напряжений: на

каждую деталь в зависимости от ответственности и режима работы механизма в

конкретных условиях ее использования устанавливают соответствующий

коэффициент запаса прочности.

4. ПРАВИЛА РОСТЕХНАДЗОРА

ГПМ относятся к оборудованию повышенной опасности. Для

обеспечения безопасных условий их эксплуатации в России создана

специальная Федеративная служба горного и промышленного технического

надзора России «Ростехнадзор», являющаяся центральным органом федеративной

исполнительной власти, осуществляющим государственное нормативное

регулирование вопросов обеспечения промышленной безопасности на территории

Российской Федерации, а также специальные разрешительные, надзорные и

контрольные функции.

Основными задачами Ростехнадзора являются:

- организация и осуществление государственного горного надзора в целях

обеспечения соблюдения законодательства Российской Федерации по

безопасному ведению работ;

-установление правил и норм по безопасному ведению работ,

устройству, изготовлению и безопасной эксплуатации оборудования;

-разработка и осуществление мер по профилактике аварий и

производственного травматизма;

- анализ аварий и случаев производственного травматизма,

осуществление технических расследований обстоятельств и причин

этих инцидентов;

- установление порядка подготовки и проверки знаний промышленного

персонала.

Введенные в действие с 1993 г. новые «Правила устройства и безопасной

эксплуатации грузоподъемных кранов» Ростехнадзора России приведены в

соответствие с международными стандартами ИСО на действующие нормы

расчета и требования к проектированию, устройству, изготовлению, установке,

ремонту и эксплуатации ГПМ, их механизмов, грузозахватных органов и

приспособлений.

Правила и нормы Ростехнадзора России распространяются на все типы

кранов и грузоподъемных устройств, за исключением ГПМ, установленных в

шахтах, на морских и речных судах, на которые распространяются специальные

правила.

В соответствии с правилами все вновь устанавливаемые ГПМ подлежат

техническому освидетельствованию. Полное техническое

освидетельствование состоит из осмотра машины, а также статического и

динамического испытаний под нагрузкой. Все результаты заносят в журнал, и

разрешение на эксплуатацию машины дают только при удовлетворительных

результатах.

Контроль за содержанием безопасной эксплуатацией ГПМ осуществляет

инспекция Ростехнадзора и инженер по техническому надзору, назначаемый

администрацией предприятия, эксплуатирующего машины. Руководство

предприятия назначает также ответственного за содержание ГПМ в исправном

состоянии.

5. ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Крюки и петли. Наиболее широко применяемыми универсальными

грузозахватными приспособлениями являются грузовые крюки, к которым груз

прикрепляется с помощью канатных или цепных строп.

По форме крюки подразделяют на однорогие и двурогие. Размеры крюков

стандартизованы: однорогие по ГОСТ 6627-74, двурогие по ГОСТ 6628-73. Форма

крюков выбрана такой, чтобы обеспечить их минимальные размеры и массу при

достаточной прочности, одинаковой во всех сечениях. После изготовления крюк

испытывают на прочность под нагрузкой, превышающей его номинальную

грузоподъемность на 25%. При применении стандартного крюка расчет крюка

производить не требуется.

Крюки соединяют с канатом непосредственно прикреплением каната к

проушине крюка или с помощью крюковых подвесок. Различают два типа

крюковых подвесок: нормальные и укороченные. При соединении каната

посредством крюковых подвесок груз весит на нескольких ветвях каната.