Степыгин В.И., Чертов Е.Д., Елфимов С.А. Проектирование подъемно-транспортных установок

Подождите немного. Документ загружается.

УДК 621.86 (075)

ББК 098 Я7

С79

Р е ц е н з е н т ы : кафедра деталей машин и теории механизмов МГУПБ,

зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Л.И. Маркус; кафедра технологического

оборудования предприятий хлебопродуктов МГУПП, д-р техн. наук, проф. Ф.Г. Зуев

Степыгин В. И., Чертов Е. Д., Елфимов С. А.

С79 Проектирование подъемно-транспортных установок: Учебное пособие. – М.:

Машиностроение, 2005. – 288 с.; ил.

ISBN 5-217-03274-Х

Рассмотрены конструкции, методика и примеры расчета параметров подъемно-

транспортных установок и отдельных механизмов подъемно-транспортного оборудова-

ния, применяемых в пищевом производстве, в объеме учебно-технических заданий, а

также необходимые справочные материалы. Приведены рекомендации по выполнению

конструкторской документации и оформлению курсового проекта.

Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированного

специалиста 655800 «Пищевая инженерия» по специальности 170600 «Машины и аппа-

раты пищевых производств».

УДК 621.86 (075)

ББК 098 Я7

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Степыгин Виктор Иванович, Чертов Евгений Дмитриевич,

Елфимов Сергей Анатольевич

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ

УСТАНОВОК

Лицензия ИД № 05672 от 22.08.2001 г.

Редактор З.М. Рябкова

Художественный редактор Т.Н. Галицына

Инженер по компьютерному макетированию Е.Г. Веденьева

Корректоры Т.В. Парайская, Т.И. Масальская

Сдано в набор 02.11.2004 г. Подписано в печать 06.10.2005 г. Формат 60×88

Бумага офсетная. Гарнитура Times NR. Печать офсетная. Усл. печ. л. 17,64. Уч.-изд. л. 19,8.

Тираж 2000 экз. Заказ

ОАО "Издательство "Машиностроение", 107076, г. Москва, Стромынский пер., 4

Оригинал-макет изготовлен в ООО "Издательство "Машиностроение-1"

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета

в ГУП ППП "Типография "Наука" РАН, 121099, г. Москва, Шубинский пер., 6

ISBN 5-217-03274-Х

Перепечатки, все виды копирования и воспроизведения материалов,

опубликованных в данной книге, допускаются только с разрешения

издательства и со ссылкой на источник информации.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие..................................................................................

Глава 1. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА...................

1.1. Механизм подъема груза..................................................

1.1.1. Выбор каната и элементов крюковой подвески.........

1.1.2. Основные размеры блоков и барабана........................

1.1.3. Выбор привода...............................................................

1.1.4. Выбор тормоза...............................................................

1.1.5. Проверка электродвигателя на пусковые нагрузки...

1.1.6. Расчет и проектирование сборочных единиц

механизма подъема.......................................................

1.1.7. Пример расчета механизма подъема...........................

1.2. Механизм поворота крана...............................................

1.2.1. Выбор конструкций опор поворотной части..............

1.2.2. Выбор привода и тормоза.............................................

1.3. Механизм передвижения..................................................

1.3.1. Выбор диаметров ходовых колес, цапф к ним и

типа рельса.....................................................................

1.3.2. Определение сопротивлений передвижению тележки

и выбор привода............................................................

1.3.3. Проверка электродвигателя на время разгона и

торможения...................................................................

1.3.4. Пример расчета механизма передвижения.................

1.4. Механизм изменения вылета стрелы............................

1.5. Металлоконструкции грузоподъемных машин..........

1.6. Устойчивость кранов.......................................................

1.7. Особенности проектирования подъемников и лифтов

1.7.1. Система уравновешивания лифта................................

1.7.2. Выбор канатов...............................................................

1.7.3. Выбор канатоведущих органов....................................

1.7.4. Проектирование привода..............................................

1.7.5. Поверочный расчет тормозного устройства...............

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 2. ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ...................

2.1. Ленточные конвейеры......................................................

2.1.1. Выбор конструкции опорных устройств и параметров

ленты..............................................................................

2.1.2. Тяговый расчет конвейера............................................

2.1.3. Проектирование привода конвейера...........................

2.1.4. Прочностные расчеты...................................................

2.1.5. Пример расчета ленточного конвейера.......................

2.2. Пластинчатые конвейеры................................................

2.2.1. Выбор типа настила, его ширины и скорости полотна

конвейера.......................................................................

2.2.2. Расчет конвейера...........................................................

2.2.3. Рекомендации по расчету валов, осей, выбору

натяжного устройства и проектированию конвейера

2.3. Скребковые конвейеры....................................................

2.3.1. Скорость цепи. Размеры желоба и скребков..............

2.3.2. Тяговый расчет конвейера............................................

2.3.3. Особенности проектирования скребкового конвейера....

2.3.4. Пример расчета конвейера...........................................

2.4. Монтаж ленточных, пластинчатых и скребковых

конвейеров..........................................................................

2.5. Ковшовые элеваторы (нории).........................................

2.5.1. Выбор скорости, типа тягового органа и ковша........

2.5.2. Расчет тяговых элементов нории.................................

2.5.3. Выбор привода элеватора.............................................

2.5.4. Построение очертания контура головки кожуха

нории......................................................................

2.5.5. Выбор конструкции останова......................................

2.5.6. Пример расчета нории..................................................

2.6. Люлечные и полочные элеваторы.................................

2.6.1. Выбор конструкции цепей и звездочек.......................

2.6.2. Тяговый расчет..............................................................

2.6.3. Конструктивные особенности проектирования

привода люлечных элеваторов....................................

2.6.4. Пример расчета люлечного элеватора........................

105

106

109

115

117

118

121

124

126

128

132

133

136

141

142

144

146

150

151

152

154

156

ОГЛАВЛЕНИЕ

2.7. Подвесные конвейеры......................................................

2.7.1. Выбор скорости и определение шага подвесок..........

2.7.2. Выбор типоразмера цепи и шага кареток...................

2.7.3. Уточненный тяговый расчет........................................

2.7.4. Выбор привода и натяжного устройства....................

2.7.5. Особенности расчета грузотолкающих конвейеров

2.8. Винтовые конвейеры........................................................

2.8.1. Частота вращения винта и его геометрические

параметры......................................................................

2.8.2. Мощность привода........................................................

2.8.3. Проектирование элементов конвейера........................

Глава 3. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ..........................

3.1. Содержание и объем проекта..........................................

3.1.1. Порядок работы над расчетной частью проекта........

3.1.2. Оформление пояснительной записки и графической

части проекта.................................................................

3.2. Типовые задания на курсовой проект...........................

Приложения..................................................................................

П1. Канаты...............................................................................

П2. Электродвигатели.............................................................

П3. Редукторы..........................................................................

П4. Тормоза..............................................................................

П5. Муфты...............................................................................

П6. Крюковые подвески и крюки .........................................

П7. Механизм поворота..........................................................

П8. Ленты.................................................................................

П9. Барабаны, мотор-барабаны и роликовые опоры...........

П10. Характеристики некоторых насыпных грузов............

П11. Значения показателей функции е

fα

...............................

П12. Цепи.................................................................................

П13. Ковши элеваторов..........................................................

Список литературы.....................................................................

159

160

161

164

166

169

170

171

173

175

183

184

187

192

213

216

224

254

259

264

268

269

271

279

281

282

287

288

ПРЕДИСЛОВИЕ

Производственная деятельность пищевого производства свя-

зана с перемещением большого количества сырья, полуфабрикатов

и готовой продукции. Одним из основных путей повышения про-

изводительности труда является механизация вспомогательных

операций при погрузочно-разгрузочных работах и перемещению

грузов. Как правило, на пищевых предприятиях основные техно-

логические процессы механизированы и автоматизированы.

Среди большого числа различных средств механизации осо-

бое место занимают подъемно-транспортные установки, так как

они позволяют механизировать наиболее трудоемкие процессы

перемещения грузов. Например, в сахарном производстве для пе-

ремещения свеклы, свекловичной стружки, хвостов, ботвы, жома,

сахара, утфелей, известкового камня, твердого топлива и извести

используется целый ряд транспортирующих машин: ленточные,

лотковые, скребковые, грабельные, винтовые, вибрационные, пла-

стинчатые конвейеры и элеваторы. Грузоподъемные устройства и

машины широко применяются на внешних и межцеховых транс-

портных операциях с сырьем, оборудованием, пакетированными

грузами, контейнерами и др.

Задача будущих инженеров состоит в том, чтобы в своей

практической деятельности уметь полностью использовать боль-

шие возможности подъемно-транспортной техники. Потребность в

углубленном изучении студентами-механиками курса «Подъемно-

транспортные установки», приобретение ими навыков проектиро-

вания технических средств механизации трудоемких процессов

возрастает в связи с развитием малых предприятий по выпуску

пищевых продуктов, на которых применение подъемно-

транспортного оборудования, предназначенного для крупнотон-

нажного производства, нецелесообразно.

Таким образом, инженер-механик, работающий в пищевой

промышленности, должен создавать машины, специфические для

данной отрасли, и умело их эксплуатировать, а также на основе

имеющегося оборудования находить наиболее эффективные пути

комплексной механизации конкретного производства. В связи с

этим в учебном пособии большое внимание уделено методам как

расчета и проектирования подъемно-транспортного оборудования,

так и их эксплуатации.

Учебное пособие знакомит студентов с расчетами основных

типов подъемно-транспортных машин, их узлов и деталей, прави-

лами и приемами проектирования, облегчает приобретение навы-

ков в решении инженерных задач. Наиболее часто используемый

при проектировании конструкторский и нормативный материал

приведен по ходу выполнения расчетов в приложении.

Подъемно-транспортные, особенно грузоподъемные, машины

во время работы могут представлять опасность для обслуживаю-

щего персонала и объектов, находящихся в зоне их действия.

Поэтому при проектировании и эксплуатации грузоподъемных

машин (кранов, подъемников, лифтов и некоторых транспорти-

рующих машин) должны выполнятся требования правил Госгор-

технадзора Российской Федерации.

Пособие рассчитано в первую очередь на студентов, обучаю-

щихся по специальности 170600 «Машины и аппараты пищевых

производств» направления подготовки специалистов 655800

«Пищевая инженерия» и по специальности 270100 «Технология

хранения и переработки зерна» направления 655600 «Производство

продуктов питания из растительного сырья», однако его положе-

ния могут быть использованы при выполнении расчетно-

графических работ и курсовых проектов (работ) студентами дру-

гих специальностей, имеющих в своих учебных планах дисциплины

«Подъемно-транспортное оборудование» и «Механизация подъ-

емно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ».

ПРЕДИСЛОВИЕ

Глава 1

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

Грузоподъемные устройства обеспечивают механизацию

определенной части погрузочно-разгрузочных операций на сырье-

вых площадках предприятий по переработке сельскохозяйствен-

ной продукции, а также технологических процессов и монтажных

работ на складах, в производственных и ремонтных цехах пред-

приятий пищевого производства. Они являются машинами перио-

дического действия с дискретной подачей грузов. Рабочий цикл

грузоподъемных машин состоит из операции захвата, подъема гру-

за, остановки для освобождения груза и обратного движения без

груза. По конструкции и виду выполняемых работ грузоподъем-

ные устройства подразделяют на три группы: подъемные меха-

низмы, краны и подъемники.

Подъемные механизмы (полиспасты, тали, лебедки и дом-

краты) приводятся в действие вручную или двигателем при по-

мощи механических, гидравлических и пневматических передач и

имеют одно или два (реже) рабочих движения. Эти устройства

применяют для подъема сравнительно небольших грузов (обычно

до 10 т) при монтаже и демонтаже оборудования, при обслужива-

нии технологических машин и аппаратов, на складах, при прове-

дении несложных строительных работ. Рабочие скорости подъема

грузов домкратами и талями с электроприводом составляют

1…10 м/мин, а лебедками – до 20 м/мин.

Краны охватывают обширную группу более сложных грузо-

подъемных машин, имеющих не менее двух рабочих движений.

Они имеют несколько механизмов, установленных на общем осто-

ве в виде металлических конструкций, и служат для перемещения

штучных и сыпучих грузов в вертикальном и горизонтальном на-

правлениях. В зависимости от назначения, условий работы и конст-

рукции устройств для горизонтального перемещения груза краны

бывают поворотные (рис. 1.1) и мостового типа (рис. 1.2). Следует

отметить многообразие конструктивных разновидностей кранов

(стреловых, настенных, башенных, портальных, кабельных, мос-

товых, велосипедных, самоходных и др.). В пищевом производст-

ве преимущественное применение получили поворотные кон-

сольные, козловые и автомобильные краны, кран-балки, краны-

штабелеры.

Рис. 1.2. Кран мостового типа

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА

Рис. 1.1. Консольно-поворотный кран с вращающейся

колонной:

1 – механизм подъема; 2 – механизм поворота крана;

3 – крюковая подвеска

Основными характеристиками машин являются: грузоподъ-

емность; скорости подъема, перемещения и поворота; высота подъ-

ема; пролет; вылет; габаритные размеры; масса; мощность; база.

Подъемники характеризуются наличием кабины или плат-

формы, которые перемещаются в направляющих. Различают подъ-

емники грузовые (для подъема грузов), пассажирские (для подъе-

ма людей) и грузопассажирские; их выполняют стационарными

или передвижными.

Типовыми крановыми механизмами являются: механизм

подъема груза в виде лебедки в комбинации с полиспастом, несу-

щим грузозахватное устройство; механизм передвижения крана

или какой-либо его части; механизм изменения вылета, изменяю-

щий в стреловых кранах положение грузового крюка относительно

остова; механизм вращения поворотной части крана.

1.1. Механизм подъема груза

Обычно механизм подъема грузоподъемных машин состоит

из лебедки и полиспастной системы (рис. 1.3).

Рис. 1.3.

Схемы компоновки лебедки механизма подъема груза:

1 – двигатель; 2 – редуктор; 3 – барабан; 4 – муфта;

5 – тормоз; 6 – зубчатая передача

Глава 1. ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ УСТРОЙСТВА