Расчет грузоподъемных механизмов с канатно-блочными системами

    Содержание  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

    Строительство наших дней ведется индустриальными  методами и представляет собой комплексно-механизированный поточный процесс монтажа зданий и сооружений. В настоящее время в строительстве используется огромный парк строительных машин и оборудования. В строительстве широко применяют грузоподъемные машины, предназначенные для подъема груза, удержания его на требуемой высоте, плавного опускания, а также для перемещения груза на относительно небольшие расстояния.

    Непрерывный количественный и качественный рост строительства требует дальнейшего сокращения стоимости, трудоемкости, сроков строительно-монтажных работ, повышение эффективности производительности труда, успешное решение которых может быть обеспечено усовершенствованием технологии и организации работ, внедрением поточных методов производства, повышением эффективности использования существующего машинного парка строительства, созданием и внедрением новых, более совершенных и производительных строительных машин и оборудования, широкой комплексной механизацией и автоматизацией тяжелых и трудоемких технологических процессов, улучшением условий труда.  

    Подъем  строительства на качественно новый  уровень возможен за счет последовательного проведения курса на дальнейшую его индустриализацию, существенного сокращения ручного труда, совершенствования структур и организации строительного производства.

    Строительные  технологические процессы выполняют преимущественно с использованием машин, которые обеспечивают высокую производительность труда и сравнительно низкую стоимость строительной продукции, благодаря чему сокращаются сроки строительства  и снижаются связанные с этим затраты.

    Строительные  машины используются на всех этапах строительного  производства – в карьерной добыче строительных материалов (песка, гравия, глины, мела и т.п.); в изготовлении железобетонных, металлических, деревянных и других строительных элементов заводским способом; на погрузке, разгрузке и транспортировке материалов и строительных конструкций; в технологических процессах возведения зданий и сооружений, строительстве дорог, подземных коммуникаций, объектов гидротехнического, энергетического и других видов строительства – от работ освоения строительных площадок и нулевого цикла до завершающих стадий отделочных и т.п. работ. Строительные машины являются также средствами механизации ремонтных и восстановительных работ.

     Весь  строительный цикл от создания проекта  строительного объекта до его  реализации представляет собой комплекс взаимно увязанных составных частей, включая механизированную технологию и строительные машины как средства ее обеспечения. Для эффективного решения строительных задач каждый участник строительного процесса должен быть, прежде всего, специалистом в своей узкой области и на познавательном уровне быть способным оценивать влияние на нее смежных частей указанного комплекса. Например, для специалиста-строителя в отношении строительных машин это означает, прежде всего, способность ориентироваться в технологических возможностях различных моделей машин определенного назначения для оптимального комплектования ими технологических процессов в заданных производственных условиях.

     Повышение технического уровня основных видов  строительных машин и оборудования обеспечивается, прежде всего, за счет повышения их единичной мощности и производительности, универсальности и технологических возможностей, надежности и долговечности, улучшения удельных показателей важнейших рабочих параметров, развития гидрофикации приводов, применения современных систем автоматизации управления рабочими процессами машин, повышения приспособляемости машин к техническому обслуживанию и ремонту.

     В строительстве грузоподъемные машины используют для перемещения строительных материалов, монтажа строительных конструкций, погрузочно-разгрузочных работ на складах строительных материалов, монтажа и обслуживания технологического оборудования в процессе его эксплуатации. По конструктивному исполнению и виду выполняемых работ их делят на домкраты, лебедки, подъемники, монтажные вышки и краны.

     Основной  характеристикой грузоподъемной машины является грузоподъемность, под которой  понимают наибольшую допустимую массу  поднимаемого груза вместе с массой грузозахватных устройств. Кроме того, грузоподъемные машины характеризуются зоной обслуживания, в том числе высотой подъема груза, а также скоростями рабочих движений.

     Лебедками называют грузоподъемные устройства в  виде приводимого вручную или  двигателем барабана с тяговым рабочим  органом – стальным канатом. Их применяют  для прямолинейного перемещения грузов и используют как самостоятельные машины и как составные части механизмов более сложных машин.

     В данной курсовой работе мы ознакомимся теоретическими сведениями о строительных лебедках, рассчитаем и подберем необходимые элементы этого грузоподъемного механизма, приведем их расчетные и конструктивные схемы.

      1 Ознакомление с конструкцией и работой строительных лебедок как основных элементов грузоподъемных механизмов  

     Лебедка- это простейший вид подъемно-транспортного оборудования для горизонтального и вертикального перемещения грузов с помощью полиспастного механизма (канат и система блоков). Бывают одно-, двух-, трехбарабанная лебедки с малым тяговым усилием (от       5 .. .12,5 до 50 ... 70 кН) и обычно с электроприводом. Лебедки служат для подтягивания и подъема грузов.

     Существует  несколько типов лебедок, используемых при строительстве и во время  строительно-монтажных работ. Выделяют лебедки электрические тяговые  и лебедки электрические маневровые. Каждый тип лебедки используется при однотипных операциях.

     Лебедки тяговые электрические выполняют  подъёмные и транспортные операции при различных работах: монтажных, строительных и других. При помощи таких лебедок комплектуют и строительные подъёмные устройства.

     Лебедки электрические крановые предназначены для комплектации лесопогрузчиков и конечно башенных кранов. Такие лебедки обладают большим тяговым усилием, которое нередко бывает 6000, 10000 или даже 15000 кгс. В гражданском строительстве зачастую используются лебедки с грузоподъёмностью 300-500 кг. В таких случаях не нужна большая грузоподъёмность: ведь основные строительные конструкции поднимают башенные краны. Лебедки в этом случае нужны для подачи раствора, инструментов и других вспомогательных материалов.

     Строительные лебедки классифицируются по:

     1) назначению: подъемные и тяговые  (горизонтальное перемещение);

     2) по виду приводов: ручные и  приводные; 

     3) по числу барабанов: 1 и 2 - барабанные, безбарабанные. 

     Лебедки делятся на однобарабанные и многобарабанные, по виду установки - на настенные, подвесные и наземные. Главным параметром лебедок является тяговое усилие S. Кроме того, лебедки характеризуются канатоемкостью барабана L и скоростью каната.

     В зависимости от назначения лебедки  эти параметры различны: Лебедки делят на подъемные - общего назначения и монтажные; тяговые - для перемещения грузов по горизонтали; скреперные (обычно двухбарабанные) - для транспортирования ковшей-волокуш с

заполнителями.

     Электрореверсивная  лебедка комплектуется из 1 - барабан; 2 - редуктор; 3 колодочный тормоз; 4 - муфта; 5 - электродвигатель. При работе лебедки фиксируются на фундаменте.

     Тяговые усилия более нередко используемых однобарабанных электрореверсивных лебедок составляют 3,2 ... 125 кН при скорости каната 0,5 ... 0,1 м/с и канатом-кости 80 ... 800 м. В композиции с полиспастами их употребляют для подъема разных по массе грузов при осуществлении строительно-ремонтных работ. Электрореверсивными лебедками оснащаются строительные подъемники, краны и остальные машины.

     В качестве двигателя используют асинхронные крановые двигатели с фазным ротором, управляемые с помощью командоконтроллеров либо движки завышенного скольжения вида ДОС с магнитными пускателями. Лебедки снабжаются двухколодочными непрерывно замкнутыми стопорными тормозами. Тормозным шкивом служит половина упругой муфты, зафиксированной на валу редуктора. Растормаживание тормозов выполняется короткоходовыми электромагнитами либо электрогидротолкателями, включаемыми сразу с включением электрического двигателя. Спуск груза выполняется принудительным реверсированием мотора. При всем этом скорость опускания несколько выше скорости подъема груза.

     Главными  характеристиками электрореверсивной лебедки, определяющими грузо-

подъемность, высоту и скорость подъема груза, мощность мотора, надежность тормозного устройства, представляют собой усилие в канате, наматываемом на барабан S~ скорость каната и канатоемкость барабана L. Эти характеристики с учетом сведений, изложенных в гл. 1, связаны меж собой последующими зависимостями. В электрореверсивных связь между двигателем и барабаном жесткая. Электрореверсивными лебедками комплектуются строительные подъемные краны.

Принцип работы лебедки основан на протягивании каната через тяговый механизм с 

помощью двух пар сжимов, которые поочередно зажимают канат и продвигают его в одну или

другую  сторону.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 Расчет грузоподъемного механизма с канатно-блочной системой 

     2.1 Ознакомление с  методикой грузоподъемных  механизмов с канатно-блочными  системами

      При выполнении различных видов работ: строительных, погрузочно-разгрузочных, складских и т.д. ежедневно возникают ситуации, когда сила рук человека или группы людей недостаточна для успешного выполнения задачи. Здесь на помощь и приходят грузоподъемные механизмы. По своему предназначению подъемное оборудование бывает разным. Одно нужно для подъема груза вверх, другое – для перемещения по горизонтали. Разновидностей грузоподъемных механизмов существует очень много.

             Различные виды грузоподъемных  механизмов имеют вертикальное  перемещение грузозахватного устройства, которое создается наматыванием свободного конца канатного полиспаста на барабан. Подвешивается груз стропами на грузовой крюк, который закреплен на подвижной обойме полиспаста. Сматывающаяся ветвь каната проходит по отклоняющему блоку и наматывается на барабан, который приводится в движение электродвигателем через систему передач редуктора. Тормоз служит для удержания груза на весу. Тормозной шкив одновременно является деталью соединительной муфты. Пуск и отключение грузоподъемного механизма должны быть как можно более плавным, для предотвращения динамических нагрузок.

   Многие грузоподъемные машины имеют конструктивные элементы, в которые составной частью входят устройства с использованием стальных канатов для подвески перемещаемых грузов или отдельных частей самой машины. монтируют и демонтируют кран, выдвигают его башню. С помощью канатных систем поднимают и опускают груз и стрелу, передвигают грузовую тележку по стреле или противовес по противовесной консоли, монтируют и демонтируют кран, выдвигают его башню. Канатные системы состоят из канатов, блоков, которые они огибают, и барабанов соответствующих лебедок, на которые канаты наматываются. Канаты с блоками, как правило, объединены в полиспасты. Полиспаст — это простейшее грузоподъемное устройство, с помощью которого можно поднимать груз с меньшим усилием в канате. Блоки, входящие в полиспаст, по характеру крепления бывают неподвижные и подвижные. Несколько блоков могут быть объединены в обоймы, которые также подразделяются на подвижные и неподвижные. Отрезки канатов, соединяющие блоки обойм, называют ветвями (нитками).

    2.2 Расчет канатно-блочной системы. Подбор каната и крюка 

    Наиболее  распространенными грузозахватными  устройствами грузоподъемных машин  являются одно- и двурогие грузовые крюки и грузовые скобы. Однорогие  и двурогие крюки предназначены  для подвешивания к ним грузов непосредственно или при помощи чалочных устройств. Однорогие крюки применяют для работы с грузами до 75 т.