Разработка инструмента для оптимизации расчета допустимых нагрузок на полиcпаст при подъеме грузов посредством гибкой связи Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© С.С. Кубрин, Е.И. Журавлев, 2011

С.С. Кубрин, Е.И. Журавлев

РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ НАГРУЗОК НА ПОЛЖПАСТ ПРИ ПОДЪЕМЕ ГРУЗОВ ПОСРЕДСТВОМ ГИБКОЙ СВЯЗИ

Разработанный инструмент рассчитывает разрывное и усилие с учетом запаса прочности, зависящим от числа полиспастов в системе и их кратности, для различных кранов для проведения последующих испытаний при техническом освидетельствовании грузоподъемного механизма.

Ключевые слова: грузоподъемные механизмы, полиспаст, статические и динамические испытания, техническое освидетельствование.

^Т/'аждый грузоподъемный механизм при техническом осви--ж\детельствовании следует проходить статическое испытание в течение 10 мин грузом, на 25 % превышающим его номинальную грузоподъемность, - с целью проверки прочности механизма и отдельных его элементов. Грузоподъемный механизм, выдержавший статическое испытание, подлежит динамическому испытанию. Динамическое испытание грузоподъемного механизма следует проводить грузом, на 10 % превышающим номинальную грузоподъемность механизма, - с целью проверки действия его тормозов. Коэффициент запаса торможения тормоза, в зависимости от режима работы и рода привода грузоподъемного механизма, должен быть от 1,5 до 2,5. Допускается проводить динамическое испытание рабочим грузом с повторным его подъёмом и опусканием. Во всех случаях при обнаружении дефектов при проведении испытаний грузоподъемного механизма испытание необходимо прекратить и после устранения дефектов провести вновь [1].

Механизмы подъема груза состоят из цилиндрического или червячного редуктора, соединенного муфтой с электродвигателем, и тормозного устройства. Выходной вал редуктора соединяется с барабаном. На барабане закрепляется канат с грузозахватным устройством (крюком, электромагнитом, грейфером).

В грузоподъемных машинах широко применяется полис-паст -устройство для подъема и перемещения грузов посредством гибкой связи, многократно огибающие подвижные и неподвижные блоки. Согласно правилам Госгортехнадзора механизмы подъема груза выполняются так, что опускание груза возможно только двигателем.

В механизмах подъема подвес груза на одной ветви каната применяют только в кранах малой грузоподъемности (1-3 т). В стрелковых (портальных) кранах, имеющих большую высоту подъема груза, подвес на одной ветви применяется при грузоподъемности 5 и даже 10 т.

Для исключения перекоса крюковой подвески обычно применяются полиспасты с четной кратностью in, под которой понимается отношение числа ветвей каната, на которых висит груз, к числу ветвей каната, набегающим на барабан лебедки [2].

Расчет нагрузки механизмов подъема груза мостового крана грузоподъемностью Q = 5 т для перегрузки массовых грузов. Скорость подъема груза гг = 0,2 м /с. Высота подъема Н = 6 м. Режим работы - средний, ПВ = 25 % (группа 4 режима работы по табл. 1).

Принимаем механизм подъема со сдвоенным двукратным полиспастом (рис. 1.).

Усилие в канате, набегающем на барабан:

И=0-,

™пЛа

где Q - номинальная грузоподъемность крана, кг; z - число полиспастов в системе; иг - кратность полиспаста; Ло - общий КПД полиспаста и обводных блоков: г/о = ЛпЛоб; (Лп - КПД полиспаста, Лоб - КПД обводных блоков).

Таблица 1

Режимы работы подъемного крана [3]

Режим работы Высота подъема, м

Низкий До 5

Средний От 5 до 9

Выше среднего От 9 до 15

Высокий От 15 до 21

Таблица 2

Зависимость коэффициента запаса прочности полиспаста от их кратности [4]

Кратность полиспаста (и) Коэффициент запаса прочности

1 1,25

2 5,5

4 11

6 18

Коэффициент полезного действия полиспаста, предназначенного для выигрыша в силе (концевая ветвь сбегает с подвижного блока):

л = .

ип 1 -Лбл

Поскольку обводные блоки отсутствуют, где Лбл = 0,98 , то

1 1 - 0,982 „ 5000 • 9,81

Ло = =-= 0,99, Fб =-= 12386 Н;

2 1 - 0,98 2 • 2 • 0,99

Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат: F = Fkk; где Fk - наибольшее натяжение в канате (без учета динамических нагрузок), Fк = Fб = 12386 Н; к - коэффициент запаса прочности. к =5,5 из таблицы 2.

F = 12386 • 5,5 = 68123 Н

Инструмент для расчета разрывного усилия полиспас-тов (рис. 1) различной кратности, как отдельно, так и с учетом запаса прочности. А при известном разрывном усилии будет возможно провести статические и динамические испытания.

Работа инструмента по расчету нагрузок на полиспаст осуществляется по следующему алгоритму. Сначала выбираются характеристики грузоподъемного механизма, а именно «тип», «тип привода» и «тип крепления захвата». После этого следует ввести входные характеристики грузоподъемного устройства и нажать кнопку «Рассчитать». Далее произойдет подсчет необходимых показателей и коэффициентов, и затем будут выданы выходные данные.

Выходные данные включают в себя следующие параметры: разрывное усилие на канат (Н); наименование ГОСТа для расчета разрыв-

ного усилия для грузоподъемного устройства с выбранными характеристиками; величина разрывного усилия на канат с учетом

Расчет нагрузок на полиспаст

Выберите тип грузоподъемного устройстве:

м

Экранная форма инструмента «Расчет нагрузок на полиспаст»

запаса прочности и в экстремальных условиях, а также маркировка применяемого каната для выбранного типа полиспаста.

-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Найдин И.Н., Найдина К.В. Руководство к практическим занятиям по геодезии и маркшейдерскому делу: Учеб. Пособие для техникумов. - М.: Недра, 1981. - 152 с.

2. Методичка по лабораторной работе «Расчет предельных нагрузок грузоподъемных машин и их механизмов» - М.: МГГУ, 2003г., 25 с.

3. Краны грузоподъемные. Режимы работы. ГОСТ 25546-82 М.: Изд-во стандартов, 1992.- 10 с.

4. Краны грузоподъемные. Классификация механизмов по режимам работы. ГОСТ 25835-83 М.: Изд-во стандартов, 1985.- 9 с.

5. Платонов П.Н., Куценко К.И. Подъемно-транспортные и подъемноразгрузочные устройства. М., 1972.

6. АлександровМ.П. Подъемно-транспортные машины. М., 1985. иігд=і

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------------------------------

Кубрин Сергей Сергеевич - профессор, доктор технических наук,

Журавлев Евгений Игоревич - магистрант,

Московский государственный горный университет,

Moscow State Mining University, Russia, [email protected]