Расчет лебедки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Подбор каната

1.1 Определение к.п.д. полиспаста

1.2 Определение натяжения ветви каната, навиваемой на барабан

1.3 Подбор стального каната

1.3.1 Определение допускаемого разрывного усилия в канате

1.3.2 Выбор каната

2. Определение основных размеров барабана

3. Выбор электродвигателя

3.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

3.1.1 Определение скорости каната

3.1.2 Определение к.п.д. лебедки

3.1.3 Выбор электродвигателя

4. Выбор редуктора

5. Выбор тормоза

6. Выбор соединительной муфты

7. Проверка работоспособности тормоза

II. Ответы на вопросы

Список использованных источников

Введение

При выполнении строительно-монтажных работ широко используются различные средства механизации. Так, для перемещения по вертикали деталей, элементов зданий и сооружений, строительных материалов широко используются разнообразные типы грузо-подъёмных машин: домкраты, лебедки ручные или с электроприводом, тали, кран-балки, краны стационарные и передвижные с возможностью перемещения по рельсам, на гусеничном или автомобильном ходу.

Исходные данные

По варианту 14 задания на курсовую работу необходимо рассчитать и выбрать основ-ные параметры и узлы стационарной реверсивной электрической лебедки, общий вид которой приведен на рис.1, схема подвески груза - на рис.2. Масса поднимаемого груза Q = 7500 кг, высота подъема груза Н=10 м, скорость подъёма груза V_г = 0,25м/с, режим работы механизма - легкий, схема подвески груза приведена на рис. 1.

Рис. 1 Общий вид стационарной реверсивной электрической лебедки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2Схема подвески груза

1. Подбор стального каната

1.1 Определение к.п.д. полиспаста

При кратности полиспаста не более 4 его к.п.д., с достаточной степенью точности, определяется по формуле:

з_пол = з_блⁿ, (1)

где n - число всех блоков, n=3 (см. Рис.3);

з_бл - к.п.д. одного блока: на подшипниках скольжения з_бл = 0,96, а на подшипниках качения з_бл =0,98;

Для заданной схемы подвески груза n = 3 и, следовательно, з_пол = 0,98³ = 0,94.

1.2 Определение натяжения ветви каната, навиваемой на барабан

Натяжение каната определяем по формуле:

где q - масса грузозахватных приспособлений, принимается, согласно схем запасовки полиспаста (а, б, в), равным 0,025, 0,05 и 0,075 от массы поднимаемого груза;

а - кратность полиспаста, определяется отношением числа ветвей каната, на которых подвешен груз к ветвям, что навиваются на барабан лебедки, для заданной схемы а = 3.

После подстановки получаем

26714,27 Н.

1.3 Подбор стального каната

Для механизма подъема башенных кранов и строительных лебедок применяются, как правило, стальные канаты крестообразной свивки. В тех случаях, когда перемещаемый груз движется в направляющих (подъемники, лифты), применяются канаты параллельной свивки, как наиболее долговечные. Чтобы исключить раскручивание каната выбираем ка-нат крестообразной свивки.

1.3.1 Определение допускаемого разрывного усилия в канате

Допускаемое разрывное усилие в канате S_p, определяем по формуле:

S_p = R·S_k,

где R - коэффициент запаса прочности каната (принимается для легкого режима работы равным 5, для среднего - 5,5 и тяжелого - 6), принимаем R=5;

S_k - натяжение ветви каната, навиваемой на барабан, S_k = 26714 Н.

Подставив численные значения R и S_k, получим допускаемое разрывное усилие в канате:

S_p = 5 · 26714 = 133570 H.

По табл.2 [3], согласно ДСТУ 2688-80 и маркировочной группе с расчетным преде-лом прочности при растяжении проволоки у = 1960 МПа, выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (6 прядей по 19 проволок в пряди) с одним органическим сердечником диаметром d_к = 15 мм и фактическим разрывным усилием S_p = 137000 H.

Для правильно подобранного каната фактический коэффициент запаса прочности R_ф не должен быть меньше заданного:

В нашем случае

R_ф =

что допустимо, поскольку 5,13 > 5.

2. Определение основных размеров барабана

Конструктивный диаметр блоков и барабана строительных лебедок и лебедок, что применяются в механизмах подъема груза стреловидных кранов, с целью обеспечения достаточной долговечности работы канатов по правилам Госгортехнадзора выбирается из условий:

- для барабана лебёдки

D_б ? е·d_к

где е - коэффициент, зависящий от режима работы лебедки, принимаемый равным при легком режиме работы - 16, среднем - 18, тяжелом - 20; е =16.

Для нашего случая D_б =16·15,0 = 240 мм.

По табл.3 [3] конструктивно принимаем D_б = 290 мм, в соответствии с ГОСТ 6636-69 со стандартными значениями нормального ряда линейных размеров.

Канатоёмкость барабана l_б зависит от длины навиваемого каната L_к, числа слоев на-вивки каната m, диаметра барабана D_б и диаметра каната d_к.
Выбираем конструкцию с гладким барабаном и многослойной навивкой каната. Число слоев навивки каната m не должно превышать 4.
На первом этапе расчета определим рабочую длину барабана при условии, что канат навивается на барабан в два слоя, (m = 2), по формуле

Тут L_к - длина каната, навиваемого на барабан, равная

L_к = а·Н + l_д.в,

где l_д.в- длина дополнительных витков каната, для размещения мест закрепления каната на барабане лебедки, принимаем l_д.в= 2рD_б.

Тогда L_к = а·Н + 2·р·D_б = 3 · 10 + 2·3,14·0,29 = 31,8 м ? 32 м

Подставив значения L_к в формулу для определения l_б получим

Отношение рабочей длины барабана к его диаметру должно быть в пределах

.

Для нашого случая , что находится в допустимых пределах.

Рис. 3 Кинематическая схема электрореверсивной лебедки

Толщина стенки обечайки барабана определяется по эмпирической формуле [3]:

д_ст = 0,02·D_б + (6 … 10) мм.

В нашем случае д_ст = 0,02 · 290 + 10 = 15,8 мм

Толщина реборды барабана конструктивно принимается равной d_к, но не более чем толщина стенки обечайки, д_р =15,8мм d_к = 15,8мм.

Барабаны, на которые канат навивают в несколько слоев, имеют реборды, которые, чтобы избежать сползания витков каната, должны выступать над последним слоем не менее чем на величину h_р = (2...2,5) d_к.
Высоту реборды принимаем равной

h_р = 2,0·d_к = 2,0 · 15,8 = 31,6 мм

Диаметр барабана по кругу вершин реборд определяем по формуле:

D_б.р = D_б + 2·m·d_к + 2·h_р,

откуда,

D_б.р = 290 + 2·2·15,8 + 2·31,6 = 416 мм.

Полная длина барабана (габаритная) определяется по формуле:

L_б = l_б + 2·д_р,

Откуда

L_б = 239 + 2·15,8 = 271 мм.

3. Выбор электродвигателя

Необходимую мощность электродвигателя определяем по формуле:

Вт,

где S_к - тяговое усилие на барабане, S_к = 26714 Н;

V_к - скорость навивки каната на барабан, м/сек;

з_леб - к.п.д. механизма лебедки.

Определяем величину скорости V_к по формуле:

V_к = а·V_г,

где а - кратность полиспаста, а =3;

V_г - скорость подъема груза, V_г = 0,25 м/с.

С учетом этих значений, получим

V_к = 3 · 0,25 = 0,75м/с.

К.п.д. механизма лебедки определяем следующим образом:

з_леб = з_мкх = з_б · з_ред = 0,96 · 0,94 = 0,9,

где з_б - к.п.д. барабана, равен 0,96, з_б = 0,98·0,98 = 0,96;

з_ред - к.п.д. редуктора, равный 0,94.

Подставив известные значения в формулу расчета мощности электродвигателя, получим

= 22261,6 Вт = 22 кВт

По каталогам электродвигателей или по табл.4 [3], подбираем необходимый электро-двигатель. Перегрузки электродвигателя допускается в пределах 5 %. Для легкого режима работы выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель 4А2008УЗ -22х750 мощностью N_дв = 22 кВт и с синхронной скоростью вращения 750 об/мин, с учетом скольжения фактическая скорость равна щ = 730 об/мин. Радиус корпуса электродви-гателя Вз = 225 мм. Габаритна длина электродвигателя L_дв = 800 мм.

4А2008УЗ 22х750- электродвигатель серии 4, асинхронный защищенного исполнения, станина и щиты из чугуна, с высотой оси вращения 200 мм, с установочным размером М по длине корпуса, двухполюсный, для районов умеренного климата, третьей категории размещения.

4. Выбор редуктора

Определяем частоту вращения барабана по среднему диаметру навивки каната:

об/мин,

где D_ср - средний диаметр навивки каната (см. рис. 3).

D_ср = D_б + 2 d_к = 290 + 2 · 15,0 = 320 мм = 0,32 м

Тогда

44,79 ? 45 об/мин.

Определяем требуемое передаточное число редуктора по формуле:

По табл. 6 и 7 [3] выбираем редуктор по передаточному числу, синхронной частоте вращения элеутродвигателя, режиму работы, мощности и межосевому расстоянию входного и выходного вала, момента на выходном валу.

В табл. 6 [3] значение мощности, подводимой к редуктору, соответствуют легкому режиму работы (ПВ - 25%). Для получения значений мощности при легком режиме рабо-ты табличные величины следует увеличить, а при тяжелом - уменьшить на 15... 18 %. Вариантом задания на курсовую работу определен легкий режим работы лебедки, следо-вательно табличные значения увеличиваем на 15…18%.

Выбираем редуктор типа Ц2- 300, схема которого приведена на рис. 4, с передаточ-ным числом: м_ред = 16,3 максимальной мощностью, которая может быть передана редуктором при 750 об/мин синхронных оборотах вала двигателя, - 21,6 кВт.

При легком режиме работы: 21,6*1,15=24,84 кВт

По табл.7 [3] находим все другие размеры редуктора:

Габаритные размеры редуктора: L = 620 мм, В = 300 мм, Н = 362 мм, межосевое расстояние: А = А_Б + А_Т, А_Б - межосевое расстояние быстроходной ступени, А_Б = 125 мм, А_Т - межосевое расстояние тихоходной ступени, А_Т = 175 мм. Тогда межосевое расстояние (Рис. 4)

А = 125 + 175 = 300 мм.

Проверка возможности размещения электродвигателя и барабана лебедки с одной стороны редуктора (11 схема редуктора). Проверим выполнение следующего условия:

,

где В₃ - радиус корпуса электродвигателя;

S - промежуток между ребордой барабана и корпусом электродвигателя обычно принимают S = 40 - 50 мм.

Если

то возможны три варианта изменения компоновки механизма лебедки: а) выбрать другой редуктор с большими значениями АБ и АО; б) разместить двигатель и барабан по разные стороны от редуктора; в) ввести отдельную открытую зубчатую передачу (если по условию расположения механизмов лебедки невозможно разместить двигатель и барабан по разные стороны от редуктора).

В нашем случае ,

460 > 300,

что недопустимо, следовательно электродвигатель и барабан необходимо разместить по разные стороны редуктора.

Определим действительную скорость подъема груза. Поскольку фактическая частота

Рис. 4 Схема двухступенчатого редуктора

вращения барабана равна

об/мин

то фактическая линейная скорость каната, навиваемого на барабан, будет равна

V_к.ф = р·D_ср·n_б.ф = 3,14 · 0,32 · 46= 46,22 м/мин. = 0,77 м/с.

Следовательно, действительная скорость подъема груза равна

м/с

Отклонение действительной скорости подъема груза от заданной составляет

ДV =

что не превышаетя допустимых .

5. Выбор тормоза

В электрореверсивных лебедках устанавливаются нормальнозамкнутые колодочные тормоза. Тормоз устанавливается соосно с валом электродвигателя на быстроходном валу, как передающем наименьший вращающий момент. В качестве шкива тормоза использует-ся упругая муфта, соединяющей вал электродвигателя с валом редуктора. При этом внеш-няя поверхность одной из ее частей (полумуфта) является тормозным шкивом (рис.5).

Тип тормоза и его основные параметры подбираются в зависимости от величины тормоз-ного момента. По этому же моменту подбирается тип муфты и ее размеры.

Тормозной момент определяем по формуле:

М_т^т = М_дв^т · в, Н·м,

где М_дв^т - момент подлежащий торможению (приведен к валу, на котором установлен тормоз), Н·м;

в - коэффициент запаса торможения, принимается равным для легкого, среднего и тяжелого режимов работы 1,15, 1,75, 2,0, соответственно.

Момент, подлежащий торможению М_дв^т, определяется из следующего выражения:

Подставив численные значения, получим

Следовательно

И

По табл.9 [3] по величине тормозного момента М_т^т = 310,9 Н·м подбираем двухко-лодочный тормоз типа ТКТГ-200 с электрогидравлическим толкателем типа Т-45, пара-метры которых приведены ниже, а общий вид на рис.5.

Параметры колодочного тормоз типа ТКТГ-200:

Тормозной момент М_Т^Т = 273,7 Н·м,

Диаметр тормозного шкива D_T = 200 мм,

Габаритная длина тормоза А = 623 мм,

Габаритная высота тормоза Н = 359 мм,

Размеры плеч рычагов: Н₁ = 170 мм, Н₂ = 195 мм, G = 265 мм, q = 50 мм, F₁ = 295 мм.

Масса тормоза GТ = 41 кг,

Тип гидротолкателя Т-45 с номинальным толкающим усилием 450 Н.

В колодочному тормозе типа ТКТГ-200 с электрогидравлическим толкателем Т-45 (рис.5) замыкание колодок осуществляется усилиям двух сжатых пружин 12, расположенных вертикально между тягами 4 и 11. Штоки 3 толкателя 1 соединены с тормозной системой с помощью фигурного рычага 5.

При пуске лебедки электрический ток приводит в движение не только электродвигатель механизма подъема, но и параллельно включенный в цепь злектродвигатель 2 гидро-толкателя 1. Вал электродвигателя 2 приводит во вращение крыльчатку, которая, выпол-няя роль насосного колеса, создает избыточное давление масла под поршнем гидротолкателя, перемещая поршень вверх. Вместе с поршнем перемещаются вверх два штока 3, которые вращают рычаг 5. Вместе с рычагом 5 вверх перемещается тяга 11, сжимая замыкающие пружины 12. Верхняя часть рычага 5 отклоняется влево и тягой 7 отводит стойку 8 с колодкой от тормозного шкива. Когда регулировочный винт 9 упрется в подставку, перемещение стойки 8 прекратится, рычаг 5 начнет вращаться вокруг верхнего шарнира и отводит стойку 6 с колодкою от тормозного шкива. Первичная величина промежутка между колодкой и шкивом устанавливается в пределах 1-1,5 мм. Регулировка промежутка осуществляется изменением длины тяги 7.

Рис. 5 Схема двухколодочного тормоза с электрогидравлическим толкателем: 1- гид-ротолкатель; 2 - электродвигатель гидротолкателя; 3 - вертикальный шток; 4 - тяга, замы-кающая пружину 12 сверху; 5 - фигурный рычаг; 6 - стойка с тормозной колодкой;7-тяга; 8 - стойка с тормозной колодкой; 9 - регулировочный винт; 10 - шкив тормоза; 11 - тяга, замыкающая пружину 12 снизу; 12 - пружина

При выключении электродвигателя лебедки электродвигатель гидротолкателя вык-лючается, пружина 12 разжимается, вращая все рычаги в обратной последовательности, и колодки прижимаются к тормозному шкиву.

6. Выбор муфты

В электрореверсивних лебедках соединения вала электродвигателя с валом редуктора осуществляется упругой муфтой, одна из полумуфт которой выполняет роль тормозного шкива. Чаще применяют муфты типа МУВП (муфта упругая втулочно-пальцевая), рис.6.

Рис. 6 Схема муфты типа МУВП

При выборе типа муфты необходимо удовлетворить следующие условия:

1. Диаметр шкива муфты должен быть равен диаметру шкива тормоза;

2. Номинальный момент, передаваемый муфтой должен равняться или быть больше тормозного момента М_Т^Т, что создается тормозом.

По табл.10 [3] для вращающего момента М_Т^Т = 273,7 Н·м и диаметра шкива тормоза D_т = 200 мм выбираем упругую типа МУВП-4 с параметрами:

Номинальный момент, передаваемый муфтой Мм = 230 Н·м;

Диаметр шкива муфты Dт = 200 мм;

Ширина тормозного шкива Вт = 80 мм;

Диаметр по центрам пальцев D₁ = 100 мм;

Диаметр отверстий под вал d _наим = 24 мм;

d_наиб. = 38мм;

Габаритная длина муфты L = 145 мм;

Масса муфты G_м = 10 кг

Полученные размеры наносятся на схему муфты.

7. Проверка работоспособности тормоза

Работа тормоза будет долговечной, если удельное давление фрикционных накладок будет меньше допустимого.

Нормальное давление колодки на шкив равно:

,

где µ- коэффициент трения колодки о шкив, µ= 0,35 [4].

Площадь фрикционной накладки

где вo - угол охвата шкива колодкой, вo = 70^о.

Удельное давление, передаваемое колодкой на шкив, равно:

что значительно меньше допускаемого давления (для вальцованной ленты обычно прини-мают равным [q] = 0,6 - 0,7 МПа).

Итак, фрикционные накладки тормоза при номинальном давлении колодки на шкив обеспечивают заданную долговечность.

ІІ. Ответы на вопросы

канат электродвигатель мощность тормоз

Расскажите о механизмах поворота кранов

Рассмотрим принцип действия механизма поворота на примере башенного крана КБ - 160.2 Механизм поворота башенного крана КБ - 160.2 предназначен для вращения поворотной части крана совместно с башней и стрелой крана. Устройство поворотной части крана состоит из следующих механизмов: а) цилиндрический редуктор - передаточное число И-121 У 3515.42С; б) электродвигатель - тип MTF - 112-6 N = 5 кВм; в) опорно-поворотное устройство [ОПУ] в виде однорядного роликового круга диаметром 2240 мм; г) тормозное устройство. Поворот башни крана со стрелой осуществляется за счет электродвигателя, редуктора, опорно-поворотного устройства и тормозного устройства. Редуктор механизма поворота с вертикально расположенным электродвигателем, на верхнем конце которого располагается тормоз. Механизм поворота, закрепленный на поворотной платформе, позволяет осуществлять поворот крана за счет вращения выходной шестерни, находящейся в зацеплении с венцом поворотного устройства, закрепленным на ходовой раме. Крепление механизма поворота на поворотной платформе осуществляется в протоке нижнего листа платформы с помощью двух крепежных болтов с регламентированным зазором в соединении 2…3 мм. Такое соединение не требует выверки соосности при установке, что упрощает монтаж механизма. Тормоз, расположенный на выходном верхнем конце электродвигателя с вертикальной осью вращения, выполнен двухколодочным специальной конструкции. Механизм поворота (рис.1) состоит из: вертикального трехступенчатого редуктора 1, выходной вал которого заканчивается шестерней, фланцевого электродвигателя 2, со шкивом 3, охватываемым колодками специального тормоза 4 и кожуха 5.

Размещено на Allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Продольный разрез механизма поворота

Кинематическая схема механизма показана на рис.2.

Редуктор состоит из корпуса, имеющего в нижней части лапы с 4-мя отверстиями, диаметром 40 мм для крепления механизма к поворотной платформе. Нижний конец вала электродвигателя соединен через зубчатую муфту с вал-шестерней Z1, закрепляющейся с зубчатым колесом в свою очередь Z2. В свою очередь зубчатое колесо Z2 через вал-шестерню Z3 соединяется с зубчатым колесом второй ступени Z4. Через вал-шестерню Z5 соединяется зубчатое колесо Z6 и шлицевой вал третьей ступени, на который насаживается выходное колесо.

Выходной вал установлен на двух конических подшипниках, все остальные опоры вала выполнены на шарикоподшипниках. В крышке редуктора имеется отверстие для заливки масла, закрываемое пробкой отдушиной со щупом. В нижней части корпуса имеется отверстие с пробкой для слива масла. Тормоз механизма закреплен на лапах электродвигателя посредством рейки. Торможение механизма поворота осуществляется специальным тормозом с горизонтально-расположенными и раздельно действующими колодками на тормозную муфту (рис.3). Колодки, рычаги, пружины, регулирующие штифты, пальцы и электромагниты типа МО 100-Б смонтированы на кронштейне 7, привернутом к лапам электродвигателя. Тормозной шкив и тормозное устройство закрываются съемным кожухом 5 (см. рис.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 Кинематическая схема

Рисунок 3 Механизм поворота. Разрез по тормозу

Для разворота поворотной платформы вручную, как при транспортировке крана в составе автопоезда, так и при возникновении случайной необходимости во время эксплуатации крана, предусмотрена съемная безопасная «рукоятка механизма поворота», которая надвигается на ступицу тормозного шкива механизма поворота. Безопасная рукоятка (рис.4) состоит из рукоятки роликовой муфты свободного хода и стопорного рычага. Ступица 1 смонтирована на подшипнике 2, в разъемном корпусе 3. Вращение ступицы 1 рукояткой 4 производится через двухстороннюю роликовую обгонную муфту. Муфта состоит из наружной обоймы 5, внутренней обойму 6, связанной со ступицей болтами 7. Четыре ролика 8 уложенные на кольцо 9 между наружной и внутренней обоймами подпружены гильзами 10. Корпус 3 удерживается от вращения стопорным рычагом 11, палец которого входит в одно из отверстий рамы тормоза 13. При вращении рукоятки 4 ее вилка, нажимая на ролики 8, растормаживает обгонную муфту и передает движение внутренней обойме 6 и связанной с ней ступице 1. При обратном движении ролики 8 муфты заклиниваются, и крутящийся момент со стороны механизма поворота замыкается стопором 11 на раму тормоза. Такая конструкция безопасной рукоятки обеспечивает поворот ходовой части крана при транспортировке и исключает самопроизвольное вращение рукоятки на уклонах и неровностях пути. Оттягивание колодок тормоза на период работы безопасной рукояткой производится путем подклинивания хвостовой части рычагов тормоза специально встроенными в них поворотными распорками 23 (см. рис.3). По окончании работ, связанных с ручным разворотом поворотной платформы, установленные в рабочее положение для расклиновки, поворотные распорки 23 рычагов тормоза, должны быть немедленно выведены в нейтральное, т.е. нерабочее положение и колодки тормоза наложены на тормозной шкив.

Для восприятия нагрузок опрокидывающих моментов от поворотной части крана, поднимаемого груза, ветровых нагрузок, массы противовеса и передачи этих нагрузок на неповоротную часть крана - ходовую раму на кранах устанавливается опорно-поворотное устройство [ОПУ] в виде однорядного роликового круга диаметром 2240 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 Безопасная рукоятка

На кране КБ - 160.2 установлены шариковые двухрядные круги диаметром 2240 мм, при этом венец жестко крепится к ходовой раме, а верхняя и нижняя полуобоймы - к поворотной платформе. Оси вращения смежных роликов расположены под углом 900. благодаря этому четные ролики воспринимают нагрузку, направленную от верхней полуобоймы к венцу, а нечетные ролики от нижней полуобоймы к венцу.

С целью снижения ветровых нагрузок на кран в нерабочем состоянии предусмотрено устройство для растормаживания механизма поворота при уходе машиниста с крана, благодаря чему кран может поворачиваться по ветру. Механизм оборудован двухступенчатым тормозом с раздельно управляемыми колодками. Двухступенчатая конструкция тормоза позволяет повысить плавность работы механизма. Первая ступень торможения (одна колодка накладывается на шкив) осуществляется при работающем электродвигателе и служит для предварительного притормаживания механизма; вторая ступень (вторая колодка накладывается на шкив) выполняется при остановке двигателя. Совместная работа обеих колодок позволяет удерживать кран в заданном положении.

Наведите принципиальные схемы вибропогружателей и опишите принципы их работы. Дайте их сравнительную оценку

Вибропогружатели делятся на три группы: простые вибропогружатели с жестким соединением узлов; вибропогружатели с подрессоренным дополнительным грузом; вибромолоты. Вибропогружатели первых двух групп можно применять при погружении шпунта, свай и оболочек в легкие грунты, преимущественно в во-донасыщенные пески и суглинки. Вибромолоты могут погружать шпунты, сваи и оболочки в любые грунты. Вибропогружатели и вибромолоты предназначены также для извлечения стального шпунта.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 Вибропогружатель с жестким соединением узлов 1 -- наголовник; 3 ~ вибратор; 3 -- дебалан-сы; 4 -- валы вибратора; 5 -- корпус вибратора; 6 -- электродвигатель; 7 -- клиноременная передача

Принцип работы вибропогружателей первых двух групп основан на передаче направленных продольных колебаний от вибратора к свае, которая, в свою очередь, передает эти колебания на несвязный или малосвязный грунт, окружающий сваю. В связи с этим резко уменьшаются трение грунта, а также силы сцепления грунта с поверхностью погружаемой сваи, т. е. возникают условия более легкого погружения сваи под действием ее собственного веса и веса вибропогружателя. В данном случае погружающая способность сваи будет пропорциональна частоте колебаний, а также весу сваи и вибропогружателя. Число колебаний вибропогружателей колеблется в пределах 300-- 2500 в минуту.

В зависимости от частоты колебаний вибропогружатели делятся на низкочастотные и высокочастотные. Основными элементами любого вибропогружателя являются электродвигатель, вибратор и наголовник.

На рис. 1 показана схема простого вибропогружателя с жестким соединением узлов, основными из которых являются электродвигатель 6, жестко закрепленный на верхней стенке корпуса вибратора, вибратор направленного действия, механизм которого состоит из двух или четырех валов с насаженными на них неуравновешенными массами -- дебалансами, вращающимися с одинаковой скоростью в разные стороны. Валы дебалансов имеют между собой зубчатое соединение, расположенное внутри сварного корпуса вибратора. На корпусе вибратора имеются Четыре направляющих ролика, которые используются, когда вибропогружатель навешивается на направляющую стрелу крана. Наголовник предназначен для крепления вибратора на шпунте, свае. Поэтому конструкция его зависит от погружаемого элемента. Передача вращения от вала электродвигателя первичному валу вибратора клиноременная, цепная или зубчатая. Вибратор включается и выключается с пульта управления, близко расположенного к месту работы вибратора. Недостатком этого вибратора является трудность изменения й увязки основных параметров -- амплитуды колебаний и веса вибратора, влияющих на скорость и глубину погружения сваи, а именно: при увеличении амплитуды колебаний необходимо уменьшать вес вибратора, и наоборот. Это невыгодно. Следует также отметить тяжелые условия (вибрация), в которых работает электродвигатель. Подрессоренный вибропогружатель показан на рис. 2. У данных вибропогружателей электродвигатель опирается не на верхнюю сторону корпуса вибратора, а на специальную сменную плиту, являющуюся дополнительным подрессоренным грузом. Плита. связана с корпусом вибратора не жестко, а через четыре--восемь спиральных пружин. Вибропогружатель имеет следующие основные части: наголовник, пружинный амортизатор, пригрузочную плиту (дополнительный подрессоренный груз), электродвигатель и подвесную скобу, с помощью которой вибропогружатель зацепляется крюком крана.

Рис. 2 Подрессоренный вибропогружатель: 1 -- наголовник; 2 -- вибратор; 9 -- пружинный амортизатор; 4 -- пригрузочная плита (дополнительный подрессоренный груз); 5 -- электродвигатель; 6 -- подвесная сноба

В связи с периодичностью изменения расстояния между центром вала двигателя и центром первичного вала вибратора предусмотрено устройство привода, учитывающее эту особенность. В остальном же конструкция данного вибропогружателя мало чем отличается от вибропогружателя с жестким закреплением узлов. Во время работы вибропогружателей с подрессоренным электродвигателем и дополнительным грузом колебания от нижней части вибропогружателя, т. е. от вибратора через наголовник, передаются свае; пригрузочная плита и электродвигатель, т. е. верхняя часть вибропогружателя, почти не колеблются, но, действуя своим весом на вертикальную ось сваи, способствуют ее погружению в грунт.

Таблица 1

Техническая характеристика вибропогружателей

В данных вибропогружателях пригрузочной плиты меняется в зависимости с/т массы погружаемой сваи и характера грунта. В этих вибропогружателях вибраторы выполнены так, что имеется возможность изменять режим вибрации. Для этого эксцентрик вибратора выполнен из двух частей, неподвижной и подвижной, т. е. имеется возможность перемещать подвижную часть эксцентрика и тем самым регулировать (изменять) кинетический момент, а следовательно, изменять возмущающую силу и амплитуду вибрации погружаемой сваи, что невозможно в вибромолотах. Промышленностью выпускаются два типа вибропогружателей: высокочастотный В-401 и низкочастотный СП-42. Их техническая характеристика приведена в табл. 1.

Погружающая способность вибраторов основана на вибрации и на ударном воздействии на погружаемый элемент, т. е. в последнем случае сочетается принцип работы вибропогружателей и молотов ударного действия. Поэтому вибромолоты могут погружать сваи, шпунт и сваи-оболочки в несвязные и связные грунты, причем их погружающая способность при одинаковых параметрах выше, чем у вибропогружателей и других снарядов ударного действия. Вибромолот (рис. 3) представляет собой вибратор направленного действия. Дебалансы вибратора жестко закреплены-на: параллельных валах двух электродвигателей, встроенных в ударную часть. Ударная часть вибромолота соединена пружинами с наголовником (или плитой). В нижней части корпуса вибратора расположен боек, Боек имеется также у наголовника. Бойки обращены друг к другу.

Рис. 3 Схема вибр омолота 1 -- наголовник (плита); 2 -- боек наголовника; 3 -- боек корпуса вибратора; 4 -- ударная часть вибромолота; 5 -- дебалансы; 6 -- электродвигатели; 7 -- вал электродвигателя; 8 -- пружинный амортизатор

При вращении валов электродвигателей насаженные на них дебалансы также вращаются, причем в разные стороны. За счет этого вращения возникает периодически возмущающая сила, направленная перпендикулярно осям электродвигателей. Эта сила и возбуждает вертикальные колебания ударной части, т.е. не только передает вибрацию погружаемому элементу, но за счет ударов, наносимых бойком 3 корпуса вибратора по бойку 2 наголовника, воздействует на сваю, увеличивая интенсивность ее погружения.

Режим работы вибромолота зависит не только от грунта, в который погружается свая, но и от жесткости подвески и первоначального зазора между бойками. То и другое можно регулировать, ослабляя или сжимая пружины регулировочными болтами. Промышленность выпускает вибромолот С-467М для забивки свай длиной до 20 м и металлического шпунта длиной до 13 м, а также виброударный шпунтовыдергиватель В1-592 для извлечения из грунта металлических свай и шпунта длиной до 15 м. Тип виброударной машины выбирают в зависимости от массы погружаемого (или извлекаемого) элемента. По массе М погружаемого элемента определяют массу ударной части: соотношение между ними должно быть от 1/1,5 до 1/2; большее значение принимают при забивке или извлечении одиночных свай, а меньшее -- при забивке или извлечении шпунтовой стенки. Поскольку массе ударной части виброударной машины соответствует определенная мощность электродвигателя, по величине последней определяют необходимую мощность источника питания, которая должна быть больше мощности электродвигателей в 1,6--1,8 раза при одновременном пуске двух электродвигателей и в 1,1--1,3 раза при их раздельном пуске. По массе виброударной части машины и длине погружаемого элемента выбирают копер (копровую установку). Для погружения свай кроме дизельных молотов и вибропогружающих снарядов, используют также методы завинчивания, вдавливания, бурения. Погружение методом завинчивания трубчатых металлических или железобетонных свай, не имеющих лопасти или имеющих в нижней части сваи винтовую лопасть, диаметр которой, как правило, в 3 раза больше диаметра самой сваи, производится специальным механизмом--кабестаном с механическим приводом. Кабестаны позволяют завинчивать как вертикальные, так и наклонные сваи. В последнее время стали выпускать установки с кабестановым оборудованием на самоходном шасси.

Список использованных источников

1. http://bukvar.su/bezopasnost-zhiznedejatelnosti/6214-Tehnika-bezopasnosti-pri-ekspluatacii-dorozhno-sroitel-nyh-mashin.html.

2. http://stroy-technics.ru/article/bazovye-avtomobili-i-tyagachi.

3. http://stroy-technics.ru/article/rabochee-oborudovanie-avtogidropodemnikov.

4. Методичні вказівки з дисципліни «Будівельна техніка» і завдання до курсової роботи (розрахунково-графічних та контрольних робіт), ОДАБА, Одеса, 2011. 28 с.

5. Интернет-рессурс: www.elektrodvigateli-4a-4am.

Размещено на Allbest.ru

...