ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПЕРЕГРУЗОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Характеристики ПТМ

ПТМ обладают рядом характеристик, которые описывают их различные свойства или качества, т.н. показателей качества. Показатель качества - это количественная характеристика одного или нескольких свойств, входящих в качество ПТМ, рассматриваемая применительно к определённым условиям её создания и эксплуатации [4]. Показатели можно классифицировать по различным признакам. По количеству характеризуемых свойств их можно разделить на единичные, комплексные (обобщающие) и (или) интегральные. Единичные показатели характеризуют одно свойство ПТМ, составляющее ее качество применительно к определенным условиям создания и эксплуатации. Примером единичного показателя является грузоподъемность ГПМ. Комплексные показатели являются величиной, объединяющей количественные оценки нескольких свойств ПТМ с учетом их коэффициентов весомости. Интегральные показатели отражают соотношение полезного эффекта от эксплуатации и затрат на приобретение и эксплуатацию ПТМ. Показатели качества могут быть выражены в абсолютных и относительных величинах. Абсолютные показатели качества выражают абсолютные значения свойств ПТМ в натуральном или стоимостном измерении (материалоемкость, трудоемкость, производительность и т.п.). Относительные показатели качества бывают двух видов:

– удельные, определяемые в виде отношения между абсолютными показателями ПТМ (например, удельная масса);

– в виде отношения абсолютных или удельных показателей проектируемой и существующей ПТМ, принятой за базовую. Наиболее широкое применение находят показатели, сгруппированные по характерным свойствам.

В зависимости от характеризуемых свойств основные параметры грузоподъемных машин разделены на несколько групп [6, 17, 18, 19, 20, 24]. Это следующие группы.

- Показатели назначения

К ним относятся классификационные показатели: грузоподъемность (номинальная грузоподъемность - масса номинального груза, подвешенного при помощи несъемных грузозахватных приспособлений, сумма значений массы груза и съемных грузозахватных приспособлений); пролет или вылет максимальный и минимальный (вылет консоли); высота подъема (глубина опускания, диапазон подъема), представлены на схемах (Рис. 2); колея; база; режим работы.

 

Рис. 2 Геометрические характеристики ПТМ.

 

Также к ним относятся показатели производительности: производительность, скорости механизмов и время выполнения рабочих движений. Производительность ПТМ – это количество груза, перемещаемого в единицу времени.

Показатели массы и опорных нагрузок

К ним относятся конструктивная масса (масса ПТМ без балласта и противовеса в незаправленном состоянии; характеризует материалоемкость, транспортабельность), общая масса (полная масса ПТМ в заправленном состоянии с балластом и противовесом), нагрузка на колесо при работе (характеризует воздействие на опорные конструкции), удельная масса ПТМ (отношение общей массы к грузоподъемности или производительности) и т.п.

Показатели надежности

К ним относятся показатели безотказности: средняя наработка на отказ  (среднее количество машиночасов или циклов работы ПТМ до наступления отказа), вероятность безотказной работы (вероятность того, что отказ не наступит за заданное время) и пр.; показатели долговечности: ресурс до капитального ремонта (установленное количество машиночасов или циклов работы ПТМ до капитального ремонта), срок службы (календарное время работы ПТМ в заданных условиях эксплуатации до капитального ремонта или списания) и пр.; показатели ремонтопригодности: коэффициент готовности [20]

,                                                           1)

где  – среднее время восстановления ПТМ после отказа и пр.

Показатели энергопотребления

К ним относятся суммарная установленная мощность (суммарная мощность электродвигателей механизмов ПТМ), расход топлива (среднее количество топлива, расходуемое в час работы в нормальном режиме), удельный расход электроэнергии (количество затраченной энергии, отнесенное к числу циклов работы) и пр.

Показатели безопасности

Показатели безопасности характеризуют особенности ПТМ, обусловливающие безопасность человека при ее эксплуатации. Безопасность человека обеспечивается при использовании, хранении, транспортировании, монтаже, обслуживании и ремонте ПТМ в нормальных условиях и при возникновении аварийной ситуации в зоне возможной опасности.

А также некоторые другие группы показателей качества.

Наиболее значимыми характеристиками для МНТ являются производительность и условия работы, а для ГПМ – грузоподъемность и режим работы.

 

Устройство ПТМ

ПТМ состоят из механизмов или приводов (1), несущих (3) и вспомогательных (4) металлических конструкций, систем управления (5), включающих электрооборудование и аппаратуру управления, устройств электроснабжения (6 Рис. 3), а также вспомогательного оборудования.

Рис. 3 Устройство мостового крана.

В процессе работы машина выполняет различные движения. Движения, которые служат для перемещения груза, называются рабочими. Движения, перемещающие элементы машины в положение для работы с грузом, называются установочными. Для вертикального перемещения груза служит механизм подъема, для горизонтального перемещения элементов машины и груза — механизмы поворота, передвижения и изменения вылета.

В состав привода (Рис. 4) входят следующие элементы:

Рис. 4 Структурная схема привода.

- двигатель (механизм, предназначенный для преобразования др. видов энергии в механическую, на схеме «Д»);

- передаточный механизм (механизм, предназначенный для преобразования одного вида механического движения в другое, передающий механическую энергию от двигателя исполнительному механизму, на схеме «ПМ», как правило, в ПТМ в качестве передаточных механизмов используются редукторы);

- исполнительный механизм (механизм, непосредственно воздействующий на обрабатываемый объект, применительно к ПТМ, способствующий изменению положения объекта, применительно к приводам ПТМ, исполнительным механизмом будем считать механизм, звено или несколько звеньев, которые взаимодействуют со входным звеном МВРД - механизма, выполняющего рабочее движение, и передает ему энергию, на схеме «ИМ»);

- блок управления (устройство, позволяющее менять кинематические параметры рабочего движения (скорость, направление движения и пр.) при воздействии оператора или автоматически, на схеме «БУ»);

- блок регулирования (устройство, воздействующее на управление при отклонении параметров рабочего движения от заданных, на схеме «БР»).

Кроме того, валы элементов привода соединяются с помощью специальных муфт.

К двигателю подсоединен источник энергии, а на блок управления воздействует человек-оператор или программируемое командное устройство.

Коэффициент полезного действия (КПД) механизма – это величина, характеризующая отношение полезной работы  к полной совершенной работе  или энергии , затраченной на совершение полезной работы, к общей затраченной энергии

.                                                           2)

Схема для передачи механической энергии в механизме от двигателя до МВРД будет выглядеть следующим образом

Д → муфта 1→ ПМ→ муфта 2→ ИМ→ МВРД.

Тогда, учитывая потери энергии на каждом из устройств, общий КПД механизма будет

,                               3)

где  – КПД соединительных муфт,

 –КПД передаточного механизма,

 – КПД исполнительного механизма,

 – КПД механизма, выполняющего рабочее движение.

3

Металлические конструкции ПТМ можно подразделить на стреловые или консольные (1), опорные (2) и пролетные (3).

2

1

                             а) отвалообразователь б) козловой кран

Рис. 5 3D-модели ПТМ.

По способу изготовления они бывают сварные и клепаные. Последнее время наибольшее распространение получили сварные конструкции.

По виду металлоконструкции можно разделить на балочные и решетчатые (фермы). В свою очередь балки бывают составными (в) и профильными (г), а фермы плоские и пространственные (а, б Рис. 6).

Рис. 6 Виды металлоконструкций.

Электрооборудование и аппаратура управления включает в себя собственно электрооборудование, устройства и аппаратуру управления, приборы и устройства безопасности, а также предохранительные устройства.

Управление ПТМ может быть ручным, полуавтоматическим и автоматическим.

Приборы и устройства безопасности [21] в зависимости от выполняемых функций делятся на

- ограничители: рабочего движения, скорости, нагрузки;

- указатели: положения, скорости, нагрузки, др. параметров;

- сигнализаторы: снижения, превышения, выхода за границы, события;

- регистраторы: счетчики циклов, счетчики нагрузок, регистратор параметров.

Предохранительные устройства подразделяются по назначению на две группы:

снижающие риск развития аварийной ситуации (пр., храповый останов механизма подъема, противоугонные захваты),

снижающие опасность (величину опасных факторов) при аварийной ситуации (пр., буферы тележки или стрелы).

Токоподвод к механизмам ПТМ осуществляется с помощью кабелей (передвижные ПТМ) и жестких троллеев (тележки мостовых кранов) с токоприемниками. Все системы токоподвода, существующие в настоящее время, делятся на три основных типа: кабельные подвесы, кабельные барабаны и троллейные системы.

Кабельный подвес представляет собой кабель, скользящий на кольцах или каретках по стальной «струне» — прутку или канату или направляющей – стальной полосе, тавровый или другой профиль (Рис. 7 а кабельная тележка).

Кабельные барабаны могут быть оснащены пружинным либо моторным приводом. В таких системах кабель находится в постоянном натяжении за счёт усилия пружины или электромотора. В зависимости от задачи, барабан может удерживать натянутый кабель на весу или укладывать его в специальный желоб или на ролики, опускать вниз или вытягивать вверх (Рис. 7 б кабельный барабан с моторным приводом).

Троллейная система — это конструкция, состоящая из нескольких (традиционно трёх) контактных шин, изготовленных из промышленного проката, профиль которого подобран исходя из нагрузки по току. Это могут быть уголки различного сечения, а при большой нагрузке — рельсы (Рис. 7 в контактные рельсы и токосъёмник). Контактные шины крепятся на изоляторах. Чтобы предотвратить падение напряжения могут быть смонтированы дополнительные подводы питания. Токосъём осуществляется посредством чугунного контакта - «башмака», скользящего по шине сверху.

 

                     а)                        б)                              в)

Рис. 7 Виды токоподвода.

Помимо неизбежных потерь энергии при передаче при использовании троллеев происходит изнашивание катков, кабеля, троллея, токосъемника. Этого недостатка лишен способ бесконтактной передачи электроэнергии. Система бесконтактной передачи энергии работает на основе принципа индукции без механического контакта, аналогично переносу энергии между первичной и вторичной обмотками трансформатора.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: