Жүк көтергіш машиналардың механизмдерін есептеу

  Құрылыс машиналары — әр түрлі құрылыс жұмыстарына арналған машиналар мен механикаландырылған құрал-жабдықтар. Бұлар құрылыс жұмыстарын кешенді түрде механикаландырып, индустриялы әдістерді пайдалануға мүмкіндік береді.

Олардың қатарына мұнаралы, өздігінен жүретін шынжыр табанды не доңғалақты крандар, бір шөмішті экскаваторлар мен көп шөмішті роторлы экскаватор, бульдозерлер, скреперлер, т.б. жатады. Атқаратын жұмыс түріне қарай Құрылыс машиналары қазғыш, топырақ таптауыш,бұрғылау, қада қағу, тиеу-түсіру әрі тасымалдау, ұсақтау-сорттау, араластырғыш, бетон төсегіш, өңдеуіш, жол құрылыс машиналары, т.б. механикаландырылған құралдарға топталады. Жер қазғыш машиналар топырақ қазу, карьерлерден құрылыс материалдарын алу жұмыстарына арналған. Бұларға экскаваторлар, топырақ қазып тасығыш, гидромех. машиналар жатады. Таптауыш машиналар топырақ, т.б. жер қыртыстарын нығыздау жұмыстарын атқарады.

Салмағы 100 т-лық қарапайым  таптауыш машина қалыңд. 40 — 50 см, ал салмағы 12 т дірілдемелі таптауыш машина қалыңд. 80 — 120 см жер қыртысын нығыздай алады. Тастақ қабаттарды бұзу және құрылыстық тастар алу, қопарылыс жұмыстарындағы ұңғыма бұрғылау үшін бұрғылау машиналары пайдаланылады. Қада қағу жұмыстарында арнайы жабдықтар қолданылады.  Темір жол салу және жөндеу жұмыстарында балластер, жол төсегіш, т.б. машиналар пайдаланылады. Өңдеуіш машиналар сылақ және сырлау, бояу жұмыстарына арналған машиналарға ажыратылады.

 

 

V. ҚОЗҒАЛЫСҚА КЕЛТІРУ МЕХАНИЗМДЕРІ.

Беріліс - қозғалысты (әдетте айналмалы қозғалысты) жетекші элементтен (мысалы, автомобиль қозғалтқышы) жетектелуші элементке (мысалы, автомобиль доңғалағы) жеткізуге арналған механизм. Беріліс арқылы: әр түрлі жетектерде жылдамдықтарды арттыруға (немесе азайтуға); жылдамдықтарды сатылы немесе сатысыз реттеуге; қозғалыс бағыттарын өзгертуге; бір қозғалтқышпен бірнеше механизмдерді қозғалысқа келтіруге; күш пен айналдыру моментін өзгертуге; қозғалыс түрлерін өзара түрлендіруге болады. Берілістің негізгі сипаттамалары: берілетін күштер мен бұраушы моменттер, бұрыштық жылдамдық, жетектелуші буын (қозғалыстағы) мен жетектегі буынның жылдамдықтарының қатынасы (беріліс саны), пайдалы әсер коэфициенті.

 

5.1 сурет  Шынжырлы беріліс

.

Беріліс механикалық, гидравликалық, пневматикалық және электрлік болып ажыратылады. Механикалық беріліс іліністі (тісті беріліс, шынжырлы беріліс, бұралаңды беріліс т.б.) және үйкелісті (белбеулі беріліс, фрикциялы беріліс, т.б.) пайдалануға негізделген. Олар беріліс қатынасы тұрақты немесе өзгермелі, қуаты шағын және орташа жетектерде, сондай-ақ, станоктардың, автомобильдердің, тракторлардың, беріліс қораптары мен вариаторларында қолданылады. Гидравликалық беріліс пен электрлік беріліс үлкен қуатты жеткізуге мүмкіндік береді. Мұндай берілістер техниканың әр түрлі саласында, әсіресе, ауыр көлік машиналарының жетектерінде қолданылады. Пневматикалық беріліс шығар жердегі буынның айналу жиілігі үлкен болған жағдайда (мысалы, ішкі бетті ажарлауыш станоктарда 30000 айн./мин-қа дейін жетеді) пайдаланылады. Техника мен өндірісте, көбінесе, электромеханикалық, гидропневматикалық сияқты аралас беріліс қолданылады.

   Қозғалтқыш, мотор (лат. motor – қозғалысқа келтіретін) – қандай да бір энергия түрін механикалық жұмысқа түрлендіретін күш-қуат машинасы. Энергия механикалық жұмысқа қозғалтқыш тегіне (типіне) қарай қайталамалы-ілгерілемелі қозғалыстағы піспек (поршень), айналмалы қозғалыстағы ротор немесе реактивті қозғалыс тудыратын аппарат арқылы түрленеді.

 

 

VI. ЖЕБЕНІ ШЫҒАРУ МЕХАНИЗМДЕРІНІҢ ЕСЕБІ.

Механизмді  жебенің бұрышының өзгеруі арқылы есептеу. (сур.6.1). Барлық ұшуларды жүк көтергіштік Q=14,8 m. Жебенің массасы т_с =2,07 m. Ұзындығы L_c =28,45 м. Максимальды ұшудағы жебенің полиспастасының ұзындығы L_max =22,1 м. Максимальды ұшудағы жебе полиспастасының қисаю бұрышы =8,9 .

Сурет 6.1  Жебелік полиспастасындағы  күшті анықтаудың схемасы.

 

    Минимальды  ұшуда:  Жебенің полиспастасының  қисаю бұрышы  =57,4 ,  жүктік полиспастасының айналу блогынан тамырлық шарнирдің осіне дейінгі арақашықтық d=0,67 м, жебелік полиспастасының минимальды ұшудағы ұзындығы L_min =17 м. Жебенің вертикальға ең үлкен қисаю бұрышы = 27,56°. Жебенің шарнирының осьінен кранның айналу осьіне дейінгі қашықтық (сур.6.1) r=2,50 м.

   Жүктік  полиспастасының қайталануы  =2, оның кпд-сы  =0,99. Жебеге желдік берілістен жүк =1200Н, жукке =1500Н.

   Минимальды  ұшудағы жебенің проекциясының  ұзындығы: горизонтальды

  =L_csin =28,45•sin27,56°=13,14м, вертикальды – H = cos =28,45• cos 27,56°=25,20 м.

  Жебенің  соңғы төменгіден соңғы жоғарғы қалпына ауысудың уақыты t=1 мин. Жұмыстың режимі орташа, кранның айналғыш бөлігінің айналу ұзақтығы =1 .

   Жебелік  полиспастасындағы соңғы төменгі  және соңғы жоғарғы қалпындағы жебенің күшін анықтайық. Мұнда есептейміз, соңғы төменгі қалпында жебе горизонтальды орналасады және бұл жағдайда қабылдауға болады Н = 0 және d = 0.

 

 

Жебенің соңғы  төменгі қалпында:

          = = =1007,68 Н

Жебенің соңғы  жоғарғы қалпында: 

  = =

Жебелік полипастасының еселігін қабылдаймыз  , КПД блогы = 0,98

   Полиспастасының  ортақ КПД-сін анықтаймыз: = =0,95 0,98 = 0,93;

КПД айналу блогында және полиспаста КПД-сы                                                                                                                   =0,95

 

  Жебелік  полиспастасының арқан тармағында, жебенің соңғы төменгі қалпында  барабанға жүгіруі:             = =

   Жебенің  соңғы жоғарғы қалпында:

                          = =   

           Арқан тармағындағы орташа есептік күш, барабанға жүгіретін:

                    

  Жебелік полиспастасының ходы:

                                

    Арқан ұзындығы, барабанға айналдырылатын:

                                

    Арқанның барабанға навивклаудың орташа жылдамдығы:

                                     

   Двигательдің қажетті қуаты:

                          ;

бұл жерде -кпд механизмі; =0,94, =0,9 (шамамен).

   1.6.1.кестеден  кранды электродвигательді фазалық  ротормен МTF 001-6 типті қуаттылығымен  Р=1,7кВт, n=885 , ротордың момент инерциясымен І_р=0,021 кг·м², максимальды бастапқы моментпен Т_тах=4,0 Н·м таңдаймыз.

   Арқанның  үзілу күшін анықтаймыз:

Ғ =

Мұнда, k-мықтылық қосалқы коэффициенті, k=5,5-орташа жұмыс режимі үшін.

I.9.2. кестеден арқанды таңдаймыз 22.5-Г-1-Н-1568 ГОСТ 7665 – 80 үзілу күшімен 250500H.

     Барабан мен блоктың диаметрі: D= dе=16 · 18 = 288 мм.

  Мұнда, d – арқан диаметрі, е=18- коэффициент, машинаның типіне, механизмнің берілісіне және механизмнің жұмыс жасау режиміне байланысты.

   Барабан  диаметрін мына формула бойынша  алуға болады:

= 0,85D = 0,85·288=244,8 мм.

   = 760 мм қабылдаймыз(стандарт қатардан). Кесте 8.3-ке сәйкес, канавок қадамын барабанға t= 19 мм деп қабылдаймыз.

   Барабанның  жұмыс ұзындығы:

                     

   Барабан  айналу жиелігі:

                      

  Сұралатын механизмнің берілгіш саны ұшуының:

                                     и=п/п_б= 885/39,84 = 22,21

   Редуктырды  таңдау үшін есептік қуат:

                              Р_р= =1·1,23 = 1,23 кВт:

Мұнда, к_р=1- коэффициент, редуктордың жұмысын есептейтін (Кесте 8,4)

  I.9.3. кестеден типөлшемді редуктор таңдаймыз Ц2-400 берілгіш санмен  и_р = 32,42 және 28,1кВт жылдам валды қуатпен 750 айналу жиілігімен.

   Барабан  айналуның фактылы жиелігі:

                            

Арқан навивкасының барабанға фактылы жылдамдығы:

                       

Бұл жылдамдық  стандартты мәнінен 6 -ға өзгешеленеді, бұл қалыпты.

  Жебенің  соңғы төменгіден соңғы жоғарғы қалпына ауысу фактылы уақыты:

   Берілгеннен  өте көп айырмашылығы жоқ.

       Двигательдің номинальды моментті:

Т_ном = 9550

=9550 = 18,34 Н·м

   Двигательдің  максимальды статикалық моменті:

   Мұнда, z-1- арқан бұтағының саны, барабанға айналдырылатын.

Сондықтан моментке қосылғыш муфтаны таңдаймыз. Муфтаның есептегіш моментін анықтаймыз:

     Т_м = Н·м

 Мұнда,  =1,4-коэффициент, механизмнің жауаптылығын есептейтін дәреже; =1,2-коэффициент, механизнің жұмыс режимін есептейді.

   Двигателдің  минимальды статикалық моментті:

Двигательдің  орташа тұтатқыш моменті:

Н·м

Мұнда = 0,21-электродвигательдің тұтатқыш моментінің максималды еселігі: 1,9...3.2; =1,1...1,4- электродвигательдің тұтатқышминимальды еселігі.

   I.9.4. кестеден  серпімді втулды-пальцтік муфта  №2 тормоздық шкифпен және  ең үлкен моментімен 800 Н м таңдаймыз. Тормоздық щкивтің диаметрі 300мм.  Муфтаның инерция моменті = 0,6 кг .

   Двигатель  мен муфта ротораның инерция моменті:

             I = = 0,021 + 0,6 = 0,621 кг·м²

  Жебенің айналу осьіне байланысты айналатын системаның массасы мен жүк инерция моменті (сур.6.2):

      

кг·м²

Жебенің ұшыру  кезінде: R= Lc +r=28,45+2,50= 30,95 м.

 

 

Сурет 6.2 Кранның есептік схемасы.

 

 

 

   Берілгіш  сан:

                               U= ;

Мұнда, θ_с - жебенің соңғы қисаю қалыптарының бұрышы, рад:

                            = 90° - =  90 – 27,56 = 62,44° =1,09 рад

   Жебелік  полиспастасында максималды күш  болған жағдайда механизмнің  тұтату уақыты:

Мұнда, - коэффициент, механизмнің берілісі айналатын массаны есептейтін әсер(ротордан, двигательден және муфтадан басқа), = 1,1...1,25; = 0,93 · 0,94 · 0,9 = 0,8

= 5,9с. 8.7кестедегі мәліметпен  сәйкес.

   Жебелік  полиспастада минимальды күшпен  тұтату:

 

Тормоздың таңдап алынуы жебенің қолайсыз горизонтальды  жағдайда болу жағдайында. Статикалық момент тежеу кезінде жебенің  максимальды ұшу кезінде:

                     

Керекті тежеу  моменті:

Т_Т = = 0,55*1,5 = 0,825 Н·м

Мұнда, = 1,5 тежеу коэффициент қосалқы жебенің механизмнің ұшуын өзгерту үшін.

I.9.5кестеден  колодкалы тежеу ТКТ-300 типті тежеу  шкив диаметрі D=300мм және 500Нм  тежеу моменімен таңдаймыз. Керекті  тежеу моментіне дейін орнатып алу керек =318Нм.

   Максимальды  және минимальды моменттермен  тежеудің ұзақтығына тексеру  жүргіземіз.

   Минимальды  тежеу моментті:

                

   Жебелік  полиспастада максимальды күш  болған жағдайда тежеу уақыты:

   Жебелік полиспастада  минимальды күш болған жағдайда  тежеу уақыты:

 

   Двигательдің дұрыс таңдалуын тұтату моменті арқылы тексереміз:

= = 0,769Н·м < =27,51Н·м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VII. ЖҮК КӨТЕРГІШ МАШИНАЛАРДЫ ҚОЛДАНУ КЕЗІНДЕГІ ТЕХНИКАЛЫҚ  ҚАУІПСІЗДІК.

Елімізде қолданыстағы Қазақстан Республикасының «Қауіпті өндірістік объектілердегі өнеркәсіптік қауіпсіздік туралы» Заңы қауіпті  өндірістік нысандарды пайдаланудың қауіпсіздігін қамтамасыз ету саласындағы құқықтық қатынастарды реттейді. Қауіпті өндірістік нысандарда авариялардың алдын алуға олардың салдарын шектеуге және зардаптарын жоюға ұйымдардың әзірлігін ,авариялардың жеке және заңды тұлғаларға,  қоршаған орта мен мемлекетке келтірілген залалдарын кепілдікпен өтеуді жете қадағалайды.  
Бұл орайда олардың техникалық жағдайы, қосымша жабдықтар жұмыс істеу тәртібі, осы саладағы мамандардың біліктілігі және жұмысшылардың аттестациядан өткендігі басты назарға алынады. 
    Алайда, алаңдататын жағдай жеткілікті. Атап айтқанда, облыс аумағындағы жүк көтергіш крандардың көбісі 1970-1980 жылдары шығарылған. Қазіргі таңда басқармада тіркелген жүк көтергіш крандардың 60 % нормативтік жұмыс істеу мерзімі өтіп кеткен. Қазақстан Республикасының  «Қауіпті өндірістік объектілердегі өнеркәсіптік қауіпсіздік туралы» Заңының 11 бабы 18 тармағына сәйкес барлық кәсіпорын басшылары мерзімі өткен жүк көтергіш крандарды, техникалық құрылғыларды уақытында ауыстыруға міндетті . Жүк көтергіш крандардың жұмыс істеу мерзімі аяқталған жағдайда, лицензиясы бар мекемелерден техникалық куәландырудан өтіп, әрі қарай пайдаланудың ықтимал мерзімін анықтау үшін сараптама жүргізуі керек.  
     Мәселен, Жамбыл облысы ТЖ департаментінің жылдық жоспары бойынша «Жамбыл-Жылу»МКК, «Қаратау» ТКӨК, «Қант» АҚ, «Керамик Инвест» ЖШС және «Жамбылхимстрой» ЖШС-теріне жоспарлы тексеру жүргізіліп, «Керамик Инвест» ЖШС-інің  жүк көтергіш крандарды мерзімінде техникалық куәландырудан өткізбегені анықталып,  «Қауіпті өндірістік обьектілердегі өнеркәсіптік қауіпсіздік туралы» заңының 11 бабы 4 тармағына сәйкес кәсіпорынның жауапты лауазымды тұлғасына 30240 тенге айыппұл салынды.  
    Нәтижесінде тексерілген кәсіпорындардағы сақталуға тиісті нормалар мен талаптарға негізделген басқа да бұзушылықтар атап көрсетіліп, белгіленген мерзімдерінде орындалулары үшін кәсіпорын басшыларына ұйғарымдама табыс етілді.  
    Жалпы, облыс аумағында жүк көтергіш крандар жұмысымен айналысатын заңды тұлғалармен жеке кәсіпкерлер, тек өнеркәсіптік қауіпсіздік талаптары қатаң сақталғанда ғана өндірісті дамытудың басты кепілі болып табылатыны,  өндірістік үдеріске нұқсан келтірмейтін және  адамдардың өмірі мен қоршаған ортаға қауіп төндірілмейтін болады.