Машиностроение и механика

  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Специальные грузоподъемные машины - Лебедки - Двухмоторные лебедки с цилиндрической планетарной передачей и связью замыкающего двигателя с центральным колесом

Article Index
Специальные грузоподъемные машины - Лебедки
Многоскоростные лебедки с планетарным редуктором
Определение мощности двигателей и параметров передач
Лебедки с микроприводом
Лебедки со встроенной в барабан планетарной передачей
Лебедки с повышенной скоростью спуска груза
Грейферные лебедки
Одномоторные лебедки с цилиндрической планетарной муфтой
Определение мощности двигателя, моментов тормозов и параметров передач
Одномоторные лебедки с конической планетарной муфтой
Грейферные одномоторные лебедки с фрикционной муфтой
Примеры конструктивных решений
Двухмоторные лебедки с цилиндрической планетарной передачей и связью замыкающего двигателя с центральным колесом
Двухмоторные лебедки с цилиндрической планетарной передачей и связью замыкающего двигателя с обоймой
Двухмоторные лебедки с независимыми барабанами
Лебедки большой канатоемкости
Кабельные лебедки
Лебедки следящего действия
All Pages
 Двухмоторные лебедки с цилиндрической планетарной передачей и связью замыкающего двигателя с центральным колесом


Принцип работы

В грейферной двухмоторной лебедке с цилиндрической планетарной передачей (рис.29) подъемный двигатель D2 связан с подъемным барабаном БП. Замыкающий двигатель D1 связан с центральным колесом а планетарной передачи, замыкающий барабан БЗ вращается от водила h. Обойма b связана с подъемным двигателем D2; она имеет внутренние зубья для зацепления с сателлитами g и наружные зубья для зацепления с шестерней 1, вращающейся от двигателя D2. Управление лебедкой осуществляется тормозами Т1 и Т2.

clip_image115

Рис. 29. Грейферная двухмоторная лебедка с цилиндрической планетарной передачей и связью замыкающего двигателя с центральным колесом

clip_image117

Рис. 30. Окружные усилия для планетарной передачи грейферной двухмоторной лебедки

При черпании поддерживающие канаты ослаблены, двигатель D2 не работает, тормоз Т2 замкнут, работает двигатель D1 при открытом тормозе Т1. Барабан БЗ вращается от водила h. Рассмотрим равновесие окружных сил в планетарной передаче (рис. 6, а-д, 30). М2 – момент в сечении вала, соединяющего замыкающий двигатель D1 с колесом а; М1 – момент в сечении вала, соединяющего редуктор Р1 с водилом h. Тогда для центрального колеса a и водила h справедливы уравнения равновесия (7) и (8). Момент сил F, действующих на обойму сателлитов (рис.18), равен 0,5Ftdb и уравновешен моментом окружного усилия Fo в зацеплении шестерни 1 с наружными зубьями обоймы. Уравнение равновесия обоймы:

0,5Fod2 = 0,5Ftdb, (16)

где d2 – диаметр начальной окружности наружного венца обоймы.

Окружные силы F и Fо определяют из условия равновесия водила. В конце черпания, когда грейфер с грузом висит на замыкающих канатах, момент окружных сил, приложенных к водилу, равен:

2Ft×0,5(da + dg)=G×0,5DБ / uрд1hрд1hнб, (17)

где DБ – диаметр барабана, БЗ, hрд1 и hнб – соответственно к.п.д. редуктора Р1 и направляющих блоков. Усилие Fо должно составлять Fo=Ftdb/d2 (см. рис.17).

Окружные силы в зацеплениях при черпании растут пропорционально усилиям на режущих кромках грейфера. Однако, как видно из (16), значение сил F ограничено моментом сил Fо на обойме. При черпании обойма, удерживаемая усилием Fо, является опорой, от которой отталкиваются сателлиты, заставляя водило поворачивать барабан БЗ на подъем. В свою очередь, момент усилия Fo , приложенного к шестерне 1 со стороны наружного венца обоймы, при черпании уравновешен моментом тормоза Т2. Тем самым момент тормоза Т2 при черпании не должен быть менее

МT2 ³ Fo×0,5d1kт, (18)

где d1 – диаметр начальной окружности шестерни 1; kт – нормативный коэффициент запаса торможения. Отсюда ясно различие в работе одно – и двухмоторных лебедок. В одномоторной лебедке в ходе черпания в поддерживающем канате сохраняется постоянное малое натяжение. В двухмоторной лебедке это невозможно, так как тормоз Т2 замкнут постоянным моментом (18). Возможно лишь периодическое устранение слабины поддерживающего каната во время черпания; для этого тормоз Т2 размыкают и кратковременно включают на подъем двигатель D2, который развивает момент, достаточный и для устранения слабины поддерживающего каната, и для удержания обоймы.

При подъеме груженого грейфера двигатель D1 выключен, тормоз Т1 замкнут, тормоз Т2 открыт, работает подъемный двигатель D2. Вращение от двигателя D2 передается водилу h и барабану БЗ. При этом от шестерни 1 приводится во вращение обойма b, а сателлиты g обкатываются по неподвижному колесу a. Уравнения равновесия обоймы (19), водила (20) и центрального колеса (21):

0,5Fod2 = 0,5Ftdb, (19)

2Ft×0,5(da+dg) = Sз×0,5DБ/uрд1hрд1, (20)

0,5Ftda = МТ1, (21)

где SЗ – усилия в замыкающих канатах, МТ1 – момент затяжки тормоза Т1 при подъеме груженого грейфера. Окружные усилия F определяют из (21) в зависимости от момента МТ1: F = MТ1/0,5dat. В зависимости от величины момента МТ1 изменяется распределение мощности двигателя D2 между барабанами. Чтобы натяжения поддерживающего и замыкающего канатов при подъеме груженого грейфера были одинаковы, нужно замкнуть тормоз Т1 моментом, равным:

МТ1 = 0,5Ftda, (22)

где F определяют из условия равновесия водила (20) при усилии S3 в замыкающих канатах, равном 0,5G.

В начале подъема, когда поддерживающие канаты не полностью вступили в работу, имеет место проскальзывание шкива тормоза T1 по колодкам, которое прекращается, когда натяжение замыкающих канатов уменьшится до SЗ = 0,5G.

Подчеркнем, что тормоз Т1 надо выбирать или регулировать по моменту (22) при коэффициенте запаса торможения kт = 1; если принять kт>1, то усилия в поддерживающих канатах возрастут до kт×0,5G, т.е. выравнивания усилий в канатах не будет.

Для автоматического включения подъемного двигателя в конце черпания и выключения его в конце раскрытия грейфера применяют дифференциальные переключатели (механические [21], сельсинные). При раскрытии грейфера на весу возможно совмещение работы двигателей. В конце раскрытия грейфер висит на поддерживающих канатах при ослабленных замыкающих. Спуск и подъем раскрытого грейфера производят при работающем двигателе D2 и закрытом тормозе Т1, замыкающие канаты ослаблены, усилий в зацеплениях планетарной передачи нет. Обойма, вращаясь от шестерни 1, заставляет сателлиты обкатываться по неподвижному колесу а, водило h вращает замыкающий барабан синхронно с подъемным.


 Определение мощностей двигателей, моментов тормозов и параметров передач

Изменение усилий в канатах показано на рис.31. При подъеме груженого грейфера сумма усилий в замыкающих и поддерживающих канатах равна G, а нагрузка на какую – либо из групп канатов составляет (0,4¸0,6)G вследствие неточной регулировки тормоза Т1 и изменчивости его момента, например, в зависимости от изменения атмосферных условий.

Мощность N подъемного двигателя D2 определяют по (12). Мощность N1 замыкающего двигателя D1 назначают как 0,5N при равных скоростях черпания и подъема; в конце черпания двигатель D1 кратковременно перегружен, что допустимо. Канаты рассчитывают при подъеме груженого грейфера. Статическое усилие Smax в канате в месте набегания каната на барабан для двухканатного грейфера Smax = G/2hнб, для четырехканатного Smax = G/4hнб. Кратковременная перегрузка замыкающих канатов в конце черпания и поддерживающих в начале раскрытия (рис. 31) перекрывается запасом прочности.

Редуктор Р2 (см. рис. 29) рассчитывают по максимальному моменту, отвечающему раскрытию грейфера, когда в поддерживающих канатах достигается максимум нагрузки (рис. 31).

clip_image122

Рис. 31. Изменение усилий в канатах для грейферной двухмоторной лебедки:

clip_image123clip_image076[1] – замыкающие канаты; – поддерживающие канаты;

I – зачерпывание; II – подъем груженого грейфера; III – раскрытие грейфера;

IV – перенос раскрытого грейфера


Расчет на сопротивление усталости передач редуктора Р2 производят по эквивалентному моменту либо для случая подъема груженого грейфера. Редуктор Р1 выбирают или рассчитывают на прочность по максимальному моменту в конце черпания. Расчет на сопротивление усталости, как и для передач привода подъемного барабана, можно проводить для случая подъема груженого грейфера.

Передаточное число редуктора Р1 определяют для подъема груженого грейфера из условия синхронности движения канатов. Частоты вращения подъемного nп и замыкающего nз барабанов находят по заданной скорости подъема грейфера и диаметрам барабанов. Общее передаточное число от двигателя D2 к замыкающему барабану БЗ при подъеме груженого грейфера u = nд2/nз = u12uпuрд1, где u12 – передаточное число от двигателя D2 к обойме b, uп – передаточное число планетарной передачи, uрд1 – передаточное число редуктора Р1. В схеме на рис.19 передаточное число от обоймы к водилу при неподвижном центральном колесе uп = |uabh| определяется по формуле (3). Так как uрд2 = nд2/nп, то для синхронности движения подъемных и замыкающих канатов необходимо uрд1 = uрд2/u12uп. Вначале принимают u12 = 4¸6, а затем это значение уточняется при компоновке.

Тормоз Т2 рассчитывают на момент от веса G при нормативном коэффициенте запаса, тормоз Т1 – на момент от усилия в замыкающих канатах, равного 0,5G (подъем груженого грейфера) при коэффициенте запаса торможения, равном единице.



Last Updated on Friday, 03 May 2013 05:23