|
Производительность грузоподъемной
машины во многом зависит от способа подвешивания (зачаливания) и освобождения
груза. При работе с массовыми штучными грузами определенных размеров (ящики,
мешки, тюки и т. п.) целесообразно применять различные захваты, позволяющие
сократить время на захват и освобождение груза, а также облегчить или совсем
ликвидировать ручной труд рабочего на этих операциях. Наиболее часто
применяют клещевые и эксцентриковые захваты, удерживающие груз силами трения.
Для обеспечения надежности удерживания груза силами трения
часто рабочую часть губок выполняют с насечками или зубьями, в то время как
захваты рассчитывают без учета насечки с коэффициентом запаса сжимающего
усилия 1,25—1,5.
Клещевые симметричные захваты. Схема симметричного
клещевого захвата. Внешними нагрузками, учитываемыми при расчете клещевого
захвата, являются силы тяжести поднимаемого груза Grp, рычагов захвата с
башмаками Gx и тяг захвата G2.
Поскольку поднимаемый груз удерживается в захвате силами
трения между двумя рабочими поверхностями клещей и боковыми поверхностями
груза, для создания сил трения, равных весу груза Grp, при коэффициенте
трения скольжения / между грузом и клещами необходимо обеспечить нажатие
рычагов на груз с силой F0 = = Grp/2/.
Для повышения надежности удерживания груза сила F
Для более равномерного распределения давления со стороны
рычагов на боковую поверхность груза на их нижних концах часто шарнирно
закрепляют башмаки ( 6.9, а).
При подъеме груза на башмак действуют горизонтальная
сжимающая сила F и сила трения Grp/2 между башмаком и грузом, направленная
вниз и приложенная к рабочей поверхности башмака.
При геометрическом суммировании равнодействующей сил
трения Grp/2 и силы F получим суммарную равнодействующую R, линия действия
которой проходит через ось D шарнира башмака (см. 6.9, а).
Если перенести равнодействующую силу R по линии ее
действия в центр шарнира и разложить на горизонтальную и вертикальную
составляющие, то получим силы, равные F и Grp/2 и приложенные в центре
шарнира.
Таким образом, при расчете клещевых захватов с башмаками
следует использовать те же формулы, что и для захватов без башмаков, но силы
Grp/2 и F в расчетной схеме помещать в центре шарнира башмака. За величину
а/2 следует принимать расстояние от оси симметрии захвата до оси шарнира
башмака.
В производственных условиях часто встречаются
универсальные клещевые захваты ( 6.10, а), состоящие из клещей 2, траверсы 3,
тяг 4 и башмаков /.
Установкой клещей 2 на траверсе 3 можно регулировать
расстояние между башмаками /, а следовательно, обеспечивать захват грузов
различных размеров, однако необходимо иметь в виду, что для надежного
удерживания груза тяги 4 должны быть направлены определенным образом. Поэтому
расчет клещей на надежное удерживание груза сводится к определению угла а
продольных осей тяг 4 относительно оси симметрии клещей.
Так как траверса, соединяющая рычаги, нагружена только со
стороны рычагов в шарнирах С и С', усилия Т в этих точках могут быть
направлены только по линии, соединяющей эти точки. На рычаг BCD действуют три
силы R, Т и N ( 6.10, а), направления которых по условиям равновесия должны
пересекаться в одной точке. Зная направления усилий R и Т, получаем точку О
пересечения сил, действующих на рычаг, и соответственно искомый угол а между
продольной осью тяги 4 и линией симметрии захвата. Силы N и Т можно
определить, если разложить силы R по направлениям ОС и ОБ ( 6.10, б).
В некоторых случаях расчет универсальных клещевых захватов
целесообразно проводить для заданного положения тяг (угла а) для определения
удерживающей способности клещей. Так как тяги воспринимают только сжимающие
нагрузки, усилие, действующее на верхний шарнир рычага 2, становится
известным по направлению — вдоль оси тяги 4. Продолжая направление оси тяги 4
до пересечения с направлением оси траверсы 3, получаем точку О пересечения
сил, действующих на рычаг 2, а проведя прямую из точки О через нижний шарнир
рычага 2, получаем направление силы в этом шарнире.
Приложим к нижнему шарниру рычага 2 силы R по полученному
направлению, причем вертикальная проекция этой силы должна быть равна Grp/2
(так как R sin р = Gpp/2). Если горизонтальная проекция силы R окажется
меньше усилия, равного Grp/2/, то захват не удерживает груз. Если
горизонтальная проекция силы R оказывается больше усилия Grp/2f, то
коэффициент запаса удерживания груза определяется отношением k => R cos
p/(Grp/2/) [здесь р — угол между силой R и горизонталью ( 6.10, а)]. Силы NaT
определяют из построения треугольника сил аналогично предыдущему.
Клещевые несимметричные захваты. Клещевые несимметричные
захваты ( 6.11, с) отличаются от симметричных тем, что их верхние тяги
расположены несимметрично относительно вертикальной оси симметрии захвата.
Для упрощения проведем определение усилий в элементах
захвата без учета веса верхних несимметричных тяг. Реакцией в точке А будет
сила S = Gpp + Gx (здесь Grp и Gt — соответственно вес груза и клещей).
Эксцентриковые захваты. В практике
подъемно-транспортных операций возможны случаи, когда необходимо поднимать
стальные балки или листы в вертикальном положении. Зачаливание таких грузов
универсальными чалочными средствами (цепными или тросовыми стропами) вызывает
большие трудности. В этих случаях широко применяют эксцентриковые захваты (
6.12, с), состоящие из скобы, подвешенной на крюк посредством кольца, и
эксцентрика, шарнирно закрепленного на скобе. Поднимаемый груз помещается между
рабочими поверхностями скобы и эксцентрика и удерживается в захвате силами
трения, которые зависят от параметров захвата.
В период опускания захвата на груз эксцентрик, на который
в этот период действуют только собственная сила тяжести и сила довольно
слабой пружины, легко поворачивается против движения часовой стрелки,
пропуская груз в зону рабочих поверхностей захвата.
При подъеме захвата сила трения между грузом и рабочей
поверхностью эксцентрика создает момент, поворачивающий эксцентрик по
движению часовой стрелки, вызывая дополнительное нажатие эксцентрика на груз
до полного его затягивания.
Для расчета или проверки работоспособности захвата
рассмотрим работу эксцентрика. На эксцентрик со стороны груза действуют силы
Nt и Fx. Поскольку эксцентрик на скобе закреплен шарнирно, равнодействующая
нагрузок, действующих на эксцентрик, проходит через ось шарнира. Если это
условие не будет соблюдено, то эксцентрик не будет находиться в равновесии,
или будет поворачиваться против движения часовой стрелки, выпустив груз из
захвата, или, стремясь повернуться по движению часовой стрелки, увеличит
давление до такого значения, что равнодействующая будет проходить через ось
шарнира О.
|