Лекции по "Слесарь-ремонтник"

Подъемно-транспортные устройства (ПТУ) могут быть подъемными, напольными и надземными. К подъемным устройствам относят блоки и тали (тельферы), подвешенные к неподвижным опорам, домкраты и другие механизмы. Напольными устройствами являются лебедки, передвижные краны, тележки и другие устройства. Надземные устройства включают в себя кран-балки, монорельсы, мостовые и другие грузоподъемные краны.

Блок - это вращающийся на оси диск (ролик), по ободу которого сделан желоб для каната, поднимающего груз. Для выигрыша в силе пользуются двумя блоками: подвижным и неподвижным. Грузоподъемное устройство из двух блоков, огибаемых канатом или цепью, называют полиспастом. Поднимаемый груз подвешивают к обойме подвижного блока. С помощью блоков или полиспаста можно поднимать или перемещать грузы по горизонтальной или наклонной плоскости.

Таль - это компактный подвесной подъемный механизм с ручным, электрическим или пневматическим приводом. Ее подвешивают над местом работы или монтируют на монорельсе на тележке (кошке). При этом груз может перемещаться как вверх-вниз, так и в горизонтальном направлении.

а - блок; б - полиспаст; в - таль; 1 - щека; 2 - проушина; 3 - обойма (скоба); 4 - крюк; 5 – ролик

Для перемещения  грузов на небольшую высоту и малые  расстояния применяют реечные, винтовые и гидравлические домкраты.

a - реечный;  б - винтовой; в - гидравлический; 1 - рукоятка; 2 - корпус; 3 - выдвижная  рейка; 4 - лапа; 5 - гайка; 6 - винт; 7 - шток; 8 - ручной масляный насос 

Машинами для  подъема или перемещения грузов канатом, навиваемым на барабан, являются лебедки с механическим или электрическим приводом. Они являются составной частью подъемных кранов, горных и других машин. При небольших объемах работ и малой скорости перемещения применяют ручные лебедки.Подъем и спуск груза с помощью электрической лебедки производятся путем реверсирования (изменения направления вращения) ротора двигателя.

1 - стяжные  болты; 2 - щека; 3 - барабан; 4 - храповое  колесо; 5 - рукоятка; 6 - зубчатое колесо

Кранами называют машины периодического действия, которые используют для подъема и перемещения грузов. Основой любого крана являются ферма и механизмы подъема и перемещения груза. Многие краны имеют механизмы передвижения и поворота, а также подъема своих собственных конструкций (самомонтирующиеся краны).

а — козловый ККТС-20; б — башенный; в — пневмоколесный; 1 — ходовай тележка; 2 — опоры; 3 — мост; 4— кабина управления; 5 — грузовая тележка; 6 — опорная часть; 7 — башня; 8 — грузовая лебедка; 9 — стрела; 10 — крюковая подвеска; 11 — поворотная часть; 12 — выносные опоры (аутригеры); 13 — рама на колесном ходу

Любое перемещение груза сопровождается минимум двумя операциями: строповкой и .непосредственно перемещением.

Строповкой называют крепление груза к крюку грузоподъемного средства для подъема, расстроповкой — освобождение груза от крюка после его установки. Конструкции и их составные части стропуют перед перемещением и расстроповывают только после установки в проектное положение, выверки и надежного закрепления.  
Для крепления груза к крюку применяют стропы из стального каната или захваты.  

Канатные стропы: а — одноветвевой; б — двухветвевой; в — универсальный; г — полуавтоматический; 1 — коуш; 2 — втулочное соединение; 3 — канат; 4 — кольцо строповое; 5 — крюк; 6 — заплетка с последующей обмоткой проволокой; 7 — кронштейн; 8 — гибкая связь; 9- защелка; 10 — тяга.

При подъеме  грузов большой длины, сложной формы  и объемных конструкций применяют  плоские траверсы. Для подъема и монтажа элементов цельносекционной обделки применяют специальное строповочное приспособление.

Грузозахватные  приспособления: а — плоская траверса; б — строповочное приспособление для цельносекционной обделки; 1 — кольцо строповое; 2 — канат; 3 — распорка; 4 — крюк; 5 — элемент цельносекционной обделки; 6 — стержневой захват 

Классификация подъемно-транспортных устройств с  цеховой точки зрения

Подъемно-транспортные устройства, применяемые на промышленных предприятиях, можно условно разделить на три вида: внешний, межцеховой и внутрицеховой транспорт.

Внешний транспорт (железнодорожный, водный, автомобильный и авиационный) служит для доставки на предприятие исходных продуктов и вывоза готовой продукции.

Межцеховой транспорт предусматривается для распределения заготовок, полуфабрикатов, топлива и готовой продукции между отдельными цехами и складами предприятия.

Внутрицеховой транспорт служит для распределения полуфабрикатов между станками, машинами, печами и другими агрегатами, а также для удаления отходов (стружки, облоя и т. п.) за пределы рабочего места и цеха.

Подъемные машины делят на три группы: подъемные механизмы (полиспасты, тали, электротельферы, лебедки и домкраты), краны различных типов (мостовые, консольные, поворотные и др.) и подъемники (лифты и штабелеукладчики). Все они характеризуются наличием механизма подъема грузов и прерывностью работы.

Транспортирующие  машины предназначены для транспортирования однородных массовых грузов; к ним относятся конвейеры с гибким (ленточные, цепные и канатные) и без гибкого (винтовые, роликовые) тягового устройства, наземный и подвесной транспорт (безрельсовые тележки, автопогрузчики, передвижные и переносные конвейеры и другие погрузочные машины), вспомогательные устройства, служащие для загрузки конвейеров (склизы, рольганги, желобы, дозаторы, затворы, бункеры и т. п.), К транспортирующим машинам и устройствам относятся также установки пневмо- и гидротранспорта, подвесные дороги, механизированные склады и другие устройства.

Безопасность  эксплуатации подъемно-транспортных устройств

Подъемно-транспортные механизмы могут эксплуатироваться  только при полной исправности и  в том случае, если они способны безаварийно выдерживать предельную рабочую нагрузку в течение длительного времени. Исправность и прочность подъемно-транспортных механизмов определяют при техническом освидетельствовании перед пуском их в эксплуатацию и затем периодически не реже чем через 12 месяцев.

Техническое освидетельствование  включает тщательный осмотр подъемно-транспортного устройства и его отдельных узлов, статическое и динамическое испытания грузом. При осмотре проверяется наличие и исправность предохранительных и блокировочных приборов и ограждений, состояние и степень износа канатов, цепей, крюков, зубчатых и червячных передач, тормозов, и т. п., состояние креплений, концевых ограничителей, перил и т. д.; у электрических подъемно-транспортных механизмов при осмотре проверяется состояние заземления, наличие ограждений и блокировок, препятствующих случайному прикосновению к токоведущим частям электрического оборудования. Статическое испытание предусматривает проверку общей прочности устройства, исправность тормозов на механизме подъема, а для стреловых кранов — устойчивость против опрокидывания.

При вводе в эксплуатацию вновь установленных или изготовленных кранов, а также после реконструкции, капитального ремонта металлоконструкций или монтажа крана на новом месте установки статическое испытание производится нагрузкой, на 25% превышающей грузоподъемность крана. При периодических технических освидетельствованиях, а также после капитального ремонта или смены механизма подъема, крюка или канатов (грузовых, стреловых, вантовых) статическое испытание крана может производиться нагрузкой, на 10% превышающей грузоподъемность крана. В обоих случаях контрольный груз поднимается захватным устройством на высоту 100 мм и остается в подвешенном состоянии в течение 10 мин. В конце испытания производится замер стрелы прогиба.

Предельно допустимая величина упругого прогиба зависит от типа подъемного устройства и длины пролета (стрелы крана, фермы, балки) и допускается: для ручных кранов - не более 1/400 длины пролета, для электрических кранов - не более 1/700 длины пролета, для электрических кранбалок - не более 1/500 длины пролета. Остаточная деформация не допускается.

При статическом испытании лифты и товарные подъемники, эксплуатируемые с проводником, нагружают дополнительно против предельной рабочей нагрузки на 100%, а грузовые лифты и подъемники, эксплуатируемые без людей, - на 50%.

Динамическое  испытание проводят в том случае, если результаты статических испытаний признаны удовлетворительными. Это испытание сводится к повторному подъему и опусканию груза (или клети лифтов), превышающего рабочую нагрузку на 10%. При этом испытываются все движущие механизмы, тормоза, ограничители хода крана и тележки, а для лифтов еще и надежность ловителей. Ограничитель хода механизма подъема испытывают при подъеме крюка без груза.

В общем виде безопасность работы подъемно-транспортного устройства следует рассматривать в трех основных направлениях:

1) техническое  состояние самого механизма;

2) удобство обслуживания  и управления;

3) условия укладки,  транспортировки и расчалки грузов. 

К наиболее ответственным  частям подъемно-транспортных устройств относятся канаты и цепи. Канаты и цепи служат для погрузки и разгрузки грузов (грузовые), составляя часть самого подъемного устройства, или для обвязки (зачалки) поднимаемого груза (чалочные, строповочные). Грузовые цепи и канаты освидетельствуются и испытываются как детали грузоподъемного механизма. Строповочные (чалочные) канаты и цепи рассчитывают на растяжение с 10-кратным запасом прочности; их испытывают не реже двух раз в год под нагрузкой, вдвое превышающей рабочую, и снабжают указателями предельной рабочей нагрузки, а также номера и срока испытания.

Для безопасности работы большое значение имеет правильное закрепление поднимаемого груза, так  как при его перемещении возможно самопроизвольное развязывание или  сдвиг канатов и цепей, что  может привести к падению груза и травме. Обычно под острые грани перемещаемого груза в места соприкосновения с ним каната или цепи подкладывают специальные прокладки из дерева, войлока, резины и т. п. для предохранения каната (цепи) от перегибов, перетирания или соскальзывания. При перемещении мелких деталей не рекомендуется транспортировать их в таре без бортов или загружать тару выше бортов. Подъем любых грузов должен осуществляться только в вертикальном направлении. Перемещение грузов в горизонтальной плоскости допускается на высоте не менее 0,5 м над оборудованием. Рабочим запрещается находиться под проносимыми грузами. Укладка грузов должна производиться с соблюдением предосторожности и на заранее подготовленную площадку.

Канаты и  цепи, устанавливаемые на подъемных механизмах, а также применяемые в качестве чалочных, должны быть проверены расчетом. 

Проверочный расчет канатов производится по формуле:

K = P/S,

где К - коэффициент запаса прочности каната, выбираемый в зависимости от типа подъемного устройства, рода привода, режима работы и диаметра барабана (блока), на который навивается канат (принимается в пределах от К = 4 для ручных лебедок грузоподъемностью до 1 т до К = 14 для лифтов; для грузоподъемных механизмов в зависимости от характера работы К берется в пределах 4 - 6,5); Р - действительное разрывное усилие каната в кгс, т, е. та действительная нагрузка, при которой испытуемый кусок каната разрывается при испытании на разрывной машине; значение Р указывается в паспорте каната; S - натяжение ветви каната в кгс.

При известном  грузе Q натяжение S, возникающее в каждой ветви чалочного (аналогично грузового) каната, находят по формуле

S =1/cos α × Q/m = K × Q/m,    (кгс),

где Q - вес поднимаемого груза в кгс; m - число ветвей каната; K - коэффициент, равный 1; 1,15; 1,42; 2 при соответствующих (наиболее распространенных) углах α = 0°; 30°; 45°; 60°.

При работе любого подъемного механизма запрещается: оставлять грузы на весу даже на короткое время, находиться на перемещаемых или поднимаемых грузах или под ними, оставлять незакрепленными детали или конструкции в перерывах (обед, отдых) и после окончания работ.

При строповке  соблюдают следующие правила: грузоподъемность стропов должна быть не менее массы  поднимаемого груза; на острые ребра  поднимаемого груза под стропы помещают под-кладки; места подвески грузов должны быть расположены выше центра тяжести груза; стропы накладывают на поднимаемый груз без узлов или перекруток; усилия во всех ветвях стропов должны быть равными; способы строповки должны исключать возможность падения или скольжения груза и обеспечивать подачу его к месту установки в положении, близком к проектному.

Правильная  строповка обеспечивает безопасность работы, уменьшает время и затраты  труда на подъем груза. Именно поэтому  строповку грузов должны проводить только лица, специально обученные и аттестованные. До подъема и перемещения груза крепление его должно быть проверено лицом, ответственным за безопасное перемещение грузов. Стропы хранят в закрытых сухих помещениях или под навесами на полках или вешалках и периодически смазывают.

Ручное перемещение  грузов и перемещение с использованием простейших транспортных средств еще  применяется в машиностроении, особенно при ремонтных работах, при транспортировке  заготовок на небольшие расстояния и в тех местах, где трудно использовать сложные подъемно-транспортные устройства.

При пользовании  тележками создается опасность  повреждения рук при проездах в узких местах. Для предупреждения этого на рукоятки тележек крепят предохранительные скобы. Конструкции тележек и платформ должны быть приспособлены для безопасной транспортировки тех или иных грузов. Широкое распространение в механосборочных и других цехах получили роликовые транспортеры и конвейеры. Их применение почти полностью освобождает станочников от перемещения тяжестей, разгружает проходы от транспортных средств.

Оценка  технического состояния подъемно-транспортных устройств

Техническое состояние  подъемно-транспортных устройств должно отвечать требованиям технических  условий. При проектировании подвижных (автомобильных, железнодорожных и др.) и свободно стоящих кранов необходимо, чтобы они имели достаточную устойчивость, гарантирующую их от опрокидывания в рабочем и нерабочем состоянии.

Устойчивость  определяется коэффициентом устойчивости в сторону подъема груза. Коэффициентом устойчивости (или грузовой устойчивости) называется отношение относительно линии опрокидывания момента всех действующих на кран сил, кроме рабочего груза, с учетом возможных дополнительных нагрузок (ветра, снега, инерционных сил и влияния уклона пути) к моменту, создаваемому рабочим грузом относительна той же линии. Коэффициенты грузовой и собственной (без груза) устойчивости крана должны быть не менее 1,15.

Для предупреждения аварий и травм во время эксплуатации все грузоподъемные машины оборудуют предохранительными и блокировочными устройствами.

К ним относятся:

концевые выключатели, предназначенные для автоматического выключения электродвигателя при подходе крюка, грейфера или другого захватного устройства к крайнему верхнему положению на расстояние 200 мм от упора вне зависимости от скорости подъема подъемного устройства;

концевые упоры, предназначенные для предотвращения перехода кранов, крановых тележек и тельферов, двигающихся с рабочим грузом за пределы рельсового пути;

предохранительные щиты, устраняющие попадание под ходовые колеса посторонних предметов и ограждающие от несчастных случаев;

ограничители  грузоподъемности, автоматически отключающие двигатель механизма подъема в случае перегрузки его более чем на 10%;

указатели грузоподъемности, устанавливаемые на всех стреловых кранах, у которых рабочая грузоподъемность меняется в зависимости от установленного наклона (вылета) стрелы;

рельсовые захваты, используемые для крепления крана к рельсовым путям при длительной работе на одном месте, при сильном ветре или при уклоне пути;

тормоза, применяемые для механизмов подъема, передвижения и поворота грузоподъемных машин; они могут быть колодочными, ленточными и с крановым механизмом, исправность их проверяется перед началом работы;

сигнальные  приборы (звонок, сирена, колокол, гудок), устанавливаемые вне кабин передвижных кранов с машинным приводом;

блокировочные контакты, снимающие напряжение с троллеев при открывании крышки люка и выходе крановщика на галерею крана;

ограждения всех опасных мест, применяемые в виде кожухов, перил, сеток и т. п. устройств для зубчатых колес, барабанов, валов, распределительных щитов, контактных панелей, главных троллейных проводов, лестниц, посадочных и смотровых площадок и т. д.

На каждом подъемно-транспортном устройстве должна быть ясно обозначена предельная рабочая нагрузка, а также номер, за которым данное устройство зарегистрировано в журналах предприятия. 

Обеспечение удобства обслуживания и управления подъемно-транспортными устройствами

Обслуживание и управление подъемно-транспортным устройством может считаться удобным, если работа крановщика (оператора, лифтера) будет неутомительной и безопасной, если будут исключены физическое и зрительное перенапряжения, а также загрязнение тела и одежды работающих. Все это должно быть учтено при разработке проекта подъемно-транспортного устройства.

Например:

Кабины управления конструируются с учетом требований физиологии и психологии труда и  защиты операторов от производственных вредностей. Рабочее место приспосабливают так, чтобы оператор меньше утомлялся, имел возможность работать сидя или стоя (по желанию) и принимать физиологически правильную рабочую позу.

Конструкция кресла должна соответствовать естественной позе человека и регулироваться по высоте, а рычаги и педали управления должны быть расположены так, чтобы можно было пользоваться ими сидя или стоя. Управляющие устройства должны быть размещены по законам мнемоники, когда оператор может управлять краном, не глядя на рычаги.

Кабина управления должна обеспечивать хорошую обзорность, позволяющую крановщику при работе видеть грузозахватное устройство (крюк, грейфер и т. п.) и рабочую зону, оценивать положение переносимого груза и работу соседнего крана. Объем кабины должен быть достаточным для удобного размещения рабочего кресла и оборудования, высота кабины принимается не менее 2 м. В горячих цехах и при работе на открытом воздухе кабины кранов оборудуют установками для кондиционирования воздуха и теплоизоляцией. Управление внутренним освещением кабины, внешними прожекторами, отоплением, вентиляцией и сигнализацией должно быть легко доступным.

Наиболее целесообразным является программное управление подъемно-транспортными  механизмами. Применяют дистанционное  управление с помощью радиоэлектронных устройств или электрической следящей системы. Практикой установлено, что при стационарном пульте управления лучше использовать электрическую систему, а при управлении с разных мест - радиоэлектронную. К работам по управлению кранами и транспортными механизмами с машинным приводом допускаются только лица, прошедшие медицинский отбор и специальное обучение, выдержавшие испытание в квалификационной комиссии, организуемой администрацией предприятия при участии инспектора Госгортехнадзора, и получившие специальное удостоверение.