Jeřáby. Jeřáb je stroj, který přemisťuje břemena zvedáním, pojížděním,otáčením nebo změnou vyložení, nejčastěji spojením několika z těchto pohybů. Nosnost...hodnota v kg (nebo v tunách) udává největší dovolenou hmotnost břemene (například zavěšeného na háku . Hák se do této hodnoty také započítá). Další parametry: pracovní rychlosti, rozměry pracovního pole, výška zdvihu Skupiny jeřábů: 0..velmi lehký provoz I..lehký provoz II..střední provoz III..těžký provoz IV..velmi těžký provoz
jeřáby občasně pracující montážní jeřáby ve strojovnách stavební jeřáby dílenské jeřáby od 5t sázecí jeřáby, u hlubinných pecí, kovací jeřáby
Podle tohoto rozdělení se počítá ocelová konstrukce a mechanické části jeřábů, stanoví se podle těchto dovolená namáhání. Další možné dělení: A.Podle druhu pohybu: stabilní, pojízdné, otočné, pojízdné a otočné B.Podle druhu pohonu: ruční, elektrické, s spalovacím motorem apod. C:Podle vnějšího tvaru: mostové, portálové a poloportálové, konzolové, otočné (sloupové a věžové), kabelové, plovoucí (pontonové). D:Podle pracoviště: ve strojovnách, dílenské, nádvorní, přístavní, v loděnicích, stavební, hutní apod.
Obecně každý jeřáb obsahuje:
j.mostový
-nosnou konstrukci -strojní zařízení: pojezdové, zvedací, otáčecí zařízení
j.portálový
j.konzolový
1
j.sloupový
jeraby.doc
j.věžový
j.třínožkový
j.kabelový
Ocelové konstrukce (nosníky) jeřábu mohou být: -příhradové -plnostěnné
svařené s tvarové oceli nebo trubek (nejlehčí) svařeno ze stojiny a dvou pásnic
-skříňové
svařeno ze dvou stojin a dvou pásnic
tuhost dobrá
Schema mostového jeřábu
most: nosníky+příčníky pojezdové ústrojí
jeř.kočka: rám pojezdové a zdvihací ústrojí
2
jeraby.doc
Pojížděcí ústrojí Jsou jím vybaveny jeřábové kočky a všechny druhy pojezdových jeřábů. Musí být navrženy tak, aby nedocházelo k příčení na kolejnicích vlivem kroucení různě dlouhých pohonných hřídelí. U jeřábových mostů je toho docíleno samostatnými pohony levého a pravého kola. Hlavní části: elektromotor (1), spojka s brzdou (2), převodovka, hřídel s poddajnými spojkami (3), převodovka (4), pojížděcí kola (5)
Celek je zatížen hmotností břemena mQ a pasivní hmotou konstrukce mp. Výkon motoru Pp musí při ustálené pojížděcí rychlosti vp překonat pasivní odpory-sílu Ft a případný odpor větru Fw. v čepech pojížděrích kol o polopěru R předpokládáme na čepech o poloměru r tření fč a rameno valivého odporu e.
Pp =
k ( Ft + Fw ) ⋅ v p
ηc
k <1... součinitel
ηc..účinnost
⎛ e + fè ⋅ r ⎞ Ft = mQ + mp ⋅ ⎜ + empirické_ dodatky⎟ ⎝ ⎠ R
(
)
Empirické dodatky (vztahy) závisí na druhu jeřábu (rozchod, rozvor kol apod.).
Zvedací ústrojí Zvedací ústrojí se skládá s elektromotoru zdvihu (1), spojky s brzdou (2), několikastupňové převodovky (3), lanového bubnu (4), kladnice (5), pevné kladky (6), která je upevněna na rámu kočky. Kladnice je s pevnou kladnou a lanovým bubnem spojena soustavou lan. Při manipulaci z břemenem o hmotnosti mQ na kladnici o pasivní hmotnosti mk se břemeno zvedá rychlostí vz. Pevná kladka (6) se přitom neotáčí, slouží jako vyrovnávací při napínání obou větví převodu lanového. Pokud se břemeno zastaví, je uvedena v činnost spojka s brzdou (brzda , většinou dvoučelisťová je většinou ovládána elektrohydraulickým odbrzďovačem). Lanový buben je pro menší zdvihy hladký, lano se na něj navíjí těsně nedle sebe (otěr, menší délka bubnu) nebo je buben opatřen drážkou pro vedení lana (dobrá životnost, delší buben).
3
jeraby.doc
Budeme-li uvažovat účinnost jedné kladky η je pak třeba určit účinnost celého kladkostroje ηkl
η kl = 0 ,5. (1 + η) V našem případě visí kladnice na počtu lan N=4 . (Může být i kombinace s lichým počtem lan, pak je vyrovnávací kladka na kladnici a na kočce je pak soustava pevných kladek.) Maximální síla v laně
F1 =
(m
Q
)
+ mk . g
N .η kl
....na tuto tahovou sílu se nadimenzuje lano jmen průměru d
Na základě lana, systému vedení lan přes kladky určíme součinitele α podle kterých se určí jmenovité hodnoty průměrů kladek a bubnu a zaokrouhlí se na normalisované hodnoty. Průměr kladky (nejmenší rozměr v drážce)
Dkladky = α . d − d
Průměr bubnu (na středy navinutých průřezů lana)
Db = α . d
Bude-li požadován zdvih kladnice h, musí při odmotání zůstat na bubnu dva až tři závity. Pak celkový počet závitů
z=
N.h + ( 2 ÷ 3) π . Db
Délka závitové části navíjeného lana (jsou to dvě části) ...konstrukčně přidáme na okraje, střed má mezeru o průměru kladky lb = z. t Otáčky bubnu
nb =
ik . vz π . Db
V další etapě vypočteme celkovou účinnost převodů jako součin účinností kladek, převodů v převodovce a účinnosti brodění kol v oleji ηχ
4
jeraby.doc
Výkon motoru zdvihu
P=
(m
Q
)
+ mk . v z
η
Převodové číslo převodovky (bývá většinou dvoustupňová s čelními koly)
ic =
ne nb
Lana a řetězy Pro podřadnější účely se používají lana konopná a polyamidová. Mají menší životnost ale nepoškozují hrany a stěny zvedaného břemene. Jsou vinuta protisměrně. Lana ocelová se vyrábějí z patentovaných ocelových drátků. Lano je svinuto z pramenů, které mohou vytvořit lano stejnosměrné (vinutí pramenu a lana je totožné-lano je ohebné a má snahu se bez zatížení zkrucovat) nebo protisměrné (opačné vinutí pramenu a lana-lano je tuhé). Prameny se navíjejí na stroji kolem středního drátu nebo konopného provazce (duše-impregnuje zevnitř). Lana mají pak různou konstrukci skladby drátků v lanu charakterizovánu obchodním jménem (Seal, Warrington apod.). Mohou být také jednopramenná, pak mají použití např. u lanovek (mají obal s drátku speciálního průřezu, tak dovnitř neproniká vlhkost). Svařované řetězy se užívají k vázání břemen a ke kotvení. Gallovy řetězy se užívají pro větší nosnosti, jsou celkově bezpečnější. Prostředky k vázání a uchopení břemene
hák jednoduchý
dvojitý
lamelový
chapadlo
třecí držák
Základní prostředek k uchopení je kladnice (viz schema jeřábu). Skládá se ze ze soustavy kladek, otočně uloženého háku na axiálním ložisku, které je opřeno o příčník. Kladky mohou mít samostatnou osu (kladnice normální) nebo mohou být upevněny na příčníku (kladnice zkrácená). Háky jsou většinou kované a břemena se na ně zavěšují pomocí lanových nebo řetězových vazáků (na svých koncích mají háky nebo oka). Lamelové háky vlivem mezer mezi deskami špatně vedou teplo, užívají se proto k zavěšení licích pánví. Chapadla jsou určena pro manipulaci s tyčovým materiálem ve skladech. Z výpočtového hlediska je zajímavý kovaný jednoduchý hák. Je na něm třeba zkontrolovat tahové napětí v závitu, tahové napětí v neužším místě pod závitem (krčku). Dále na složené namáhání proměnlivý průřez lichoběžníkového tvaru (tah a ohyb), další průřez tohoto typu na smyk (viz obrázek). U dvojitého háku se podle norem může podle maximálního úhlu vazáků zavěsit břemeno a tyto průřezy se pak musí opět zkontrolovat na složená namáhání. K dalším prostředkům patří traverzy. Používají se na dlouhá břemena,např. montáž rotorů turbín, zavěšují se na kladnici a tím zmenšují užitečný zdvih. Pro sypké a tekuté materiály se používají různé druhy nádob. Tyto se mohou vyprazdňovat otáčením nebo odklopením dna. Pro mechanické nabírání a i vyprazdňování se používají různé druhy drapáků. Pohon mohou mít buď lanový nebo hydraulický (drapáky na šrotištích kovových odpadů).
5
jeraby.doc
Traverza
nádoba s otev.dnem
drapák
kleště na vyprázdnění kokil
elektromagnet
Zajímavé zařízení jsou kleště na uvolňování ingotů z kokil. Obrácená kokila se zavěsí za výstupky a trnem se obsah kokily vyrazí. Elektromagnety se také používají na skládkách kovového odpadu. Pohyblivé póly lépe dosednou na kovový šrot. Pohon a elektrická výzbroj jeřábů. Elektrický pohon bývá nejčastěji trojfázovým střídavým proudem. Umožňuje dobrou ovladatelnost a individuální pohon každého mechanismu a možnost elektrického brzdění (nadsynchronní, protiproudem). Stejnosměrné pohony mají výhodnější charakteristiku (závislost kroutícího momentu na otáčkách). Hydraulický pohon je užíván většinou u mobilních zařízení (autojeřáby). Spalovací motor pohání hydrogenerátor, který dodává tlakový olej do hydraulických obvodů pro zařízení jeřábu ( zdvihové ústrojí, sklápění výložníku, otáčení a pod.). Jeho význam roste. Vlastní ovládání jeřábu se provádí většinou z kabiny, která je umístěná na vhodném místě konstrukce. K ovládání slouží kontroléry a ovladače .Tyto zařízení mají ve své filosofii užití zabudovánu blokovací funkci, nelze současně zapnout funkce sobě odporující. Kromě toho jsou kritické polohy jištěny koncovými vypínači. Při provozu jeřábů se musí dbát na přísné zásady bezpečnosti a by nebyl ohrožen život a zdraví osob a zabránilo se hmotným škodám, pověření pracovníci (jeřábníci a vazači) podléhají pravidelným školením a zkouškám.
6
jeraby.doc
