Національний університет водного господарства та природокористування

В.Г. Нікітін, О.З. Бундза, Д.Л. Серілко

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ З ВИВЧЕННЯ ВАНТАЖОПІДІЙМНОЇ, ТРАНСПОРТУЮЧОЇ ТА ТРАНСПОРТНОЇ ТЕХНІКИ

Рекомендовано

методичною радою університету

як навчально-методичний посібник

для студентів які навчаються за напрямом 6.050503 «Машинобудування» професійного спрямування «Підйомно - транспортні, будівельні, дорожні, меліоративні машини та обладнання», «Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів» за освітньо-кваліфікаційними рівнями - “бакалавр”,

Рівне НУВГП 2015

Міністерство освіти і науки України

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

В.Г. Нікітін, О.З. Бундза, Д.Л. Серілко

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ З ВИВЧЕННЯ ВАНТАЖОПІДІЙМНОЇ, ТРАНСПОРТУЮЧОЇ ТА ТРАНСПОРТНОЇ ТЕХНІКИ

Навчально-методичний посібник

Автори: В.Г. Нікітін

О.З. Бундза

Д.Л. Серілко

 

 

Затверджено методичною

радою університету,

протокол №.

До друку дозволяю

Перший проректор університету

 

 

Рівне НУВГП 2015

УДК 621.873, 621.86

C - 13

 

Рецензенти:

В.Н. Стрілець, доцент кафедри теоретичної механіки, інженерної графіки та машинознавства НУВГП

М,П Скоблюк, доцент кафедри будівельних, дорожніх, меліоративних, сільськогосподарських машин і обладнання НУВГП

 

Рекомендовано кафедрою будівельних, дорожніх, меліоративних, сільськогосподарських машин і обладнання,

протокол № 6 від 30.12.14.

Затверджено методичною радою університету

Протокол № 8 від 21.06.07.

 

Автори: В.Г. Нікітін

О.З. Бундза

Д.Л. Серілко

 

 

С - 13 Нікітін В.Г., Бундза О.З. Лабораторний практикум з вивчення

вантажопідйомної, транспортуючої та транспортної техніки

Навчально-методичний посібник.- Рівне: НУВГП, 2015. –95 с.

 

Наведено відомості, необхідні для допомоги студентам під час виконання лабораторних робіт, пов’язаних з вивченням підйомно-транспортного обладнання (конструкція, визначення основних робочих параметрів, налагодження, оцінка працездатності). Навчально-методичний посібник надасть методичну допомогу в процесі підготовки до лабораторних робіт, їх проведення, виконання звіту та в процесі їх захисту.

Видання призначене для використання під час вивчення дисципліни “Вантажопідйомна, транспортуюча та транспортна техніка” студентами, які навчаються за напрямом 6.050503 «Машинобудування» професійного спрямування «Підйомно - транспортні, будівельні, дорожні, меліоративні машини та обладнання», «Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів» за освітньо-кваліфікаційними рівнями - “бакалавр”,

 

 

Іл.: 54. Табл.: 8. Библіогр.: 13 назв.

 

© В.Г.Нікітін, О.З. Бундза, 2015

З М І С Т

ВСТУП ………………………………………………………………….5

Загальні положення..............................................................................7

Лабораторна робота № 1. оцінювання стану вантажо – підйомних органів та їх вибракування…...………........8

Лабораторна робота № 2. Визначення геометричних параметрів елементів гакової підвіски та їх порівняння відповідності розрахунковим …..……...18

Лабораторна робота № 3. Дослідження роботи силових поліспастів …….………………………………………………....23

Лабораторна робота № 4. Конструкція і ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ двоколодкових гальм ……………………….31

Лабораторна робота № 5. Дослідження механізму підйому вантажу поворотного стрілового крану КЛ-3………………………………………………………………........38

Лабораторна робота № 6. ВИВЧЕННЯ КОНСТРКЦІЇ І ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ ЛЕБІДКИ.......................45

Лабораторна робота № 7. ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ ТАЛЯ…………………………..…….…………………...58

Лабораторна робота № 8. ДОСЛІДЖЕННЯСТІЙКОСТІ СТРІЛОВОГО КРАНУ…………………………………………........72

Лабораторна робота № 9. ЗНАЙОМСТВО З КОНСТРУКЦІЄЮ, ОРГАНАМИ КЕРУВАННЯ БАШТОВОГО КРАНА І ОТРИМАННЯ ПРАКТИЧНИХ НАВИКІВ РОБОТИ НА ТРЕНАЖЕРІ КРАНА КБ-403………………………………………………………………….......82

Лабораторна робота № 10. ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ВЕДУЧОГО БАРАБАНА СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА……………………….....90

Список джерел інформації …………………...……………………..97

ВСТУП

 

Навчально-методичний посібник призначений для використання під час вивчення дисципліни “ Вантажопідйомна, транспортуюча та транспортна техніка ” (далі ВПТТТ) студентами, які навчаються за напрямом 6.050503 «Машинобудування» професійного спрямування «Підйомно - транспортні, будівельні, дорожні, меліоративні машини та обладнання», «Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів.

Дисципліна ВПТТТ є сполучною ланкою між загально-інженерними та професійно-орієнтованими дисциплінами, її структурно-логічне місце в освітньо-професійній підготовці фахівця-механіка знаходиться поряд з такими дисциплінами, як «Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання», «Технологічні основи машинобудування», «ТКМ і матеріалознавств», «Деталі машин». Вона закладає підґрунтя для вивчення базових для формування фахівця-механіка спеціальності ОХВіПБМ дисциплін: «Проектування металоконструкцій машин», «Технологічні комплекси виробництва будівельних матеріалів», Машини та обладнання технологічного транспорту», «Експлуатація та обслуговування машин» а фахівця-механіка спеціальності ПТДБММіО – «Машини для земляних робіт», «Меліортивні машини та обладнання для водного господарства», «Дорожні машини».

Об’єктами вивчення дисципліни ПТМ є широко розповсюджене на будь-якому виробництві специфічне підйомно-транспортне устаткування - домкрати, лебідки, підйомники, крани, конвеєри. Метою вивчення дисципліни є формування у фахівця-механіка передбачених кваліфікаційною характеристикою спеціальності знань, умінь і навичок, необхідних для розробки, монтажу, організації ефективної експлуатації і удосконалення ВПТТТ. Під час вивчення дисципліни увага приділяється таким типовим складовим частинам ВПТТТ, які широко використовуються також в машинах і основному технологічному обладнанні – гнучким органам, поліспастам, гальмам тощо.

Лабораторні заняття являються найефективнішою формою навчального процесу стосовно формування умінь і навичок щодо визначення та вимірювання робочих параметрів обладнання, його налагодження, регулювання та оцінки працездатності. Даний навчальний посібник підготовлений для надання допомоги студентам у процесі підготовки до лабораторних робіт, їх проведення, виконання звіту та його захисту. Наведені відомості щодо об’єктів, які вивчаються в лабораторних роботах, у разі її засвоєння достатні для успішного захисту звітів шляхом тестування на ПЕОМ.

Якість отриманих на лабораторних заняттях знань, умінь і навичок, крім тестування, контролюється під час проведення виконання кваліфікаційних контрольних завдань (ККЗ), підсумкового контролю (іспиту) з дисципліни ВПТТТ.

 

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Методичні вказівки складено відповідно до програми дисципліни “ Вантажопідйомна, транспортуюча та транспортна техніка (ВПТТТ)”.

Лабораторні заняття (ЛЗ) проводяться в лабораторії кафедри будівельних, дорожніх, меліоративних, сільськогосподарських машин і обладнання (ауд.ПМ) підгрупами з 8 - 12 чол

Перед початком циклу ЛЗ із ВПТТТ студенти повинні вивчити правила техніки безпеки, викладені в окремій інструкції, та розписатись у спеціальному журналі.

Під час ЛЗ студенти поглиблюють та закріплюють теоретичні знання, вивчають конструкції найбільш широко використовуваних ВПТТТ та їх частин, а також набувають навичок налагодження, регулювання, управління та вимірювання основних параметрів ВПТТТ.

Кожна лабораторна робота виконується у такій послідовності:

– з`ясування конкретних задач даної роботи та порядку їх розв`язання;

– вивчення конструкції об`єкту дослідження – стенда, установки, машини;

– ознайомлення з порядком виконання роботи, одержання (за необхідності) у викладача вихідних даних або конкретного завдання;

– розв’язання конкретних задач даної роботи – проведення необхідних замірів, розрахунків, регулювання, експериментальної перевірки тощо;

– узгодження отриманих результатів із викладачем, оформлення звіту, його перевірка і підпис викладачем;

– захист звіту про виконання ЛР.

Звіт про роботу повинен містити: найменування та задачі лабораторної роботи; схеми або ескізи устаткування, що вивчається, з експлікацією складових частин; вихідні дані, одержані у викладача; результати замірів, хід і результати обчислень з розшифруванням буквених позначень; висновки.

Усі десять, передбачених програмою, лабораторних робіт повинні бути виконані (відпрацьовані в лабораторії), оформлені і захищені навіть, якщо студент був відсутнім на аудиторних заняттях з якихось причин.

Короткі теоретичні відомості з кожної теми, якої стосується ЛР, наведені в цих методичних вказівках для використання студентами у поєднанні з рекомендованою літературою, як на стадії підготовки до роботи, так і під час повторення матеріалу перед захистом роботи.

Захист звіту стосовно ЛР проводиться шляхом відповіді на контрольні запитання з використанням тестів на ПЕОМ або усного опитування. Звичайний тест стосовно ЛР містить 15 питань і задач різної складності і, відповідно, різної “питомої ваги” у загальній трьохбальній оцінці роботи. Указані 15 питань обираються з 45 контрольних питань, складених до кожної ЛР. На звичайний тест відповідають студенти, які виконали ЛР під час занять за розкладом. “Довгий” тест містить усі 45 питань. На нього відповідають студенти, що з якихось причин були відсутні на аудиторних заняттях за розкладом і відпрацьовували ЛР згідно з додатковим графіком.

Оцінка лабораторної роботи складає 3-5 балів: виконання роботи в час, який передбачений розкладом занять – 1 бал; оформлення звіту відповідно до вимог методичних вказівок – 1 бал; захист роботи на “відмінно” – 3 бали, на “добре” – 2 бали, на “задовільно” – 1 бал.

 

Лабораторна робота 1

оцінювання стану вантажо – підйомних органів та їх вибракування

Навчальні задачі:

· вивчення конструкцій канатів та ланцюгів на натурних зразках, набуття навичок вимірювання та браковки канатів та ланцюгів;

· оцінка міцності канату та ланцюга.

 

 

Лабораторне обладнання

 

1. Стенд зі сталевим і пеньковим канатами різних конструкцій і діаметрів, у тому числі: конопляні (прядив'яні) канати діаметром 12-40 мм; сталеві канати подвійного сукання типу ЛК-Р і ТК діаметром 9,3 - 22 мм; спіральний закритий канат діаметром 32 мм з верхнім шаром z-подібного дроту.

2. Стенд з ланцюгами різної конструкції га розмірів, у тому числі відрізки зварних каліброваних і некаліброваних ланцюгів: ланцюги пластинчасті втулкові, втулково-роликові та їх складові частини; ланцюги штамповані.

З. Таль ручний черв'ячний, обладнаний вантажним пластинчастим ланцюгом і зварним каліброваним тяговим ланцюгом.

4. Відрізки канатів різних конструкцій, які мають різний ступінь спрацювання.

5. Відрізки ланцюгів різких конструкцій і розмірів з різним ступенем спрацювання.

6. Вимірюваний інструмент - штангенциркуль, мікрометр, лінійка.

 

Короткі відомості

 

Канати - сталеві, конопляні, капронові - використовуються як вантажні, тягові, несучі і чалочні (для стропування вантажів). Конопляні і капронові канати застосовуються порівняно рідко.

Сталеві канати, які широко застосовуються, виготовляють з дротів діаметром 0,2-2 мм. Матеріал дротин - вуглецева сталь з межею міцності на розрив (тимчасовий опір) 1400-2000 МПа (Н/mm²).

 

Умовне позначення канату

 

Канат 24-Г-В-С-Л-Н-1760 ГОСТ 2688-80. Тут 24 - діаметр каната мм; Г,ГЛ- вантажний, вантажнолюдський; В.І - механічні властивості дроту (з дроту вищої марки В виготовляють канати ГЛ, з дроту марки 1 - 1); С (Ж, ОЖ) вид покриття (світлий дріт з цинковим покриттям для жорстких чи особливо жорстких умов роботи); Л- канат лівого хрестового навивання (в канаті правого навивання буква не вказується); Н(Р) - такий, що не розкручується (чи розкручується); 1760 - маркувальна група за тимчасовим опором розриву дротин, МПа.

Як вантажні найчастіше застосовуються канати подвійного сукання (дротини звиті в сталки, а станки навколо осердя - в канат), що на рис. 1.1. У канаті хрестового сукання напрями сукання дротин у станки та станок у канат не збігаються, у канаті одностороннього сукання - збігаються.

В залежності від характеру контакту, між дротинами двох сусідніх шарів у сталках канати бувають з точковим (ТК), лінійним (ЛК) і комбінованим точково-лінійним контактом (ТЛК). Найбільшого поширення набули канати з лінійним контактом, більш гнучкі, довговічні та міцні, ніж канати ТК.

Рис. 1.1. Будова канату подвійного сукання

Умовне позначення конструкції канату:

 

Канат ЛК-Р6 - 19(1/6 + 6/6)+ 1 o.с.,

де перші літери характеризують тип сукання дротинок у сталку. Лінійний контакт (ЛК) дротин сусідніх шарів сталки може бути виконано в різних варіантах: ЛК-Р - у верхньому шарі сталки дротини різного діаметру (рис 2,а); ЛК-О - в кожному шарі сталки дротини однакового діаметра (рис 2,6); ЛК-РО - дротини різного і однакового діаметра по шарах сталки (рис.2.в); ЛК-3 - у сталці є дротики малого діаметра, які заповнюють проміжки між основними дротинами (рис. 2, г).

Перше число в позначенні конструкції (6) вказує кількість сталок канату, друге (19) - кількість дротин у сталці (в дужках - розподіл дротин у шарах). Кількість дротин буває 19, 25, 36. Після знаку "+" вказується кількість осердь та їх тип: o.с. - органічне осердя; и.с. - осердя з штучних матеріалів; м.с. - металеве осердя (найчастіше це ще один канат подвійного сукання).

Рис. 1.2. Варіанти виконання сукання дротинок у сталку

 

Бракування канату виконується за кількістю обривів зовнішніх дротин на кроці сукання канату; за ступенем спрацювання чи корозії дротин: зовнішніми бракувальними ознаками.

Максимально припустима кількість обривів на кроці сукання наведена в табл.1 і складає звичайно 10% від кількості дротин у канаті. При наявності спрацювання дротин припустима кількість обривів зменшується. Якщо знос сягає 40%, то канат бракують незалежно від кількості обривів.

Зовнішні бракувальні ознаки: обірвана сталка, видно осердя, є залом або сильна деформація перерізу (розплющення), пошкодження зварюванням.

Вибір канату з каталогу (приклад – табл..1) для конкретних умов експлуатації здійснюється за розривним зусиллям:

(1.1)

де S_max - максимальне зусилля, що розтягує канат у процесі його роботи, з урахуванням ККД блоків, kН;

К_К - коефіцієнт запасу міцності, який залежить від типу вантажопідйомної машини та групи режиму роботи. Значення цього коефіцієнта - від 3 до 9 (найчастіше 5-6).

Документом, що дозволяє використовувати канат, є акт-сертифікат заводу - виробника, в якому, поряд з іншими параметрами, вказано розривне зусилля канату в цілому. Якщо на канат немає сертифікату, то розривне зусилля канату в цілому Р_к (кН) можна визначити за результатами його випробувань (ГОСТ 3241 -80).

(1.2)

де μ - коефіцієнт, що залежить від конструкції канату, можна приймати μ =0,83;

Р_Σ - сумарне розривне зусилля всіх дротин у канаті, кН;

Р_Σ = P_В Z_В + Р_м Z_м,

де Р_в, Р_м - розривні зусилля дротин різного діаметра, кН;

Z_В, Z_M - кількість дротин відповідного діаметра в канаті.

Таблиця 1.1.

Каталог канатів

Діаметр канату, dК, mm	Маркувальна група за тимчасовим опором розриву, МПа
Розривне зусилля канату, кН
8,3	-	34,8	38,2	41,6
9,1	-	41,6	45,5	49,6
9,9	-	48,9	53,5	58,4
11,0	-	62,9	68,8	75,2
12,0	-	71,8	78,6	85,8
13,0	71,0	81,3	89,0	97,0
14,0	86,7	99,0	108,0	118,0
15,0	100,0	114,5	125,5	137.0
16,5	121,5	139,0	152,0	166,0
18,0	145,0	166,0	181,5	198,0
19,5	167,0	191.0	209,0	228.0
21,0	194,5	222,0	243,5	265.5
22,5	220,5	251,0	275,0	303,5

 

 

Розривне зусилля дротин звичайно визначають експериментально при їх розриванні на спеціальних машинах. Орієнтовно визначити розривне зусилля дротин можна через площу їх перерізу та тимчасовий опір розриву:

(1.4)

(1.5)

де Р_в, Р_м - розривні зусилля дротин великого і малого діаметрів, кН;

F_b, F_м - площі перерізів дротин різного діаметра, мм²;

σ_min - тимчасовий опір розриву (максимальне напруження) матеріалу дротин, МПа (Н/мм²). Можна приймати σ_min= 1400 MПa;

d_B, d_M - діаметри дротин, мм.

Ланцюги

У вантажопідйомних машинах застосовуються такі ланцюги:

• зварні вантажні та тягові з маловуглецевих сталей, що легко зварюються марок Ст. 2, Ст 3, Ст 10, які мають межу міцності при розтягуванні σ_тим = 350 - 450 МПа (рис. 1.3 та рис. 1.4);

• пластинчасті з сталей 40, 45, 50 (σ_тим = 550 - 600 МПа).

Рис. 1.3. Конструкція втулково-роликового вантажного ланцюга.

 

Рис. 1.4. Конструкція зварного вантажного ланцюга

Зварні некалібровані ланцюги (допуск на крок ±0,1d_л) широко використовуються для виготовлення стропів. У каліброваних ланцюгів більш жорсткий допуск на крок (±0,03<4) та ширину ланки, що забезпечує можливість їх роботи з зірочками.

Позначення зварного ланцюга: ланцюг А1-10х20 ГОСТ 2319-81.

Тут: А, В - коротколанкові (крок t_л =2.6d_л) та довголанкові (t_л=3,6 d_л); 1,2 - виконання (1 - калібровані, 2 - некалібровані); 10 - діаметр прутка (калібр), мм; 20 - крок ланцюга, мм.

Позначення вантажного пластинчастого ланцюга: ланцюг 160-1-50 ГОСТ 191 -82. Тут: 160 - руйнуюче навантаження ланцюга, кН; 1 чи 2 - виконання ланцюга - розбірний чи нерозбірний; 50- крок ланцюга, мм.

Методики вибору ланцюга і канату аналогічні. При розрахунку потрібного розривного зусилля ланцюга коефіцієнт запасу міцності приймають від 3 до 8.

Ланцюги поступаються канатам за багатьма показниками (надійності, припустимій швидкості, рівню шуму, вазі), однак можуть працювати з зірочками малих розмірів, тому використовуються там, де вимоги до габаритів ВПМ жорсткі. Зварні ланцюги завдяки гнучкості у всіх напрямках зручні для роботи вручну (як стропи, тягові ланцюги).

 

Порядок виконання роботи

 

1. Вивчити конструкцію виданого викладачем зразка канату, виконати ескіз канату та його перерізу так, щоб було видно конструкцію сталки. Виміряти діаметр канату і дротин різного діаметра, вибираючи для вимірювання незношені дроти. Результати навести в такому вигляді:

 

діаметр канату, мм

кількість сталок

вид осердя

кількість дротин у сталці

кількість шарів у сталці

кількість дротин у кожному з шарів

вид контакту поміж дротинами суміжних шарів (ТК чи ЛК)

кількість, тонких дротин у канаті

кількість товстих дротин у канаті

діаметр тонких дротин

діаметр товстих дротин

вид сукання (хрестовий чи односторонній)

напрям сукання канату (правий, лівий)

вид покриття дротин

крок сукання канату, мм

2. Записати умовне позначення канату і його конструкції.

3. Розрахувати орієнтовне значення розривного зусилля канату в цілому. Для цього визначити:

а) площу перерізу дротини, мм²,

товстої

тонкої

б) розривне зусилля, кН,

товстої дротини

тонкої дротини

сумарне всіх дротин

канату в цілому

1.

2.

3.

4. Визначити табличне значення розривного зусилля канату в цілому при СГ - 1400 МПа (наприклад, за табл.1.1) і порівняти його з розрахунковим.

5. Визначити максимальне спрацювання (в %) дротин верхнього шару сталки. Для цього виміряти діаметр дротини d_mіn у місці найбільшого спрацювання (наприклад, у місці обриву) і діаметр дротини d_H0M того ж діаметра без слідів спрацювання (наприклад, з середнього шару станки). Значення діаметрів підставити у формулу:

(1.6)

Визначити кількість обривів дротин на кроці сукання. Результати навести в такому вигляді:

кількість обривів на кроці сукання

спрацювання дротин, %

наявність дефектів (так, ні)

обірвана сталка

видно осердя

деформація перерізу

пошкодження зварюванням

висновок про придатність до подальшої експлуатації (так, ні).

6. Вивчити конструкції виданих викладачем зразків ланцюгів та виміряти основні розміри. Виконати ескіз ланцюгів та вказати основні розміри (див. рис. 1.3, 1.4).

7. Записати умовні позначення ланцюгів.