Emelőkocsi erőelemzés: Három erő magyarázata az emelőberendezés-mérnökök számára

Egy 5 tonnás felső darut ellenőrző karbantartó mérnök számára a kocsit a hídgerendán tartó erők nem csupán tudományos számok. Egy tipikus statikai gyakorlat során az emelőkocsi három erőhatásnak van kitéve: magának a kocsinak a súlyának, a horogra felfüggesztett tehernek és a hajtómű húzásának. E három erő egyensúlya dönti el, hogy a kocsi egy vonalban marad-e, hogy a végkocsi túl nagy terhelést visel-e, és hogy a haladó motornak elegendő nyomatéka van-e a zökkenőmentes indításhoz és leállításhoz. Ennek az egyensúlynak a megteremtése az első lépés a megbízható kocsirendszer kiválasztásában.

Amit a három erő valójában képvisel egy emelőkocsiban

Egy egyszerűsített síkerő-modellben a kocsit merev testként kezelik három párhuzamos erő hatására. Az első maga a kocsi súlya, beleértve az emelőegységet, a keretet és az utazógépeket. A második a felfüggesztett teher függőleges húzása, amelyet a drótkötélen vagy láncon keresztül továbbítanak. A harmadik az a vízszintes hajtó- vagy fékezőerő, amelyet a mozgató mechanizmus a kocsinak a daruhíd mentén történő mozgatására fejt ki.

Ezen alkatrészek mindegyikének van valódi fizikai forrása egy felső daruban. A hajtóerő működési szöge, amelyet a tankönyvi feladatokban gyakran α-val jelölnek, az alkalmazott erő vízszinteshez viszonyított irányát jelenti. A gyakorlatban ez a szög attól függ, hogy a húzóerőt hogyan irányítják, és hogyan csatlakozik a kocsi a hídhoz és a végkocsihoz.

• A kocsi önsúlya általában a legkisebb a három erő közül, de továbbra is hozzájárul a kerékterheléshez.
• A függesztett teher a domináns függőleges erő, és ez határozza meg az emelő teherbírásának megválasztását.
• A hajtóerőnek elegendőnek kell lennie a gördülési ellenállás, a tehetetlenség és az esetleges fékerő leküzdéséhez.

A standard módszer a három erő probléma megoldására

Ha az erő irányai és nagysága ismert, a megoldás a koplanáris párhuzamos erőrendszer szabványos eljárását követi. A beállítás általában úgy kezdődik, hogy minden erőt x és y komponensekre bont. Ha a P erőt a vízszintessel α szögben alkalmazzuk, az A erő vízszintesen, a B pedig függőlegesen lefelé hat, az egyensúlyi egyenletek egyértelműek:

X-irányból: P cos α A = 0.

Az y irányból: P sin α − B = 0.

E két egyenlet megoldása P = B / sin α és A = − B cot α. Az A negatív előjele egyszerűen azt jelzi, hogy a vízszintes erőnek szembe kell néznie P vízszintes összetevőjével, hogy a kocsi egyensúlyban maradjon.

Az alábbi táblázat bemutatja, hogyan változik a szükséges P erő az α szög változásával, 400 lb B függőleges terhelést használva bemenetként. A pontos számok kevésbé fontosak, mint az általuk szemléltetett tendencia: a kisebb szög nagyobb hajtóerőt igényel, a nagyobb szög pedig megváltoztatja a darusín terheléseloszlását.

Gyakorlatilag az α változtatása akár 10 fokkal is közel 20 százalékkal megváltoztathatja a szükséges hajtóerő nagyságát. Éppen ezért a szöget kezdettől fogva körültekintően kell meghatározni, nem pedig utólagos elgondolásként kezelni.

Hogyan irányítja az elemzés az összetevők kiválasztását

Az erőhatások feloldása után a keletkező terhelések a kocsi mechanikai alkatrészeinek tervezési bemeneteivé válnak. A függőleges kerékterhelés az elsődleges bemenet a daru végkocsijának kiválasztásához. A vízszintes hajtóerő határozza meg a hajtómotor szükséges nyomatékát és a darukerékblokk névleges értékét. A felfüggesztett teher és a dinamikus hatások határozzák meg az emelő névleges teherbírását.

Egy igazi darurendszerben a végkocsi meghatározott tengelytávval és sínátmérővel készül, hogy megfeleljen a várható kerékterheléseknek. Gyakori mechanikai hibaforrás, ha egy szabványos végkocsit választanak ki anélkül, hogy ellenőriznék a kocsivázhoz való csatlakozását és azt, hogy bírja-e a számított kerékterhelést. Ha egy kocsit a statikus analízisben leírt három erőhatásnak vetnek alá, a függőleges reakciók legnagyobb részét a végkocsi viseli. Ez az oka annak, hogy a TBM daruvégkocsi-termékcsaládját megerősített részekkel és robusztus kerékcsapágyakkal tervezték a függőleges és vízszintes erőkombinációk kezelésére.

Daruvég kocsi megerősített szakaszokkal rendelkező kocsirendszerekhez Erős függőleges és vízszintes erőkombinációkhoz tervezett végkocsi megtámasztja a daruhidat és a mozgómechanizmust, stabilitást és tartósságot biztosítva az ipari alkalmazásokhoz. Termék megtekintése →

Gyakorlati szempontok a statikus egyensúlyon túl

A statikus egyensúly a kiindulópont, nem a végső válasz. Az üzemi terhelési határértékek, a biztonsági tényezők és a terhelési besorolások mind befolyásolják, hogy a berendezés kialakítása biztonságos-e a napi működéshez. Az általános célú elektromos drótkötél-emelők esetében az európai FEM szabványt vagy azzal egyenértékű besorolást, például az ISO M3-tól M5-ig gyakran használják annak meghatározására, hogy az emelő naponta hány órát tud működni egy adott terhelés mellett. Ez a kötelezettség tényező nem önkényes; befolyásolja a fék méretét, a drótkötél minőségét és a motor hőkapacitását.

A háromerős probléma nem veszi figyelembe a teher lengését, a kültéri daru szélerejét vagy a ferde kifutópálya hatását. Ezeket a többletterheléseket figyelembe kell venni a kocsirendszer általános tervezésénél. A kerékblokkot mind a statikus terhelésre, mind a vezetésből és fékezésből származó vízszintes erőkre vonatkozóan értékelni kell. Amikor a kocsi felgyorsul vagy leáll, a terhelés tehetetlensége további vízszintes erőt fejt ki, amely nem része a tankönyvi statikus problémának. Ezt az extra erőt a kerékperemeknek és a nyomtávnak kell felvennie. A TBM daru kerékblokkjai karimás edzett kerekekkel és tömített csapágyakkal készülnek, hogy ellenálljanak az ismételt oldalirányú terhelésnek.

Tartós daru kerékblokk karimás edzett kerekekkel A nagy szilárdságú ötvözött acélból és tömített csapágyakkal készült kerékblokk ellenáll a gyorsításból és fékezésből eredő oldalirányú terhelésnek, így biztosítva a daru sima és pontos haladását. Termék megtekintése →

Biztonságos kocsirendszer építése TBM emeléssel

Alkatrészek szempontjából a három erő probléma a kocsirendszer minden szakaszában megjelenik. A végkocsinak a kerékterheléseket, a kerékblokkoknak a vízszintes haladási erőket el kell viselnie, a drótkötél-emelőt pedig megfelelő teherbírással és sebességgel kell kiválasztani. A TBM Lifting az SHA7 szabványos magasságú elektromos drótkötél-emelőt és az SHA8 duplagerendás emelőt európai stílusú konfigurációkkal készíti, amelyek egyértelmű kapacitási ráhagyást biztosítanak az ipari kocsis alkalmazásokhoz. A elektromos drótkötél-emelő kínálat A kocsi terhelési útját és a kerékreakciókat figyelembe véve méretezzük, így az alkatrészek csatlakozási pontjai kezdettől fogva úgy vannak kialakítva, hogy elviseljék a számított erőket.

Amikor meghatároz egy kocsirendszert, kezdje a telepítés tényleges erődiagramjával. Határozza meg a felfüggesztett rakományt, a kocsi tömegét, a sínek elrendezését és a meghajtó mechanizmus húzási szögét. Ezekkel az alapvető bemenetekkel a statikus számítás az üzemi terhelések egyértelmű tartományát adja meg. Ezután illessze ezeket a terheket egy emelőhöz és egy sor végkocsi-alkatrészhez, amelyek ugyanazon feladat- és biztonsági szabványok szerint készültek.

SHA7 szabványos fejű elektromos drótkötél-emelő Nagy hatékonyságú motorral és frekvencia-átalakítással a zökkenőmentes működés érdekében ez az emelő alkalmas anyagmozgatásra a gépgyártásban, az autógyártásban és más iparágakban. Termék megtekintése →

Ebben a klasszikus statikai feladatban az emelőkocsi a három erő hatásának van kitéve, de ennek a számításnak az igazi értéke akkor adódik, amikor a tényleges emelőberendezések tervezésére és kiválasztására alkalmazzák. A terhelések feloldására használt analitikai módszer ugyanaz, mint amely meghatározza, hogy a kocsi zökkenőmentesen fog-e futni, a sínén marad-e, és eléri-e a tervezett élettartamát. Ha az erőmegoldást a megfelelő névleges emelőkhöz, végkocsikhoz és kerékblokkokhoz illeszti, elkerülheti az alulméretezett alkatrészekből adódó költséges meghibásodásokat. Az adott kocsi és daru elrendezésén alapuló erőszámításért forduljon a következőhöz TBM műszaki csapat .