ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Исследования позволили решить ряд задач по обеспечению нормальной работы грейферов в межнавигационный период:

- за счет установки на режущей кромке клыков таврового сечения достигается увеличение начального заглубления;

- применение вибропобудителей снижает усилия в замыкающем канате в связи со снижением коэффициента внешнего трения в смерзшемся сыпучем грузе на 40...45%;

- снижение вероятности выдергивания грейфера из груза обеспечивается созданием дополнительного усилия при закрытии челюстей грейфера от пружинного аккумулятора.

На основе авторского свидетельства СССР №1364596 и результатов эксплуатации разработана конструкция грейфера-рыхлителя с пружинными аккумуляторами энергии.

Грейфер четырёхканатный (рис. 1) состоит из двух челюстей: левой 1 и правой 2, траверс: верхней 3 и нижней 4, тяг челюстей: левой 5 и правой 6. В корпусе нижней траверсы 4 ниже блоков грейферного полиспаста размещены аккумуляторы энергии - пружины кручения 7 и 8 (рис. 2). Один конец пружины 7 кинематически связан с проушиной челюсти 1, другой - неподвижно закреплен внутри траверсы 4.

Рис.1 Схема грейфера с пружинными аккумуляторами энергии

Рис.2 Схема установки пружин в нижней траверсе грейфера

Перед установкой грейфера на штабель для зачерпывания лебедка замыкающего механизма включается на «спуск», и под действием собственного веса нижняя траверса 4 опускается. Создается момент раскрытия относительно полых осей 9 и 10 челюстей 1 и 2; этот вращающий момент передается на пружины 7 и 8 с помощью промежуточных валов 11 и 12, одни концы которых жестко связаны с проушинами челюстей 1 и 2, а на других концах закреплены поворотные диски 13 и 14, свободные концы пружин 7 и 8 закреплены в пазах дисков 13 и 14. При включении лебедки на «подъем» траверсы 3 и 4 стягиваются друг к другу и челюсти 1 и 2 закрываются, а раскручивающиеся пружины 7 и 8 создают дополнительный момент закрытия, снижая пиковые нагрузки при проламывании корки смерзшегося сыпучего груза. Пружины 7 и 8 проектируются с тем расчетом, чтобы обеспечивалось раскрытие порожнего грейфера. Несмотря на снижение вместимости, использование грейфера дает экономический эффект за счет сокращения продолжительности текущего ремонта.

Эксплуатация специального грейфера-рыхлителя с вибропобудителями в Нижегородском речном порту показала, что его ресурс до первого капитального ремонта приближается к ресурсу грейферов, работающих при положительных температурах - 300…350 тыс. т.

Пример расчета торсиона:

Момент закручивания торсиона из условия обеспечения раскрытия порожнего грейфера для песка к крану грузоподъемностью 10 т =15300 Н·м; при заднем угле челюстиg=12°угол закручивания составит 78°; по условию прочности конструкции диаметр -d_трабочего участка торсиона определится, мм:

, где

[t₀]=0,42·s_в- предел выносливости при отнулевом пульсирующем цикле работы при ограниченной долговечности, для стали 60С2ВАs_в=1862 Мпа.

Диаметр торсиона должен быть больше 46,01 мм. Примемd_т=0,05 м. Рабочая длина торсионаl_тпод заданный угол закручиванияj=78°, м:

, где

g=8·10 ¹⁰ - модуль упругости сдвига, Па, составит 4,368 м. В соответствии с требованиями ГОСТ 24599-81 «Грейферы канатные для навалочных грузов. Общие технические условия» ширина грейфера независимо от размаха не должна превышать 2,5 м. В конструкции грейфера с торсионными аккумуляторами это требование не выполняется.

Пример расчета пружины кручения:

Для пружины изготавливаемой из этой же стали [s_из]=800 МПа, диаметр проволоки, м:

, где

- коэффициент формы сечения и кривизны витка

- индекс пружины

-средний диаметр пружины

составит . Принимаем , тогда количество рабочих витков составит:

округляем доn=17

Высота рабочей части пружины в свободном состоянии , м:

, где

d=0,5 - зазор между витками

= 1,179м

Наружный диаметр пружины , м:

С учетом габаритов узлов на закрепление концов пружины в корпусе нижней траверсы и на челюсти грейфера ее длина не превысит 2,5 м, требования ГОСТ 24599-81 соблюдены.