ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Предлагается следующая конструкция грейфера.

Вибропобудители (по 2 на каждой челюсти) вращаются в разные стороны для создания силы направленного действия. Грейфер четырёхканатный (рис. 1) состоит из 2-х челюстей: левой 1 и правой 2, траверс: верхней 3 и нижней 4, тяг челюстей: левой 5 и правой 6.

Рис.1 Схема вибрационного грейфера

В корпусе нижней траверсы в подшипниках качения 7 и 8 (рис. 2, 3) установлен вал 9, на котором находятся два свободно вращающихся блока 10 и 11 и закреплённый неподвижно блок 12. К нижней траверсе прикреплен через кондуктор 13 планетарный редуктор 14 серии ПО2 во фланцевом исполнении. Редуктор 14 включён по обратной схеме для повышения частоты вращения. На тихоходный вал 15 редуктора вращение с вала блоков 9 передаётся через коническую передачу 16. С быстроходного вала 17 редуктора вращающий момент передаётся через гибкий вал 18 на дебалансный вибратор 19 (рис.1, 3).

Перед установкой грейфера на штабель для зачерпывания лебедка замыкающего механизма включается на «спуск», и под действием собственного веса нижняя траверса 4 опускается.

При включении лебедки на «подъем» выбирается слабина в канате грейферного полиспаста и начинается вращение блоков траверс: нижней 4 и верхней 3. От блока 12, имеющего наибольшую частоту вращения, приводится в вращение дебалансный вибратор 19, закрепленный на челюсти 1, через коническую пару 16, планетарный редуктор 14 гибкий вал 18. В течение всего процесса зачерпывания, пока выбирается замыкающий канат грейферного полиспаста и вращаются блок 12, вибратор 19 работает. Привод дебалансного вибратора, установленного на челюсти 2, работает аналогично.

Рис.2 Кинематическая схема нижней траверсы вибрационного грейфера

Рис.3. Кинематическая схема вибрационного грейфера

Для эффективного разрушения смёрзшегося грунта вибрационным способом надо, чтобы энергия одного удара была более 200 Дж при частоте ударов более 1500 в мин. При разрушении мёрзлых грунтов для виброударных рабочих органов наиболее оптимальное отношение веса колеблющейся массы к величине возбуждающей силы - 0,25…4 (опыты М.А. Гурина с установками малой мощности).Т.к. весом колеблющейся части является вес челюсти -g₁, то исходное значение возмущающей силы f _д определится, Н:

Значение возмущающей силы в зависимости от параметров дебалансной установки определится, Н:

, где

- амплитуда возмущающей силы, Н

- угловая скорость вращения дебалансов, рад/с

- текущее время, с

- суммарная масса дебалансов, кг

Рис. 3.2. Схема изменения координат точки k при вибрировании

- эксцентриситет массы дебалансов, м

Амплитудное значение возмущающей силы выразится, Н:

По схеме (рис. 2) угловая скорость вращения приводного блока 12 - определится, :

, где

- скорость подъема, м/с

- диаметр блока грейферного полиспаста и каната соответственно, м

Требуемое общее передаточное число редуктора и конической передачи :

Угловая скорость вращения дебаланса :

Диаметр дебалансаd_д, м:

, где

- длина дебаланса, м

2 - количество дебалансов на челюсти

- плотность материала дебаланса, у стали =7800 кг/м ³

Момент инерции массы дебаланса относительно оси вращения , кг·м ²:

Момент инерции вращающейся массы дебаланса, приведенный к валу приводного блока

, где

1.2 - коэффициент вращающихся масс, установленных на одном

валу с дебалансами

h_о- значение общего к.п.д. механизма привода дебалансов

Момент инерции вращающейся массы приводного блока , кг·м ²:

, где

m_б- масса приводного блока, кг

Суммарный момент инерции вращающихся масс , кг·м ²:

Момент сил инерции вращающихся масс, приведенный к валу приводного блокаm_д, Н·м:

,где

=1…2 - продолжительность разгона механизма подъема , с.

Окружное усилие на приводном блокеf_о, Н:

, где

Усилие в замыкающем канатеs_кпри реализации номинальной грузоподъемной силы кранаq, Н:

, где

- число ветвей, на котором подвешен грейфер

h_нб- к.п.д. направляющих блоков

Для предотвращения буксования каната по блоку необходимо выполнение условия:

, где

m=0,12 - коэффициент сцепления каната с блоком

a=p- угол обхвата блока канатом, рад

k=1,2…1,5 - коэффициент запаса.