Файл: Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 150

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Г и б к и й

ч е р п а к

о в ы й

п р и в о д (рис. 91, а) состоит

из двух ведущих

шкивов 5,

насаженных на валу черпаковой машины 4,

и двух ведомых 7, насаженных на промежуточный вал 6, установленный на площадке черпаковой башни. С помощью ремней 3 передается мощ­ ность от ведущих шкивов к ведомым. Вращение от промежуточного ва­ ла к валу 8 верхнего черпакового барабана 1 передается при помощи зубчатой передачи 2, ведомые шестерни которой насажены на вал 8 верхнего черпакового барабана.

Рис. 91. Черпаковые приводы

При гибком приводе используется вертикальная паровая машина, которая устанавливается перпендикулярно диаметральной плоскости судна. Этот привод отличается простотой и высоким к. п. д., так как в нем применены всего две передачи — ременная и зубчатая. Как видно из описания, в приводе применены две двойные ременные и две зубча­ тые передачи, что позволяет уменьшить габариты передачи.

В гибком черпаковой приводе ременная передача защищает черпаковую цепь и привод от повреждения при внезапной остановке черпа­ ковой цепи, так как ремень при внезапной остановке черпаковой цепи начинает буксовать по шкиву. Этот привод применяется на снарядах производительностью не более 400 м3/ч.

К недостаткам гибкого черпакового привода следует отнести про­ буксовывание ременной передачи в нормальных условиях эксплуата­ ции, что приводит к снижению производительности снаряда. Для

152

уменьшения проскальзывания ремня его периодически необходимо стя­

гивать путем перешивки.

п р и в о д (рис. 91, б) наи­

Ж е с т к и й

ч е р п а к о в ы й

более распространен на морских снарядах любой производительности. Он состоит из нижней передачи, вертикального валопровода и верхней передачи. Вращение от вертикальной черпаковой машины 12, распо­ лагаемой вдоль диаметральной плоскости судна, передается зубчатому редуктору 10, а от него с помощью конической передачи 8 — верти­ кальному валу 5. Верхняя передача состоит из второй конической зуб­ чатой передачи 4 и двух пар цилиндрических зубчатых колес 3 и 2, вра­ щающих второй промежуточный вал и вал верхнего барабана 1. Для увеличения прочности зубьев и повышения плавности зацепления зубчатые колеса верхней передачи имеют шевронные зубья.

Вертикальный вал вращается в опорных подшипниках 6 и упорном подшипнике 7, который воспринимает вес вала и осевые нагрузки, воз­ никающие при работе конических передач. Редуктор привода пред­ ставляет собой двухступенчатую коробку скоростей. На его ведомый вал 14 свободно посажены две шестерни 13, которые могут сцепляться с кулачковой муфтой 9, перемещающейся вдоль вала на скользящей шпонке. Благодаря различным диаметрам шестерен в редукторе верх­ ний черпаковый барабан имеет две скорости вращения. При разработ­ ке средних и легких грунтов ему сообщается большая скорость враще­ ния, а тяжелых грунтов — меньшая.

Для предохранения черпаковой цепи и привода от поломок при вне­ запной остановке черпаковой цепи в соединительной муфте 11 устанав­ ливается предохранительное устройство, отключающее черпаковую машину от редуктора, а следовательно, и от черпакового привода.

К недостаткам этого привода следует отнести большое количество зубчатых передач, при которых общий к. п. д. привода редко бывает выше 0,65.

При приводе верхнего черпакового барабана от электромотора последний устанавливается на площадке черпаковой башни, тем самым упрощая привод, так как становится ненужной нижняя зубча­ тая передача и вертикальный валопровод с коническими шестернями.

В этой схеме привода (рис. 91, в), примененной на дизель-электри­ ческих снарядах типа «Нева», электродвигатель 2 соединен с редукто­ ром / при помощи эластичной муфты 8. Редуктор состоит из двух пар цилиндрических зубчатых колес с косым зубом, работающих в масля­ ной ванне. Выходной вал редуктора 9 является первым промежуточным валом привода, на котором насажены две шестерни, находящиеся в зацеплении с двумя зубчатыми колесами 6, насаженными на второй про­ межуточный вал / / , состоящий из двух частей. На этом валу насажены шестерни зубчатой передачи 5, вращающей вал 4 верхнего черпакового барабана 3. Фрикционные муфты 10 установлены на первом промежу­ точном валу 9. При внезапной остановке черпаковой цепи и при пере­ грузках они отсоединяют редуктор с электродвигателем от остального привода.

На рис. 92 показана конструкция фрикционной муфты. Ее полумуф­ та / насажена на конец зубчатой шестерни 14 и закреплена на ней вин-

153


том 2. Ступица муфты 3 насажена на шпонке на первый промежуточный вал 13, на котором шестерня 14 сидит свободно. К полумуфте на болтах 4 крепится корпус муфты 5, который внутри имеет зубцы. Такие же зубцы имеются снаружи ступицы. Между корпусом и ступицей уста­ новлены ведущие 6 и ведомые 7 фрикционные диски. Ведущие диски зубцами соединены со ступицей, а ведомые — с корпусом.

ако

Рис. 92. Фрикционная муфта

Если сжать между собой диски, то благодаря наличию на них фрик­

ционных поверхностей вращение вала

13 через ступицу 3, ведущие 6

и ведомые 7 диски будет передаваться

корпусу муфты 5, полумуфте /

и шестерне 14.

 

Если передаваемый шестерней момент возрастет, то диски начнут проворачиваться относительно друг друга и цепь остановится. Для того чтобы диски передавали необходимый момент, они должны быть сжаты с определенным усилием. С этой целью корпус закрыт крышкой 8, в которую на резьбе ввернуты стаканы 9 с находящимися в них пру­ жинами 10. С одной стороны каждая пружина упирается в фрикцион­ ный диск, а с другой — в сухарь /7.

154

Чтобы предохранить корпус муфты от попадания пыли, между крыш­ кой и валом установлено фетровое уплотнение 12.

Для увеличения трения между дисками к ним приклепывают ас­ бестовый лист.

§ 43. Определение мощности двигателя черпакового привода

Мощность двигателя черпакового привода затрачивается на ре­ зание грунта, его подъем до уровня воды и последующий подъем до высшей точки черпаковой цепи, а также на преодоление трения з чер­ паковой устройстве и приводе. Она может быть представлена выраже­ нием

 

 

 

 

 

 

N4=N>

+N°

+N"

л

. с ,

 

 

 

(78)

 

 

 

 

 

 

 

 

Чц Чп Г)д

 

 

 

 

 

 

 

где

./Vp — мощность, расходуемая на резание

грунта;

 

 

 

 

jVn

— мощность, расходуемая на подъем грунта до уровня

воды;

 

N'n — мощность,

расходуемая на подъем

грунта от уровня

воды

 

 

до уровня

сброса;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)ц

— к. п. д. черпакового

устройства,

учитывающий

потери на

 

 

трение в шарнирных

сочленениях

цепи, роульсах и черпа-

 

 

ковых барабанах;

предельно

т)ц — 0,8;

 

 

 

 

т]п

— к. п. д. черпакового привода,

учитывающий потери на тре­

 

 

ние в механизме привода; среднее значение т)п •= 0,75^-0,8;

 

т|д

— к. п. д. черпакового двигателя, учитывающий потери на тре­

 

 

ние в самом

двигателе;

для

паровой машины

г\

=

0,8;

 

 

для

электродвигателя

т)д

0,95.

 

 

определена

 

Мощность, расходуемая на резание грунта, может быть

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tn

Uq

Tr, v4

л. с,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tfD =

- 5 - l =

-

^

 

 

 

(79)

 

 

 

 

 

 

р

60-75

 

4500

 

 

 

 

 

V

'

где

Т р

— усилие, затрачиваемое на резание грунта, кгс;

 

 

 

 

v4

— скорость

резания

грунта черпаками на нижнем барабане,

 

 

м/мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Усилие, затрачиваемое

на резание

грунта,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tv

= cyMW2/*

кгс,

 

 

 

(80)

где

с — коэффициент,

зависящий

от рода разрабатываемого

грунта;

 

 

для легких

грунтов (песчано-илистых, песков и др.) он равен

 

 

около 40;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тм — удельный

вес извлекаемого

мокрого

грунта;

 

 

 

 

W — емкость черпака,

л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость

резания

 

грунта

черпаками

на

нижнем барабане равна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УЧ = ^ д . с р — —

м/мин,

 

 

 

(81)

# с р

155


где

Rcp

— средний рабочий радиус вращения

барабана

 

 

R ср

(82)

здесь

tn

— шаг черпаковой цепи;

 

барабана;

 

г — число граней нижнего черпакового

 

R4

— радиус вращения черпака

 

 

 

Я ч - У ^ б + О Ч Е 2 ,

(83)

здесь гб г*

'ц. ср

радиус окружности, вписанной в многоугольник барабана; вылет черпака, измеренный от основания каретки; смещение наиболее удаленной точки резака относительно плоскости, делящей пополам расстояние между отверсти­ ями черпаковых пальцев; средняя скорость черпаковой цепи, определяемая по фор­ муле

иц . cP = n4tlx,

(84)

здесь /?ч —число черпаков, опоражнивающихся

за каждую

минуту

 

на верхнем черпаковом

барабане.

 

 

Мощность,

расходуемая на

подъем грунта до уровня воды, опреде­

ляется по формуле

 

 

 

 

 

 

. . ,

=

<2гр(тм — Г в ) юоо

<2гр#ч(Тм—Тв)

/ о с ,

 

N„

3600-75

 

=

^

л. с ,

(85)

 

 

 

 

 

270

 

 

где Q

производительность

снаряда

по грунту,

м /ч;

 

Нгрч — глубина черпания, м;

воды.

 

 

Тв — удельный вес забортной

 

 

Мощность,

расходуемая на подъем грунта от уровня воды до уров­

ня сброса, определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

Qrp н2

ум

Л. С,

 

(86)

 

 

 

:

270

 

где Я 2

— расстояние от уровня воды до центра тяжести объема грунта,

находящегося в опоражнивающемся черпаке.

 

 

§ 44. Рамоподъемное устройство

Рамоподъемное устройство (см. рис. 74) обеспечивает опускание черпаковой рамы на необходимую глубину черпания, а также ее подъ­ ем в положение по-походному. Для этой цели в корме или носу снаряда, в зависимости от того, где находится черпаковая рама, над прорезью устанавливается рамоподъемная башня (копер) 13, на которой распо­

лагается рамоподъемная

лебедка 14. Так как черпаковая рама вместе

с черпаками

и нижним

черпаковым барабаном имеет большой

вес,

то для уменьшения усилия в рамоподъемном канате 11 между

рамой

и лебедкой

устанавливается полиспаст.

 

156


Полиспаст состоит из нижних блоков 10, подвешенных к раме с помощью тяг 9, и верхних блоков 12, подвешенных к копру.

В полиспаст обычно включают уравнительные блоки, обеспечи­ вающие равномерное натяжение ветвей рамоподъемного каната, иду­ щего к нижним блокам.

Рамоподъемный канат, как правило, наматывается на барабан ле­ бедки в один слой. Для равномерной укладки каната на барабане делается винтовая канавка.

Рамоподъемная лебедка оборудуется тормозным устройством с дис­ танционным и автоматическим управлением. Мощность привода рамо-

подъемной лебедки определяется по формуле

 

А'л

-'X

-1-е-

(87)

 

75-60т)

л

 

где Р — тяга лебедки, кгс;

 

 

 

v — скорость выбирания

каната на барабане лебедки,

м/мин;

г\л — к. п. д. механизма лебедки.

Для определения тяги лебедки устанавливается нагрузка па ра­ моподъемный полиспаст при различных положениях поднимаемой чер­ паковой рамы. Для этого делается графическое построение, изобража­ ющее раму в самом нижнем положении, в положении по-походному и в среднем положении. В каждом из рассматриваемых положений опреде­ ляют положение центра тяжести рамы с черпаками на ней в предполо­ жении, что черпаки на раме полностью заполнены грунтом. Из равен­

ства моментов сил относительно

оси поворота рамы

составим

урав­

нение

 

 

 

 

 

 

 

 

Rb = Ga,

 

 

 

где R — усилие,

приходящееся

на рамоподъемный полиспаст;

 

Ь — расстояние от оси поворота рамы до направления усилия R;

G — вес черпаковой рамы

с черпаками, заполненными

грунтом;

а — расстояние от оси поворота до центра тяжести рамы:

 

 

Из уравнения

определяем

R

 

 

 

 

 

 

 

R = — .

 

 

(88)

 

 

 

ь

 

 

 

 

Необходимая

тяга рамоподъемной лебедки будет равна

 

 

 

 

 

R

 

 

 

(89)

 

 

 

ОТТ1П

 

 

 

где т — суммарное число подвижных

и неподвижных

блоков

полис­

паста;

 

 

 

 

 

 

 

•пп — общий

к. п. д. полиспаста,

зависящий от

числа

блоков,

 

= = _ Ь о ^ - 1 _

 

 

( 9 0 )

 

1 п

0,05m-l,05m '

 

 

 

В зависимости от веса рамы

обычно

т = 4-ьб.

 

 

 

157


Скорость выбирания каната на барабане лебедки может быть опре­ делена по формуле

где L m a x и L m

l a — расстояние между центрами подвижных и

непо­

 

движных блоков полиспаста в двух крайних поло­

 

жениях рамы;

 

т р

— время подъема рамы от самого нижнего положе­

 

ния до положения по-походному. Это время

при­

нимается равным 5—12 чин.

§ 45. Лоткоотводное устройство

На шаландовых снарядах грунт из грунтового колодца отводится в трюм грунтоотвозных шаланд по грунтовым лоткам (рис. 93), имею­ щим наклон к борту снаряда. Грунт движется по лотку под действием силы тяжести. Угол наклона лотков к горизонту должен быть в пре­

делах 25—33°. При меньшем угле в лоток для разжижения

грунта

подают воду специальным

насосом.

 

 

 

 

 

Грунтовой лоток состоит из двух частей — неподвижной,

 

идущей

от грунтового

колодца до

борта,

и

подвижной. Длина подвижного

лотка должна

быть такой,

чтобы

его

конец не

более чем на

1,5—

2 м не доходил

до диаметральной плоскости грунтоотвозной

шаланды

при ее загрузке у снаряда. Высота над уровнем воды конца

подвиж­

ного лотка в опущенном состоянии

должна

быть

достаточной,

чтобы

комингс трюма шаланды помещался под лотком.

 

 

 

В поперечном сечении

неподвижный

лоток

представляет

собой

прямоугольник. Иногда его нижняя часть, по которой движется

грунт,

имеет вогнутую поверхность. Неподвижный лоток у грунтового колод­ ца имеет большую высоту, чем у борта. Стенки его со всех сторон для жесткости имеют подкрепление. На верхней стенке лотка установлен лючок для очистки от грунта и застрявших предметов.

Днище лотка подвергается при движении по нему грунта интен­ сивному износу, поэтому его толщина больше толщины стенок. Иног­ да на днище устанавливают накладные листы толщиной 6—10 мм, предохраняющие его от износа.

Подвижной лоток 3 шарниром / соединен с неподвижным лотком таким образом, чтобы его днищевая часть несколько заходила под дни­

щевую часть

неподвижного лотка. Это исключает просор грунта

при разгрузке

шаланды.

Другим концом подвижной лоток при помощи полиспаста 2 подве­ шен к лоткоподъемной лебедке. Выбиранием каната лебедки подвиж­ ной лоток поднимается до вертикального положения, при котором он не выступает за габариты снаряда по ширине. В это положение лоток устанавливается при швартовке шаланд к снаряду. При пере­ ходах снаряда между портами и участками дноуглубительных работ

158