РОЗРАХУНКИ_МЕХАНIЗМIВ_I_ВУЗЛIВ

РОЗРАХУНКИ МЕХАНІЗМІВ І ВУЗЛІВ ПТМ















Дереза О.О.







Електронний
навчально-методичний
посібник
до самостійної роботи





Мелітополь, 2022

ЗМІСТ
Вступ ....................................................................................................... 3
1 ВАНТАЖОПІДЙОМНІ МАШИНИ ................................................ 4
1.1 Механізм підйому вантажу ........................................................... 4
1.2 Механізми кранів......................................................................... 10
1.3 Зупинники і гальма ...................................................................... 17
2. ТРАНСПОРТУЮЧІ МАШИНИ ................................................... 20
2.1 Транспортери з тяговим робочим органом................................. 20
2.2 Транспортери без тягового робочого органа .............................. 24
2.3 Пневмо- і гідротранспорт ............................................................ 28
2.4 Бункери і затвори ........................................................................ 31
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ .................................................................... 34










































2

Вступ
Підйомно-транспортні машини (ПТМ) - машини (пристрої),
призначені для переміщення вантажів і людей у вертикальній, гори-
зонтальній і похилій площинах на відносно невеликі відстані в межах
заводів, будівельних майданчиків, портів, складів і т .п.
ПТМ є основним засобом механізації підйомно-транспортних і
вантажно-розвантажувальних робіт в промисловості, будівництві, на
транспорті, в гірничій справі і в сільському господарстві.
В даних методичних вказівках викладені питання теорії підйом-
но-транспортних машин й розрахунки енергосилових параметрів з
урахуванням характеру навантаження машин. Технологічний процес
виробництва нерозривно пов'язаний з переміщенням великої кількості
вантажів, починаючи від подавання сировини до видавання готової
продукції.
При ознайомленні з окремими розділами дисципліни студенти
можуть користуватись рекомендованою літературою, а також само-
стійно вибирати інші джерела інформації.
Тематика матеріалу, який виноситься на самостійну роботу, по-
годжена з типовою програмою з дисципліни та робочою програмою
підготовки бакалаврів спеціальностей 131 «Прикладна механіка» та
133 «Галузеве машинобудування».
Для полегшення роботи студентів у даному посібнику наведено
порядок виконання роботи з підстановкою конкретних числових да-
них. Додатки методичних вказівок містять всі довідкові дані, які не-
обхідні для вибору і розрахунків параметрів машини.


















3

1 ВАНТАЖОПІДЙОМНІ МАШИНИ

1.1 Механізм підйому вантажу

Теми теоретичної підготовки
1 Класифікація ВПМ, їх характеристики
Вантажопідйомні машини служать для переміщення вантажу в
межах обмеженої зони. Вони відносяться до машин циклічної дії і
характеризуються тим, що в робочому циклі періоди дії окремих ме-
ханізмів перемежаються з паузами, при яких працюють інші механіз-
ми. Правильний вибір підйомно-транспортного устаткування є вирі-
шальним чинником нормальної роботи і високої продуктивності ви-
робництва. Загальний розрахунок механізму підйому вантажу полягає
в виборі гака з підвіскою, виборі поліспаста, розрахунку і виборі ка-
ната, розрахунку барабана і кріплень кінців каната, виборі двигуна,
редуктора, муфт та гальм. Найпростіші вантажопідйомні механізми
можуть вибиратися по основним параметрам й без розрахунків.
По роду приводу ВПМ поділяють на машини з ручним та з ма-
шинним приводом (таблиця 1). Для вантажопідйомного встаткування
з машинним приводом установлені наступні режими: легкий (Л), се-
редній (С), важкий (В), вельми важкий (ВВ). Вантажопідйомні маши-
ни з ручним приводом по режиму роботи відносять у самостійну гру-
пу (Р). Інтенсивність роботи ВПМ характеризується відносною трива-
лістю вмикання механізму (ТВ, %).
Таблиця 1 – Режими роботи механізмів

Коефіцієнт
Коефіцієнт
Тип Режим запасу міцності Значення запасу
привода роботи е гальмування
каната kм
kг
Ручний – 4,0 16 1,5
Машинний Л (ТВ 15%) 5,0 16 1,5
С (ТВ 25%) 5,5 18 1,75
В (ТВ 40%) 6,0 20 2,0

2 Елементи механізму підйому
Основним механізмом вантажопідйомної машини (ВПМ) є ме-
ханізм підйому. Сучасні потужні машини потребують розрахунок
основних вузлів для правильного вибору вантажозахватних та тягових

4

органів. В якості гнучких органів для підйому вантажів застосовують-
ся сталеві канати, зварні й пластинчасті ланцюги.
3 Поліспасти
Для зменшення навантаження на робочі органи підйомної ма-
шини використовують поліспаст.
Поліспастом називають систему рухомих і нерухомих блоків,
з'єднаних гнучким зв'язком. Рухомі блоки переміщаються у просторі
й застосовуються для зміни натягу й швидкості каната. Нерухомі
служать для зміни напрямку каната.
Відношення числа вантажних гілок до числа тягових гілок нази-
вають кратністю поліспаста й позначають m, а відношення швидкості
руху приводної гілки до швидкості підйому – передаточним числом і
позначають i. В вантажопідйомних машинах в основному використо-
вуються силові поліспасти.
Для перетворення обертового руху привода піднімального ме-
ханізму в поступальний рух підйому або опускання вантажу служать
вантажні барабани. Уяснити різницю між умовами застосування глад-
ких вантажних барабанів та з гвинтовою канавкою (нарізні). Крок
навивки нарізних барабанів наведено в таблиці 2.
Таблиця 2 – Крок навивки нарізних барабанів

Діаметр Крок навивки Діаметр Крок навивки
каната dк, мм каната t, мм каната dк, мм каната t, мм
7,4…8,0 9,0 17,0…18,0 20,0
8,0…9,0 10,0 18,0…19,0 22,0
9,0…10,0 11,0 19,0…20,0 23,0
10,0…11,0 12,5 20,0…21,5 24,0
11,0…12,0 13,5 21,5…23,0 26,0
12,0…13,0 15,0 23,0…24,5 28,0
13,0…14,0 16,0 24,5…26,0 29,0
14,0…15,0 17,0 26,0…27,5 32,0
15,0…16,0 18,0 27,5…29,0 34,0
16,0…17,0 19,0 29,0…31,0 36,0







5

Завдання для самостійного виконання
Розрахунок кріплення каната до вантажного барабана

Приклад розрахунку
Вихідні дані:
максимальний натяг каната Smax = 22 кН;
режим роботи В (ТВ 40%).



















Рисунок 1 – Розрахункова схема барабана
Руйнівне навантаження каната

Qруйн  Smax  kм,

де kм – коефіцієнт запасу міцності каната, для важкого режиму
роботи kм = 6,0 (таблиця 1).
Qруйн = 22  6,0 = 132 кН.

По руйнівному навантаженню вибираємо канат 16,5-Г-1-Р-1570
ГОСТ 2688-80, діаметром dк = 16,5 мм, вантажний, зі світлого дроту

марки 1, що розкручується, з границею міцності дроту в = 1570 Н/мм ,
руйнівним навантаженням Qр = 139,00 кН (таблиця 3).
Діаметр барабана

Dб = е  dк,
де e – коефіцієнт, для важкого режиму роботи e = 20 (таблиця 1).

Dб = 20  16,5 = 330 мм.
Приймаємо Dб = 330 мм.
6

Крок навивки каната tб = 19 мм (таблиця 2).
Товщина стінки литого барабана

 = 0,02  D1 + 7 мм,
де D1 – діаметр барабана по дну канавки.

D1 = Dб – dк;
D1 = 330 – 16,5 = 313,5 мм;

 = 0,02  313,5 + 7 = 13,3 мм.
Приймаємо  = 14 мм.
Натяг каната перед притискною планкою

S
S  max ,
кр
e f
де e – основа натурального логарифму, e = 2,72;
f – коефіцієнт тертя між канатом і барабаном, f = 0,1...0,16;
 – кут обхвату барабана канатом,  = 4.

22000
S   3340 Н .
кр
, 2 72 , 0 15 4 , 3  14
Зусилля затяжки болта
S
F  кp ,
б
f (  f 1 )( e f 1  ) 1
де f 1 – приведений коефіцієнт тертя між планкою і барабаном.
f
f  ;
1 sin 


1 – кут обхвату барабана канатом при переході від однієї
канавки до другої, 1 = 2;
β – кут нахилу бокової грані затискної канавки на планці,
β = 40°.
, 0 15
f   , 0 23 .
1
sin 40 o



7

3135
F   2315 . H
б
, 0 ( 15  , 0 23 )( , 2 72 , 0 15 2 , 3  14  ) 1
Умова міцності сумарних напружень в перерізі болта від розтягу
зусиллям натяжки і від згину моментом


3 , 1  n  F n  F  
 сум  б  зг     сум ,
d   2 1 4 / Z 1 , 0  d  3 1
де n – коефіцієнт запасу надійності кріплення канату, n = 1,8;
d1 – внутрішній діаметр різьби болта М18 (d1 ≈ d к),
d1 = 15,294 мм (таблиця Б1);
Fзг – зусилля, яке гне болти.

Fзг = 2  f1 Fб = 2  0,23  2315 = 1065 Н.

ℓ – плече сили Fзг, мм.

ℓ = (1,3...1,5)  dk.


ℓ = (1,3...1,5)  15 = 19,5...22,5 мм.

Приймаємо ℓ = 20 мм.
Z – кількість болтів, які кріплять планки, Z = 4;
2
[]сум – допустимі напруження, []сум = 290 Н/мм .
3 , 1  8 , 1  2315 8 , 1  1065 20
 сум    56 3 , H / мм 2 .
, 3 14 15 , 294 2 4 / 4 1 , 0  15 , 294 3

Міцність забезпечена.










8

Таблиця 3 – Канат подвійної звивки типа ЛК-Р конструкції
6×19(1+6+6/6)+1 о.с. по ГОСТ 2688-80

Маркіровочна група
Діаметр каната dк, мм Площа перетину, мм 2 Маса каната, кг/1000 м 1470 Розривне зусилля Qр, кН 1860
1770
1670
1570
5,1 9,76 95,5 – – – 14,60 15,15
5,6 11,90 116,5 – 15,80 16,80 17,80 18,55
6,2 14,47 141,6 – 19,25 20,10 21,10 22,25
6,9 18,05 176,6 – 24,00 25,50 26,30 27,45
7,6 21,57 211,0 – 28,70 30,50 32,30 32,90
8,3 26,15 256,0 – 34,80 36,95 38,15 39,85
9,1 31,18 305,0 – 41,50 44,10 45,45 47,50
9,9 36,66 358,6 – 48,85 51,85 53,45 55,95
11,0 47,19 461,6 – 62,85 66,75 68,80 72,00
12,0 53,87 527,0 – 71,75 76,20 78,55 81,90
13,0 61,00 596,6 76,19 81,25 86,30 89,00 92,80
14,0 74,40 728,0 92,85 98,95 105,00 108,00 112,50
15,0 86,28 844,0 107,00 114,50 122,00 125,50 131,00
16,5 104,61 1025,0 130,00 139,00 147,50 152,00 159,00
18,0 124,73 1220,0 155,00 166,00 176,00 181,50 189,50
19,5 143,61 1405,0 178,50 191,00 203,00 209,00 218,50
21,0 167,03 1635,0 208,00 222,00 236,00 243,50 254,00
22,5 188,78 1850,0 235,50 251,00 267,00 275,00 287,50
24,0 215,49 2110,0 269,00 287,00 304,50 314,00 328,00




Варіанти завдань

Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Smax, кН 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в
Л С В Л С В Л С В Л
ТВ, % б
(15) (25) (40) (15) (25) (40) (15) (25) (40) (15)





9

Контрольні запитання
1 Типи приводів механізму підйому.
2 Способи кріплення каната на барабані.
3 Способи закріплення кінців канатів.
4 Вимоги до вузла кріплення каната на барабані.
5 Переваги й недоліки гладких та нарізних вантажних барабанів.
6 Від яких параметрів залежать діаметри канатного та ланцюго-
вого блоків?
7 З якою метою радіус жолоба блока у порівнянні з радіусом ка-
ната вибирають більшим?
8 Способи виготовлення канатних барабанів.
9 Які напруження виникають в стінках барабана?
10 В яких випадках застосовують здвоєний поліспаст?


1.2 Механізми кранів
Механізм пересування. Крани й кранові візки опирається на хо-
дові колеса. Уяснити, які використовують колеса кранів (конструкція,
матеріал, наявність реборд) в залежності від типу привода. Розгляну-
ти робочі поверхні, на які опираються колеса, та уяснити, як визнача-
ється опір переміщенню коліс по рейці. Уяснити діапазон швидкостей
руху коліс та заходи безпеки при переміщенні кранів та кранових віз-
ків по напрямним.
Механізм повороту. Уяснити відмінність роботи механізму по-
вороту від механізмів підйому та переміщення. При розгляді різних
схем механізмів повороту звернути увагу на передаточні механізми та
конструкції опор кранів. З’ясувати, які заходи вживають для запобі-
гання розгойдування вантажу та безпеки перекидання кранів з неру-
хомою колоною; як забезпечується велике передаточне число механі-
змів повороту та які передачі застосовують в кранових механізмах.
Момент опору повороту. Приділити увагу тому, які зусилля
сприймають опори крана та які конструкції опор найчастіше застосо-
вуються. Уяснити, які конструктивні рішення приймають для збіль-
шення стійкості крана й зменшення згинальних моментів, що діють на
колону. Розглянути конструктивні рішення виконань опорно-
поворотних пристроїв та сили, які діють на радіальні опори та п’яту.




10

Уяснити, які складові містить статичний момент опору повороту
крана в загальному випадку та як враховуються опори від вітрових
навантажень і ухилу крана.

Завдання для самостійного виконання
Розрахунок ходових коліс візка крана

Задача розрахунку: Визначити навантаження на ходові колеса
візка крана та діаметр осі візка.
Вихідні дані:
вантажопідйомність Q = 40 кН;
база візка а = 460 мм;
колія візка b = 380 мм.



















Рисунок 2 – До розрахунку навантажень на ходові колеса візка

Вага візка

Gв = 0,3Q;
Gв = 0,340 = 12 кH.

Максимальне навантаження на колесо D візка
G Q  а 2 2 b 
F  в  1   1  1 , 
max
4 2  а b 
де а1, b1 – відповідно координати центра ваги візка О1, мм.

а1 = 0,1а; b1 = 0,1b.
а1 = 0,1460 = 46 мм;


11

b1 = 0,1380 = 38 мм.
12 40  2  46 2  38 
F   1      31 кН .
max
4 2  460 380 

Умова міцності колеса візка

k F   E

  , 1 67  10  4 k  н max пр    ,

зм
b R зм
де kτ – коефіцієнт, що враховує вплив тангенціального наванта-
ження на роботу колеса, kτ = 1,04…1,06;
kн – коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по
ширині рейка, для плоских рейок kн = 2,0;
5
Епр – приведений модуль пружності, Епр = 2,110 МПа;
bр – ширина рейка, bр = Вр мм;
R – радіус колеса, R = Dк/2, мм;
[σ]зм – допустимі напруження, [σ]зм МПа.
По величині вантажопідйомності вибираємо колесо діаметром
Dк = 160 мм, шириною Вк = 70 мм, робочою шириною Вр = 55 мм, ви-
сотою реборди Нр = 15 мм.
3
0 , 2  31 10  1 , 2  10 5
  , 1 67  10  4 , 1  05  , 0 34 МПа.
зм
55 80
Діаметр осі візка
M
d  3 зг ,
0
1 , 0    зг
де Мзг – згинаючий момент в небезпечному перерізі осі.
2
[]зг – допустимі напруження, []зг = 80...100 Н/мм .
Мзг = Fmax  b/2;
Мзг = 31  380/2 = 5890 Нм.
5890  10 3
d  3  86 8 , мм .
0
1 , 0  90
Приймаємо d0 = 90 мм.



12

Таблиця 4 – Діаметри ходових коліс кранових візків
Вантажопідйомність, кН Діаметр колеса, мм
10…40 100…160
40...100 160…250

Таблиця 5 – Розміри одноребордних кранових коліс
У міліметрах
Діаметр колеса Ширина робоча Ширина колеса Висота реборди
Dк Вр Вк Нр
100 45 60 10
160 55 70 15
200 65 80 15
250 70 90 20
Варіанти завдань

Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Q, кН 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в
а, мм 300 320 340 360 380 400 420 440 460 450 а
b, мм 280 300 310 320 330 340 350 360 370 380 б































13

Розрахунок противаги
Вихідні дані:
вантажопідйомність Q = 40 кН;
виліт крана L = 8 м.





























Рисунок 3 – Розрахункова схема крана

Вага противаги визначається з умови рівності суми статичних
моментів, що діють на кран у навантаженому й розвантаженому ста-
нах. Для навантаженого крана рівняння моментів

М = Hh = QL + Gкl  Gпрlпр,
де Gкр – вага крана, Н;
l – відстань від осі крана до центра ваги крана, м;
Gпр – вага противаги, Н;
lпр – відстань від осі крана до центра ваги противаги, м.
Вага крана

Gкр = (0,5…2,0) Q;
Gкр = (0,5…2,0) 40 = 20…80 кН.

Приймаємо Gкр = 30 кН.
Відстань від осі крана до центра ваги крана

14

l = (0,5…0,7)L;
l = (0,5…0,7)8 = 4,0...5,6 м.
Приймаємо l = 5,0 м.
Відстань від осі крана до центра ваги противаги
lпр = (0,3…0,5) L;

lпр = (0,3…0,5)8 = 2,4...4,0 м.
Приймаємо lпр = 3,0 м.
Горизонтальна реакція
Q  L  G  l  G l 
Н  кр пр пр .
h
Для ненавантаженого крана рівняння рівноваги моментів буде:

 Н   h  G пр l  пр  G кр l  .

΄
(Момент від Н взятий зі знаком "мінус" у зв'язку з тим, що го-
ризонтальна реакція при ненавантаженому крані змінила свій напря-
мок).
Тоді
G l   G l 

Н  пр пр кр .
h
΄
Виходячи з умови Н = Н , одержимо
G пр l  G к l  QL G пр l  G к l ;
пр
пр
G  l  0,5Q  L
G  кр .
пр
l пр
30 5  5 , 0  40 8 
G   103 кН .
пр
3
Варіанти завдань
Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Q, кН 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 в
L, м 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 3,5 4,5 5,5 6,5 б


15

Контрольні запитання
1 Призначення коліс з конічним ободом.
2 Призначення реборд ходових коліс.
3 Умова стійкості руху механізму пересування без буксування.
4 Від яких параметрів залежить коефіцієнт тертя кочення?
5 Вкажіть різницю між противагою та баластом.
6 Способи забезпечення стійкості стрілових кранів.
7 Способи запобігання сходу кранових коліс з рейок.
8 Способи усунення небезпеки перекидання стрілового крана.
9 Способи змінення вильоту стрілових кранів.
10 Назвіть способи збільшення вантажних характеристик крана.














































16

1.3 Зупинники і гальма

1 Зупинники. Будова та розрахунок
При вивченні цього питання уяснити різницю між призначенням
зупинників та гальм, принципом їх дії. З’ясувати місце та необхід-
ність встановлення гальм в приводі машини.
2 Класифікація гальм. Фрикційні матеріали
Розглянути типи гальм за призначенням, схемою включення та
конструкцією; уяснити, гальмам якого типу надається перевага і чо-
му. Ознайомитись з основними фрикційними матеріалами гальмівних
накладок, вимогами, які до них пред’являють, та способами кріплень
гальмівних накладок до колодок.
3 Колодкові гальма
Ознайомитись з вимогами Держтехнагляду по застосованню та
місцю установлення різних типів колодкових гальм. З’ясувати, яку
повинна мати твердість поверхня гальмівних шківів і чому.
4 Стрічкові гальма
Звернути увагу на способи закріплень стрічки в стрічкових
гальмах і як спосіб закріплення впливає на величину зусилля на галь-
мівному важелі. Уяснити, за яких умовах створюється гальмівний
момент в стрічкових гальмах і як його можна збільшити.

Завдання для самостійного виконання
Визначення розмірів гальмівного пристрою
Розрахунок храпового зупинника
Задача розрахунку: Визначити розміри храпового колеса та пе-
ревірити крайки зуба на міцність.
Вихідні дані:
Потужність електродвигуна Ред = 0,75 кВт;
Частота обертання барабана n = 72,5 об/хв.













Рисунок 4 – Схема храпового зупинника
17

Для виготовлення храпового колеса вибираємо чавун з допусти-
мим лінійним тиском [q] = 150 Н/мм. Приймаємо число зубів z = 10.
Діаметр храпового колеса
D = mz,
де m – модуль колеса, мм.
Модуль колеса
2  T
m  ,

z     q
де Т – крутний момент на валу колеса, Нּм;
ψ – співвідношення між шириною зубів і модулем. Для литих
храпових коліс ψ = 1,5…3,0; для кованих ψ = 1,0…1,5.
Приймаємо ψ = 1,5;
[q] – допустимий лінійний тиск. Для коліс з чавуну
[q]=150Н/мм; зі сталей: Сталь 35ЛП, Сталь 45ЛП –
300Н/мм; Ст 3 – 350 Н/мм; Сталь 45 – 400 Н/мм. Прийма-
ємо [q] = 150 Н/мм.
Крутний момент на валу колеса
3
30  Р  10  
Т  ед мех ;
n  
ф
30 , 0  75 10 3 , 0  85
Т   84 Н  . м
, 3 14 7  5 , 2


2 84 10 3
m   6 , 8 мм .
10 5 , 1  150
Приймаємо m = 10 мм.
D = 1010 = 100 мм.

Ширина зуба

b = ψm;
b = 1,510 = 15 мм.
Висота зуба
h = 0,75m;
h = 0,75 10 = 7,5 мм.

18

Умова міцності крайок зуба
F
q  t    q ,
b
де Ft – колове зусилля, Н.
Колове зусилля
2 T 10 3
F  ;
t D
2 84 10 3
F   1680 . Н
t 100
1680
q   112 Н / мм .≤ [q] = 150 Н/мм.
15
Міцність забезпечено.
Висновок: Визначено геометричні параметри храпового колеса,
перевірено крайки зуба на міцність.

Варіанти завдань
Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Ред, кВт 0,75 1,1 1,5 2,2 3,0 4,0 5,5 7,5 11,0 15,0 в
n, об/хв. 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 б

Контрольні запитання

1 Дати класифікацію гальм підйомних машин.
2 Чим відрізняються стопорні гальма від спускних?
3 Які зупинники більш поширені й чому?
4 Місце встановлення гальм в приводі.
5 В яких підйомно-транспортних машинах необхідно застосову-
вати гальмівні пристрої і які?
6 В яких випадках застосовують два гальма в приводі?
7 Чому у стрічкових гальмах спостерігається непостійність га-
льмівного моменту?
8 Як зменшити силу удару при роботі храпового зупинника?
9 В чому принципова різниця в роботі храпового та роликового
зупинників?
10 За рахунок яких сил відбувається гальмування?

19

2. ТРАНСПОРТУЮЧІ МАШИНИ

2.1 Транспортери з тяговим робочим органом

1 Стрічкові транспортери.
При ознайомленні з конструкціями стрічкових транспортерів
розглянути типи існуючих тягових органів; правила вибору форми та
матеріалу транспортерних стрічок, виду роликоопор. Основним мето-
дом визначення опору руху стрічки транспортера є метод обходу по
кінематичному контуру.
Уяснити причини забруднення транспортерних стрічок та спо-
соби їх очищення від залишків вантажу. Обґрунтувати необхідність
застосування й місце встановлення завантажувальних, розвантажува-
льних та запобіжних пристроїв стрічкового транспортера.
2 Ланцюгові транспортери
В якості тягових органів ланцюгових транспортерів застосову-
ють тягові ланцюги та канати. Для транспортування штучних ванта-
жів використовують планчаті й пластинчаті транспортери, для насип-
них – скребкові. З’ясувати, які існують інші тягові органи транспор-
терів і за яким принципом вони вибираються.
Ознайомитись з конструкціями робочих органів інших ланцюго-
вих транспортерів, з’ясувати сферу застосування, принцип вибору їх
форми, матеріалів, захисних покриттів тощо.
Слід уяснити величину динамічних навантажень в гілках ланцю-
гових транспортерів і які чинники впливають на цю величину. Озна-
йомитись зі способами зменшення динамічних навантажень. Розібра-
тися, як приймаються розміри скребків та жолобу, від яких парамет-
рів залежить об’єм порції вантажу, як визначаються опори перемі-
щенню вантажу по жолобу. Уяснити різницю між розрахунком скреб-
кових транспортерів порційного та суцільного волочіння.
3 Елеватори
Тип тягового органа, ковша, коефіцієнт наповнення ковшів,
швидкість транспортування вибираються в залежності від вантажу,
що транспортується. З’ясувати принцип вибору параметрів елевато-
рів. Уяснити різницю між пологопохилими та крутопохилими транс-
портерами. Ознайомитись з конструкціями інших типів елеваторів та
сферою їх застосування можна з літературних джерел [2 гл. 17].



20

Завдання для самостійного виконання
Розрахунок ковшового елеватора

Задача розрахунку: Вибрати тяговий орган та тип ковша, визна-
чити спосіб розвантаження ковшів.

Вихідні дані:
Вантаж, який транспортується ячмінь;
Продуктивність Q = 15 т/год.






















Рисунок 5 – Розрахункова схема норії

Ячмінь відноситься до зернистих матеріалів, насипна маса якого
3
3
 = 0,58...0,75 т/м (таблиця 1.1). Приймаємо  = 0,7 т/м . В якості тя-
гового органа вибираємо стрічку, приймаємо швидкість транспорту-
вання v = 2,0 м/с. Для транспортування ячменя вибираємо глибокий
ківш, коефіцієнт наповнення ковша  = 0,8 (таблиця 5.1).
Погонна ємність ковша

V 0  Q ,
t 6 , 3  v    
де V0 – ємність ковша, л;
t – крок розстановки ковшів, м.

V 0  15  , 3 72 л/м.
t 6 , 3 0 , 2  7 , 0  8 , 0 



21

За таблицею вибираємо ківш ЛГ-250 з наступними параметрами
(таблиця 5.2): погонна ємність ковша V0/t = 5 л/м, ємність V0 = 2,05 л,
ширина ковша Вк = 250 мм, ширина стрічки Вс = 300 мм, крок розс-
тановки ковшів t = 400 мм.
В залежності від вибраної швидкості та діаметру барабана по
коефіцієнту швидкості визначається спосіб розвантаження ковшів
елеватора
v
K  ,
D б

де К – коефіцієнт швидкості;
Dб – діаметр приводного барабана, мм.
Dб = (160...200)і;

Dб = (160...200)  3 = 480...600 мм.
Приймаємо Dб = 500 мм.
При розрахунку ковшового елеватора з ланцюговим тяговим ор-
ганом визначається діаметр зірочки.

t
D  л ,
з 180
sin
Z
з
де tл – крок ланцюга, вибирається рівним або кратним кроку ро-
зстановки ковшів з ряду, мм: 100, 125, 160, 200, 250, 320,
400, 500, 630 (ГОСТ 588 – 81);
Zз – число зубів зірочки, приймається з ряду 6, 7, 8, 10, 12, 13,
14, 16, 20 (ГОСТ 2036-77).
0 , 2
K   . 8 , 2
5 , 0
К  2,2 – розвантаження відцентрове.
Висновок: Визначено геометричні параметри елементів норії,
вибрано ківш.





22

Таблиця 6 – Вибір ковша
Коефіцієнт Швидкість
Характеристика Тип тягового
вантажу ковша наповнення
ковша Ψ органа v, м/с
Пилоподібні, порошкоподібні Глибокий 0,75…0,95 1,25…1,80
Зернисті й мілкошматкові Глибокий 0,70…0,80 1,20…3,00
Коренеплоди Мілкий та 0,30…0,60 0,60…1,00
спеціальний
Середнє та крупношматкові Глибокий та 0,50…0,80 0,60…1,40
спеціальний
Погано сипкі пилоподібні, Мілкий 0,40…0,60 1,25…1,80
зв'язні вологі й липкі лотковий та
спеціальний
Таблиця 7 – Основні параметри ковшів (ГОСТ 2036-77)

Ковші Ковші Ковші з бортовими
Ширина ковша Вк, мм Ширина стрічки Вс, мм Крок розставле- них ковшів t, мм V0, V0/t, V0, V0/t, Крок зімкнутих ковшів tк, мм Гострокутні Округлені
глибокі
мілкі
направляючими
л
л/м
л
л/м
V0,
V0/t,
V0,
V0/t,
л
–
–
–
100 125 200 0,20 1,00 0,10 0,50 – – л/м л л/м
125 150 320 0,44 1,30 0,20 0,66 – – – – –
160 200 320 0,60 2,00 0,35 1,17 160 0,65 4,06 – –
200 250 400 1,25 3,24 0,75 1,87 200 1,30 6,50 – –
250 300 400 2,05 5,00 1,40 3,50 200 2,00 10,00 – –
320 400 500 4,05 8,00 2,70 5,40 250 4,00 16,00 6,40 25,6
400 500 500 6,30 12,60 4,20 8,40 320 7,80 24,40 14,00 43,7
500 650 630 12,10 19,00 6,80 13,60 400 8,00 25,00 28,00 70,0
650 800 630 18,00 28,60 11,50 22,00 500 – – 60,00 120,0
800 1000 800 32,00 40,00 – – 630 – – 118,00 187,0
1000 1200 800 45,00 56,25 – – 630 – – 148,00 235,0

Варіанти завдань
Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Боро- Мін. Комбі- Мін. Кар-
Вантаж Пшениця шно добр. Рис Гній корм Жито добр. топля Гній в
Q, т/год. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б


23

Контрольні запитання
1 Умови вибору форми та матеріалу транспортерної стрічки.
2 Умова руху стрічкового транспортера без буксування.
3 Типи роликоопор.
4 Способи розвантаження стрічкового транспортера
5 Матеріали робочих органів ланцюгових транспортерів.
6 Матеріали й форми жолобів ланцюгових транспортерів.
7 В чому різниця розрахунку скребкових транспортерів порцій-
ного та суцільного волочіння.
8 Як вибирається швидкість руху тягового органа ковшового
елеватора?
9 В чому різниця розрахунку транспортерів зі стрічковим та ла-
нцюговим тяговим органом?
10 За якими даними вибирається тип тягових та робочих органів
транспортерів?



2.2 Транспортери без тягового робочого органа
Гвинтові транспортери (шнеки) призначені для горизонтально-
го, похилого та вертикального транспортування насипних та поштуч-
них вантажів без тягового органа. Робочим органом гвинтового тран-
спортера є гвинт, укладений у жолоб. Суцільні гвинти застосовують
для транспортування сипучих, зернистих вантажів, стрічкові – коре-
неплодів й інших крупно шматкових, а також сипучих вантажів, ло-
патеві – для транспортування матеріалів, що злежуються, і в змішува-
чах, фасонні – для крупно шматкових та абразивних вантажів.
Загальний опір руху вантажу на гвинтовому транспортері скла-
дається з тертя вантажу о жолоб й о поверхню гвинта, опору в промі-
жних і кінцевих підшипниках, а також роботи підйому при перемі-
щенні нагору. Величина цих опорів, якщо відомі коефіцієнти тертя,
може бути визначена розрахунком. Слід звернути увагу на додаткові
опори, які діють на гвинтовому транспортері й важко враховуються.
Роликові транспортери. Уяснити, для яких вантажів застосову-
ються роликові транспортери, роликові та гвинтові спуски. Розгляну-
ти різні конструкції транспортерів і уяснити різницю між приводними
й неприводними роликовими транспортерами. З’ясувати, за рахунок
чого вони мають малий опір при переміщенню вантажу й чому обме-
жуються швидкості руху вантажів по таким спускам.
24

Коливні транспортери. Коливні транспортери являють собою
транспортуючі пристрої без спеціального тягового органа. Вони при-
значені для переміщення сипких вантажів. Робочий орган у вигляді
жолоба або труби робить коливання в заданому напрямку. Жолобу за
допомогою привода – збудника коливань надають перемінно-зворотні
рухи, завдяки чому вантаж робить безупинно один за одним короткі
переміщення вперед з якоюсь швидкістю. Характер руху вантажу за-
лежить від характеру й режиму руху жолоба, а останній, у свою чергу,
залежать від конструкції й режиму роботи привода й типу опорних
пристроїв.
Принцип дії заснований на використанні сил інерції вантажу,
викликаних коливаннями робочого органа. При прямому ході жолоба
сили інерції менше сил тертя, тому вантаж рухається разом з жоло-
бом, іноді із проковзуванням у напрямку транспортування. При зво-
ротному ході сили інерції більше сил тертя й вантаж сковзає по жоло-
бу по інерції або робить політ у напрямку транспортування.
Конструкції інерційних та вібраційних транспортерів подібні,
але розрізняються характером руху вантажу по жолобу. Слід звернути
увагу на цю різницю і вплив її на характер зношування стінок жоло-
ба й сферу застосування даних транспортерів.

Завдання для самостійного виконання
Розрахунок гвинтового транспортера (шнека)
Задача розрахунку: Визначити геометричні параметри гвинтово-
го транспортера, вибрати тип гвинта, підшипники.
Вихідні дані:
Вантаж, який транспортується мінеральні добрива;
Продуктивність Q = 45 т/год.














Рисунок 6 – Розрахункова схема гвинтового транспортера

25

Для транспортування мінеральних добрив вибираємо стрічкову
однозахідну конструкцію гвинта, так як вона перешкоджає злипанню
матеріалу. Так як мінеральні добрива гранульовані, стрічкова форма
гвинта не руйнує їх.
Діаметр шнека

Q
D  3 ,
47  k   n   
п
де kп – диференційний коефіцієнт продуктивності;
ψ – відносний крок шнека; ψ = 1,0;
3
γ – насипна маса вантажу, γ = 0,7 т/м ;
n – частота обертання вала шнека, n = 100 об/хв.
45
D  3  , 0 34 . м
47 3 , 0  0 , 1  8 , 0  100

Приймаємо D = 400 мм.
Діаметр завантаження
d1 = 0,75D.

d1 = 0,75400 = 300 мм.
Середній діаметр упорного підшипника, мм.

d2 = 0,3D.

d2 = 0,30,4 = 0,12 м.
Діаметр цапф

dц = 0,3D;
dц = 0,3400 = 120 мм.

Приймаємо dц = 120 мм.

Висновок: Визначено параметри гвинтового транспортера.






26

Таблиця 8 – Параметри шнеків
Горизонтальні Вертикальні
Вантаж шнеки шнеки
kп n, об/хв. kп n, об/хв.
Зерно 0,3…0,6 60…700 0,1…0,3 200…1000
Коренеплоди 0,4 30…100 0,2…0,3 100…200
Силос 0,4 80…300 0,2…0,4 150…600
Мін. добрива 0,4…0,8 200…300 0,1…0,3 200…1000
Комбікорм 0,3…0,6 60…700 0,1…0,3 200…1000
Торф 0,4…0,8 200…300 0,2…0,5 800…1300

Контрольні запитання

1 Класифікація та призначення гвинтових транспортерів.
2 На подолання яких опорів витрачається потужність при роботі
гвинтового транспортера?
3 Призначення й принцип дії роликових транспортерів.
4 Переваги й недоліки коливних транспортерів.
5 Чи можливе переміщення вантажу по криволінійній трасі?
6 Способи виготовлення витків шнека.
7 Чи можливе розвантаження гвинтового транспортера в будь-
якому місці траси?
8 Чи переміщати штучні вантажі гвинтовим транспортером?
9 Як розраховується вал гвинтового транспортера?
10 Вкажіть різницю між рухом матеріалу на інерційному та віб-
раційному транспортерах.

Варіанти завдань

Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Пше- Мін. Пше- Комбі- Мін.
Вантаж Жито Рис Гній Силос Гній в
ниця добр. ниця корм добр.
Q, т/год. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б
, град. 40 30 20 15 90 5 0 10 15 45 а




27

2.3 Пневмо- і гідротранспорт
1 Принцип дії пневмотранспорту
Принцип дії пневматичних установок полягає в переміщенні ва-
нтажів в розсипі або штуках потоком повітря, що рухається по трубо-
проводу. При розгляді цього питання уяснити, як вибирається тип
пневмотранспорту за принципом дії і для яких вантажів він застосо-
вується, як впливає відстань транспортування на вибір типу пневмот-
ранспорту.
2 Основні частини пневматичних транспортерів
Пневмоустановки складаються з повітродувного, завантажува-
льного і розвантажувального пристроїв, трубопроводу і очищувача.
Розглянути конструктивні особливості вентиляторів, вітродувок, ком-
пресорів та уяснити, як здійснюється вибір того чи іншого повітроду-
вного пристрою. Розглянути конструктивні особливості завантажува-
льних і розвантажувальних пристроїв та уяснити принцип їх вибору в
залежності від типу пневмотранспорту.
3 Розрахунок пневмотранспорту
При розгляді цього питання ознайомитись з основними показ-
никами, що підлягають розрахунку, та з’ясувати, які труднощі вини-
кають при визначенні дійсних опорів окремих елементів установки.
Уяснити, як визначається швидкість витання та як впливає складність
траси транспортування на розрахунки; які складові містить повний
натиск пневмотранспорту.
4 Аерожолоби і пневмопідйомники
При розгляді цього питання уяснити різницю між принципом дії
даних транспортних засобів. Звернути увагу на особливий стан ван-
тажу, масову концентрацію, швидкість руху, умови транспортування.
5 Гідротранспорт
Гідравлічні транспортні установки призначені для переміщення
насипного вантажу в струмені рідини (води) по трубах або жолобах.
Уяснити способи транспортування, вид траси, умови застосування
гідротранспорту; принцип вибору способу введення вантажу в напір-
ний трубопровід. Ознайомитись з основними характеристиками гідро
транспортних установок як то критична швидкість, гідравлічний ук-
лін, консистенція.




28

Завдання для самостійного виконання
Розрахунок пневмотранспортера

Задача розрахунку: Визначити потрібну витрату повітря, необ-
хідний діаметр трубопроводу.
Вихідні дані:
Вантаж, який транспортується пшениця;
Продуктивність Q = 45 т/год.;
Швидкість витання vк = 10 м/с.








L 2







L 1
Рисунок 7 – Розрахункова схема пневмотранспортера


Швидкість руху повітря
vв = vк ,

де  – коефіцієнт, який залежить від складності схеми,  = 2,5;
vк – швидкість витання, vк = 10 м/с.

vв = 2,510 = 25 м/с.

Потрібна витрата повітря
Q
V  6 , 3     n ,
n

де  – коефіцієнт концентрації суміші,  = 5 кг/кг (таблиця1.1);
3
п – щільність повітря, п = 1,24 кг/м .
45
V  6 , 3  5 , 1 24  0 , 2 м 3 . с /
n
29

Діаметр трубопроводу
Q
d  6 , 0 .
т
   n v  в
45
d  6 , 0  5 , 1 24 25  , 0 323 м .
т

Приймаємо dт = 350 мм.
Висновок: Визначено потрібна витрата повітря та діаметр тру-
бопроводу пневмотранспортера.

Варіанти завдань
Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
Яч-
Мін. Куру- Про-
Вантаж Пшениця Жито мінь Рис Овес Боро- Горох добр. рудза со в
шно
Q, т/год. 30 55 20 25 10 28 40 45 50 15 б
vк, м/с 8 10 9 11 7 8 15 18 14 12 в
, кг/кг 15 12 11 14 5 6 16 20 10 8 в

Контрольні запитання

1 Для транспортування яких вантажів найбільш зручним є пнев-
мотранспорт?
2 Для транспортування яких вантажів найбільш зручним є гідро-
транспорт?
3 За допомогою яких пристроїв створюють натиск та розря-
дження в пневмотранспорті?
4 Як здійснюється зміна напряму руху вантажу в пневмотранс-
порті?
5 За рахунок чого здійснюється переміщення пульпи в безнапір-
них гідравлічних установках?
6 Умови транспортування матеріалу в повітряному потоці.
7 Зробити порівняльний аналіз пнемо і гідротранспорту.
8 Умови транспортування матеріалу гідротранспортом.
9 Дати визначення швидкості витання.
10 Дати визначення пульпи.

30

2.4 Бункери і затвори
Для нормальної експлуатації бункерів велике значення має пра-
вильний вибір кута нахилу стінок і розмірів випускного отвору. Кут
нахилу стінок повинен бути трохи більшим за кут природного укосу.
При вивченні цього питання уяснити, які наслідки мають прийняття
великих значень кута нахилу стінок та невідповідність розмірів випу-
скного отвору бункера особливо при паганосипких, волокнистих ван-
тажах.
Розрахунок бункерів зводиться до визначення форми та розмірів
вихідного отвору, які залежать від типу вантажу, який переміщується
та розмірів його часток.
Для круглих випускних отворів визначається діаметр:
d  k 80  a m ax   ,
tg
де k – коефіцієнт, k = 2,4…2,6 (більше значення приймається для
сортованого вантажу);
amax – максимальний розмір частки вантажу, мм.

Для прямокутних отворів визначається менша сторона b
1 n
b  k 80  a   ,
tg
2n max
b
де n  – відношення сторін випускного отвору.
a

Для щілинних отворів, розташованих уздовж усього бункера,
визначається ширина:
b  0,5k 80  a max tg  3...6 a max .

Самопливний транспорт. Ознайомитись з різними видами само-
пливного транспорту, конструктивними особливостями робочих по-
верхонь. Уяснити способи переміщення вантажів самопливним тран-
спортом, їх переваги та недоліки у порівнянні з іншими транспорте-
рами. Пояснити різницю між приводними та неприводними транспор-
терами.
3 Устрій та принцип дії приладів безпеки ВПМ
Ознайомитись з Правилами будови та безпечної експлуатації
вантажопідіймальних кранів НПАОП 0.00-1.01-07. Уяснити, на які
машини розповсюджуються дані правила та яка відповідність настає
за невиконання положень цих Правил.
31

Уяснити різницю роботи приводу вантажопідйомних та транс-
портуючих машин. Як контролюють безпечну роботу машин безпере-
рвного транспорту та які заходи безпеки застосовують для нормальної
роботи транспортерів.
З’ясувати, які наслідки супроводжують невиконання заходів
безпеки при роботі з будь-якою машиною.

Завдання для самостійного виконання

Розрахунок бункера

Задача розрахунку: Визначити розміри випускного отвору бун-
кера та його пропускну здатність.

Вихідні дані:
Вантаж, який транспортується ячмінь;
Швидкість витікання V = 2,5 м/с.











Рисунок 8 – Розрахункова схема бункера

Для транспортування ячменю вибираємо круглий перетин випу-
скного отвору бункера.
Діаметр випускного отвору

d = k(80 + amax)tgφр,
де k – коефіцієнт, k = 2,5;
amax – максимальний розмір частки вантажу, amax = 10 мм;
φр – кут природного укосу, φр = 27° (таблиця 1.1).
d = 2,5∙(80 + 10)∙tg27° = 114,6 мм.

Приймаємо d = 115 мм.
Продуктивність витікання, або пропускна здатність випускного
отвору, визначається по формулі:
Q  3600 F γ v  ,

32

де V – швидкість витікання, м/с;
3
γ – насипна маса, т/м (таблиця 1.1);
2
F – площа випускного отвору, м .
d   2
F  .
4
, 3 14 0,115 2
F   , 0 01 м 2 .
4
Q  3600 , 0  01 7 , 0  5 , 2  63 т/год.
Висновок: Визначено розміри випускного отвору бункера та йо-
го пропускну здатність.


Варіанти завдань

Номер
стовпчика 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Вантаж Пше- Жито Ячмінь Рис Овес Боро- Горох Мін. Куру- Про- в
шно
ниця
добр. рудза со
amax, мм 6 5 10 5 15 0,03 6 8 7 3 в
V, м/с 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1,0 2,0 б

Контрольні запитання

1 Які характеристики вантажів використовують для проектуван-
ня форми бункера?
2 Які умови необхідно витримувати для безперебійного витікан-
ня вантажу з бункера?
3 Призначення бункерних затворів.
4 Вимоги до бункерних затворів.
5 Критерії вибору бункерних затворів і живильників для різних
видів сипких вантажів.
6 Призначення живильників і дозаторів.
7 В чому різниця між живильниками та однойменними транспо-
ртерами?
8 Способи регулювання продуктивності живильників.
9 Способи дозування вантажу дозаторами.
10 Засоби безпечної роботи транспортерів.


33

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1 Красников В.В. Подъемно-транспортные машины в сельском
хозяйстве: Учеб. / В.В. Красников – М., 1973. – 464 с.
2 Іванченко Ф.К. Підйомно-транспортні машини: Підручник /
Ф.К. Іванченко – К., 1993. – 413 с.
3 Александров М.П. Подъемно-транспортные машины: Учеб. /
М.П. Александров. – 2-е изд. перераб. – М, 1984. – 336 с. ил.
4 Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины: Учеб. / А.А.
Вайнсон. – М, 1989. – 431 с.
5 ПТМ. Атлас конструкций: Учеб. пособие / М.П. Александров,
Д.Н.Решетов. – Под ред. М.П. Александрова. – М, 1973.
6 Правила будови та безпечної експлуатації вантажопідіймаль-
них кранів ДНАОП 0.00-1.01-07.
































34