KATEDRA ZA MEHANIZACIJU MAŠINSKI FAKULTET U BEOGRADU
Elementi mehanizama za dizanje tereta Koturače, koturovi i doboši III deo
Profesor dr Nenad Zrnić, izvodi sa predavanja
DOBOŠI DIZALICA MEHANIZAMA ZA DIZANJE TERETA Doboši služe da pretvore obrtno kretanje delova mehanizma za dizanje u translatorno kretanje tereta. Oni prenose pogonski momenat na užad (lance), i istovremeno se užad namotava na doboš u jednom ili više slojeva. Doboši kod mehanizama za dizanje su naj češće cilindričnog oblika, samo u specijalnim slu čajevima oni mogu biti konusni. U ve ćini slučajeva uže se namotava na doboš samo u jednom sloju, dok se pri ve ćim visinama dizanja dozvoljava namotavanje u više slojeva, pri čemu uže trpi povećane površinske pritiske, dolazi do gnje čenja i bržeg habanja užeta, a zbog toga ima i manji vek trajanja i pove ćani su pogonski troškovi. Pre čnici doboša su standardizovani i pripadaju standardnom redu R10 ili R20. Kod mašinskih pogona uže se obično vodi po zavojnim žlebovima narezanim po površini doboša, a doboš u izuzetnim slu čajevima može da bude nenarezan - gladak, kod mašina na ru čni pogon ili ukoliko doboš služi za magacioniranje užeta. Pri namotavanju užeta na glatki doboš nije obezbeđeno pravilno polaganje redova i ukoliko nije istovremeno osigurano i vo đenje užeta može da se desi preskakanje užeta preko redova. Doboš za uže obi čno se izrađuje od sivog liva (npr. SL180, 200, 220 ili 250), ili zavarivanjem od čelika (konstrukcioni čelici, npr. Č0361, Č0451, Č0561). Zavareni doboši su lakši od doboša od sivog liva, i za pojedina čnu proizvodnju su jeftiniji, naro čito doboši velikih dimenzija. Kod doboša možemo da imamo jednokrako namotavanje užeta (kod proste kotura če), ili slučaj kada se istovremeno na doboš namotavaju dva kraka užeta (kod dvojne koturače). Doboši kod kojih se navija jedan krak užeta imaju jedan navojni žleb – desni. Pri namotavanju dva kraka užeta na doboš, doboš je obavezno narezan za svaki krak posebno, od krajeva doboša prema sredini sa levim i desnim hodom. Tada postoje levi i desni navo ni žleb. Doboši za lance se retko danas rimen u u.
Neka od izvođenja doboša
Prikaz standardizovanog doboša
Prve konstrukcije doboša bile su izvedene sa otvorenim zupčastim parovima, kojima se sprezao reduktor sa zup častim vencem na obodu doboša. Ove konstrukcije se danas, zbog bržeg habanja i potrebe da se često vrši kontrola i podmazivanje, re đe koriste. Osovinsko rastojanje doboša je veliko, i može da iznosi više metara, a u njegovom produžetku je vratilo reduktora, pokazalo se potrebnim da se veza između doboša i reduktora izvodi tako da može da postoji mogu ćnost aksijalnog pomeranja i ugaonog zaokretanja ovih osa. Radi zadovoljenja ovog uslova, koje name ću lake Namotavanje užeta u više slojeva elastične konstrukcije dizali čnih kolica, razvilo se više vrsta spojnica za prenos obrtnog momenta i vezu izme đu reduktora i doboša. U zastarele konstrukcije spada i kandžasta spojnica. Danas se primenjuje zup časta spojnica, kao pouzdan, ali i skup na čin prenosa obrtnog momenta, ili rešenje sa ožlebljenim izlaznim vratilom reduktora, ili je izlazno vratilo u obliku trube. Konstrukciono rešenje gde doboš dobija pogon preko reduktora posredstvom ožlebljenog vratila (direktno sprezanje sa diskom doboša), a drugim krajem se oslanja na kućište ležaja.Jednostavna konstrukcija, ali visoki tehnološko-montažni uslovi.
Shema 1 retko se primenjuje zbog otvorenog zup častog para. Shema 2 se često primenjuje ali joj je nedostatak relativno veliki gabarit sklopova. Shema 3 ima nedostatak zbog zajedni čkog vratila reduktora i doboša (vratilo je na tri oslonca).
Prema varijanti I doboš je klinovima vezan za vratilo, na kome je čvrsto vezan zupčanik pogona. Prema varijanti II doboš je direktno vezan sa zup čanikom, direktno se prenosi obrtni moment sa zup čanika na doboš, a osovina doboša okre će se zajedno sa dobošem i oslonjena je na spoljna ležišta. Kod varijante III doboš se zajedno sa zupčanikom okreće oko nepokretne osovine. Isti je slu čaj i kod varijante IV, stim da se tu pogon dobija preko dva zup čanika pričvršćena na obe strane doboša.
Konstrukcija kod koje je veza izme đu reduktora i doboša ostvarena spojnicom sa kandžama, obrtni moment se prenosi direktno na levu glav činu doboša, tako da je osovina rasterećena od savijanja. Zastarelo rešenje. Liveni doboš sa zupčanikom, osovina oko koje se doboš slobodno okreće oslonjena je u nosećim limovima i plo čicama osigurana protiv obrtanja. Uže se pričvršćuje za doboš pomoću klina položenog u specijalno izlivenoj rupi a). Veza zupčanika i doboša ostvarena je zavrtnjevima i podešenim čaurama od čelika b .
Izlazno vratilo reduktora je u obliku trube i ona se zavrtnjevima spaja za doboš. Nedostatak je u tehnološko-montažnom smislu.
Najčešće se primenjuje rešenje sa zup častom spojnicom. Osobenost konstrukcije veze doboša sa reduktorom se sastoji u specijalnom oblikovanju izlaznog vratila reduktora. Izlazno vratilo reduktora je iskoriš ćeno za smeštaj sfernog ležišta koje omogu ćava oslonac osovine pod optere ćenjem. Izlazno vratilo reduktora zajedno sa delom 5 obrazuje zupčastu spojnicu koja prenosi obrtni moment na doboš.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
reduktor; izlazno vratilo reduktora; sferno ležište; zupčasta spojnica; prsten doboša sa unutrašnjim ozubljenjem; telo doboša; vijci veze prstena i doboša
1 – izlazno vratilo reduktora (ozubljeno); 2 – sferno ležište; 3 – zupčasta spojnica; 4 – prsten doboša sa unutrašnjim ozubljenjem; 5 – telo doboša; 6 – vijci za vezu prstena 4 i tela doboša;
Osnovne mere zupčastih spojnica m
z
dδ
d1
D1
d2
d1
b1
b2
D2
D3
4
56
224
55
120
70
17
35
42
275
315
6
56
336
80
170
100
17
40
47
385
430
8
54
432
90
190
100
17
50
57
495
525
10
48
480
95
200
120
25
60
72
570
650
10
58
580
110
100
120
25
65
75
700
780
Doboš sa zupčastom spojnicom
Dužina doboša za dvojne kotura če je definisana prema slici.
t
L=2·l 1 + 2·l 2 + l o Konstrukciono se usvaja: l 1 ≅ 4 t , gde je t korak žlebova. l o = b − 2· hmin· tg γ Veličina nenarezanog dela l o može se usvojiti prema tabelama. Dužina narezanog dela doboša se određuje prema izrazu: l 2 = z u· t z u = z a + z 1 + z 2 z a -broj aktivnih navojaka koji namotavaju visinu dizanja H.
z a =
H ⋅ ik π
⋅ Dd
ik =
m
2
prenosni odnos dvojne kotura če
m-ukupni broj krakova dvojne kotura če (m = 4); z 1-broj rezervnih namotaja koji ostaju namotani u krajnjem donjem položaju kotura če (z1 min = 2); z 2 -broj namotaja potrebnih za vezivanje užeta za doboš (z 2 = 2). Pri izradi žleba mogu se koristiti slede će preporuke: d u – prečnik užeta
t ili r = (1.1 do 1.15)·d u; r = 0.53·d u; h = 0.3·d u .
Pri prethodnom izboru debljine zida mogu se koristiti empirijske preporuke: Za liveni doboš od sivog liva : δ (mm) = 0,02·Dd + (6 do 10) Zbog tehnoloških uslova za liveni doboš se uzima : δ min = 12 mm Za čelični doboš debljina zida se računa po obrascu : δ (mm) = 0,01·Dd + 3 ili δ =(1 ... 12)d u. Zid tela doboša je izložen složenom naprezanju usled pritiska, uvijanja i savijanja. Maksimalno naprezanje usled pritiska debelozidnog cilindra optere ćenog ravnomernim spoljašnjim pritiskom javlja se na unutrašnjoj strani zida. Napon ovog naprezanja prema Lame-u iznosi: Q S σ p
=
δ⋅t
≤ σ p dop S =
m
Na slici a) data je shema doboša, osovine i na čina vezivanja doboša za reduktor, a na slici b) je prikazana shema optere ćenja osovine doboša 1
Lo
Ako je
Do
> 3 vrši se provera i na savijanje i na uvijanje. D0 = Dd − d u
L0 rastojanje izme đu bočnih prstenova doboša.
σ u
=
M t
=
≅ ( S + 0,5 ⋅ Gd ) ⋅ a1
M f2
2 + M t
W
S ⋅ Dd
M f
S =
Q m
=
1 ⋅ ( Lo − lo ) ⋅ S 2
m – broj krakova kourače
Na slici su prikazana rešenja detalja vezivanja užeta za doboš. a)
b)
Najčešće je u primeni rešenje sa spojnim pločicama a). Najmanji broj steznih mesta je dva. Ostala rešenja se uglavnom primenjuju kod višeslojnog namotavanja užeta na doboš. Veza sa spojnim plo čicama se ostvaruje trenjem izme đu užeta i tela doboša. Uvek se ostavljaju dva rezervna namotaja užeta neodmotana pri donjem krajnjem položaju kotura če sa teretom.
Vezivanje pomoću klina b) primenjuje se za prečnike užadi do 12 mm.
Neki primeri veze sa klinom
Neki primeri veze sa spojnim plo čicama
Kada je velika visina dizanja neminovna je primena višeslojnog namotavanja užeta na doboš. Shematski prikaz ovog vitla je dat na slici. du m Dm Dd
Ukupna dužina užeta koje se namotava pri "m" slojeva iznosi: lu = π ⋅ z ⋅ ( D1 + D2 + ... + Dm )
– broj zavojaka u jednom sloju; z D1 – kinematski prečnik prvog sloja (meri se od ose užeta); D2 ... Dm – kinematski prečnici ostalih slojeva; D2 =D1+2d, Pri konstantnom broju obrta doboša (nd ) brzina užeta će se zbog promene pre čnika Prečnik bilo kog m-tog sloja je: menjati od sloja do sloja: Dm=D1+2d (m – 1) π ⋅ n ⋅ D d m vm = , m/s
lu = π ⋅ m ⋅ z ⋅ ⎣⎡ D1 + d ⋅ ( m − 1) ⎦⎤
60
