Dźwigniki

DZWIGNIKI

Dźwignice są to środki transportu wewnątrzzakładowego o zasięgu ograniczonym lub nieograniczonym i ruchu przerywanym, służące do prac przeładunkowych i montażowych.

A) CHARAKTERYSTYKA KONSTRUKCJI I ZASTOSOWANIE GŁÓWNYCH TYPÓW DZWIGNIC

1. DZWIGNIKI
Należą do najprostszych dźwignic. Służą do przemieszczania pionowego (czasem poziomego) ładunków na niewielką wysokość odległość za pośrednictwem sztywnych elementów – śrub, zębatek oraz tłoków hydraulicznych lub pneumatycznych. Dźwigniki śrubowe i zębate napędzane ręcznie stosuje się przy pracach montażowych do podnoszeni ładunków o masie do 25t na wysokości do 400 mm. W kolejnictwie stosowane są dźwigniki śrubowe o napędzie silnikowym, mogące podnosić ładunki o większej masie (dźwigi typu Beckera).Dźwigniki tłokowe z napędem ręcznym lub silnikowym stosuje się do podnoszenia masy rzędu do 500t na wysokości 200 – 1600 mm.
2. CIĄGNIKI
Tworzą drugą grupę dźwignic prostych. Służą do przeciągania lub podnoszenia ładunków za pomocą cięgien linowych bądź łańcuchowych z zastosowaniem odpowiednich zaczepów. Wciągniki stosuje się do prac montażowych do obsługi maszyn i pieców, do przeładunków na rampach i w magazynach oraz jako wyposażenie suwnic. Dotyczy to zwłaszcza wyciągów z napędem elektrycznym, wyposażonych w koła jezdne, umożliwiające przemieszczanie wzdłuż belki nośnej suwnicy. Główne dane techniczne wyciągów produkcji krajowej podano w. Wyciągi stojakowe, kozłowe i przyścienne z ręczną korbą stosuj się przy pomocniczych pracach montażowych i remontowych. Szerszy zakres zastosowania znajdują wyciągi stojakowe stałe i wózkowe napędzane silnikami elektrycznymi. Sterowane bezpośrednio lub zdalnie Często stanowią one wyposażenie suwnic i żurawi. Główne dane techniczne.
3. DZWIGI LUB WYCIĄGI ELEKTRYCZNE
Stosuje się do pionowego przemieszczania ładunków (towarów lub ludzi) w kabinach lub na pomostach wzdłuż prowadnic pionowych (czasem pochylonych wzdłuż pod kątem).Dźwigi szybowe – wykonuje się z maszynownią górną (umieszczoną nad szybem), dolną lub boczną oraz wyposaża w układy sterowania przestawne: zbieracze, gumowo – zbieracze i grupowo rozdzielcze.
Odrębną grupę stanowią dźwigi budowlane pionowe. Wyciągi masztowe wolno stojące i przyścienne.
4. SUWNICE
Stanowią jedną z głównych grup o szerokim zakresie zastosowania. Stosuje się je do obsługi hal produkcyjnych, magazynów i otwartych składowisk oraz do obsługi procesów technologicznych. Najczęściej stosowane są suwnice pomostowe. Zależnie od przeznaczenia wyróżnia się: suwnice hutnicze, odlewnicze, magazynowe wyposażone w haki lub w odpowiednie chwytaki, uchwyty, widły do sterowania celu zwiększenia intensywności obsługi hal produkcyjnych można zainstalować pod suwnicami wspornice o dźwigu 3 – 8 t i wyciągu 4 – 10 m lub żurawie pościerano – przejezdne, umożliwiające podawanie materiałów na stanowisko pracy, do których dostęp dla suwnic jest utrudniony. Do obsługi terenów otwartych stosuje się suwnice bramowe lub pół bramowe oraz mostowe o rozpiętości do 80 m, które wyposaża się w żuraw podwieszony albo podnośnik taśmowy. Coraz większe zastosowanie znajdują suwnice kontenerowe umożliwiające przeładunek wielkich kontenerów, sterowane ręcznie lub automatycznie.
Konstrukcje nośną mostów suwnicowych wykonuje się w postaci:
- jednego lub dwóch dźwigów spawanych z kształtowników walcowych, które stosuje się do przenoszenia mas rzędu 10 t przy rozpiętości do 14 m.
- Kratownicy z kształtowników walcowych lub rur (wykonanie pracochłonne i wrażliwe na zmiany otoczenia).
- Blachownicy jednej lub dwu średnikowej albo o przekroju trójkątnym bądź też układu ramowego i sprężynowego.
Kształt dźwigni zależy przebiegu momentów zginających przy zachowaniu stosunku wysokości h do rozpiętości l w zakresie 1/12 do 1/32. Czołownice ( poprzecznice), w których są osadzone koła jezdne, ze względów montażowych i transportowych wykonuje się z 2 części, które po ustawieniu na torze łączy się śrubami.
5. UKŁADNICE
W magazynach i składach znajdują zastosowanie okładnice ramowe i słupowe, przejezdne po szynach lub podwieszone o udźwigu 160 – 630 kg, służące do obsługi regałów o dużej wysokości.
6. ŻURAWICE
Stanowią pod względem częstotliwości zastosowania drugą po suwnicach grupę dźwignic. Obsługują one przestrzeń w kształcie walca o wysokości równej podnoszenia promienia, czyli równej wysięgowi. Najprostsze żurawie stałe to żurawiki okienne i przyścienne o momencie użytkowym 20 – 100 kn.n, ze stałym wysięgnikiem o niepełnym obrocie i z wyciągarką umieszczoną na konstrukcji wspornej. Stosuje się je do pomocniczych prac na budowlach. Stałe żurawie wolnostojące, zwykłe, pełno obrotowe wykonuje się z wysięgiem stałym lub zmiennym, uzyskiwanym przez wychylenie wciągnika za pomocą ukł. Linowego albo przez zastosowanie wózków wodzikowych, przejezdnych wzdłuż poziomego wysięgnika. Odmiany tego typu żurawi to:
- żurawie obracające się na kołkach osadzonych w ramie nośnej lub po wieńcu utworzonym z wałków obrotowych,
- żurawie portowe, zwykle wypadowe o udźwigu 8 – 12 t i wysięgu do 40 m,
- żurawie kontenerowe wyposażone w osprzęt do przeładunku kontenerów.
Żurawie stałe wykonuje się w postaci ustrojów kratownicowych, spawanych z kształtowników lub rur stalowych albo też z wieżą w postaci rury o określonej średnicy. Wyposażenie w kabinę sterowniczą, przesuwną wzdłuż wieży, umożliwia dogodną obsługę. Stosuje się też sterowanie zdalne. Większe zastosowanie, zwłaszcza w budownictwie znajdują żurawie towarowe (zwykle dwuszynowe). Buduje się je podobnie do żurawi stałych . Odmianę żurawi szynowych stanowią żurawie kolejowe o udźwigu do 160 t, służące głównie do usuwania skutków awarii na kolei. Do napędu żurawi stałych i szynowych stosuje się za zwyczaj układy z silnikami elektrycznymi prądu stałego, które zapewniają dużą elastyczność i płynność ruchów. Coraz większe zastosowanie mają żurawie jezdniowe:
- żurawie warsztatowe o udźwigu 0,5 – 1 t i wysięgu do 3 m wyposażone w stały lub obrotowy słup i wysięgnik z typowym wciągnikiem przejezdnym, albo napędzane ręcznie, pneumatycznie lub przez silnik elektryczny lub spalinowy. Stosowane są do obsługi stanowisk roboczych w zakładach produkcyjnych.
- żurawie budowlane składane o udźwigu do 0,6 t pełno obrotowe, z mechanicznym napędem podnoszenia i zmiany wysięgu, dostosowane do transportu ręcznego lub za ciągnikiem, stosowane głównie w budownictwie wiejskim
- żurawie samojezdne montowane na podwoziu własnym lub samochodowym. Oprócz omówionych typów suwnic i żurawi spotyka się liczne odmiany:
- dźwignic: kombinowanych, suwnicowo – wspornikowych, suwnicowo – żurawinowych,
- żurawi wielokrotnych.
7. PODESTY
Są to głownie pomosty i rusztowania służą do wykonywania prac wykończeniowych na prostych ścianach budynków, na których istnieje możliwość ich zawieszenia lub do wszelkich robót konserwacyjnych do 16 m wysokości
8. DZWIGI LINOTOROWE
Są prostą odmianą kolejek linowych, służących do transportu materiałów sypkich w pojemnikach lub ładunkach jednostkowych za pomocą wodzaka przemieszczającego się po linie nośnej lub nośno – ciągnącej, rozpiętej między dwiema podporami rozstawionymi w odległości 100 – 600 m. Stosuje się je na budynkach obiektów przemysłowych w warunkach, w których transport innymi środkami jest niemożliwy.

B) PODSTAWOWE ELEMENTY MECHANIZMÓW DZWIGNICOWYCH.

1.ELEMENTY DO PODNOSZENIA I PRZEMIESZCZANIA ŁADUNKÓW
Są to: haki, zawiesia, uchwyty i chwytaki. Haki służą do zawieszania ładunków bezpośrednio lub za pośrednictwem odpowiednio ukształtowanych uch oraz pętli linowych lub łańcuchowych. Dane techniczne najczęściej stosowanych haków pojedynczych (jednorożnych) i podwójnych (dwurożnych). Do podnoszenia ładunków o wysokiej temperaturze stosuje się haki płytowe jednorożne, złożone z kilku pasów blachy odpowiednio ukształtowanej, między którymi szczeliny wypełnia się czasem wkładami azbestowymi. Stosuje się również haki w kształcie pałąków tzw. uszkami. W celu umożliwiania obracania haka z obciążeniem zawieszonego bezpośrednio na linie stosuje się tzw. sprzęgi, a w przypadku ukł. Wielo linowych – zblocza. Do zawieszania ładunków na haku stosuje się:
- wiązanie, pętle lub zawiesie linowe oraz chwytowo zaczepowe - uchwyty kleszczowe, uchwyty elektromagnetyczne używane w stalowniach, walcowniach i na placach składowych do przenoszenia materiałów ferromagnetycznych, oraz uchwyty pneumatyczne służące do transportu materiałów płytowych za pomocą ssawek przykładanych do ich powierzchni.
-Chwytaki dwu – lub wielo łupinowe do transportu materiałów sypkich luzem, wśród których rozróżnia się: chwytaki jedno linowe ( o pojemności 0.75 – 12 m), wielo linowe (0,5 – 10 m), silnikowe (0,5 – 8m) i hydrauliczne (0,63 – 1,25).
W celu ułatwienia nabierania materiału, krawędzie łubin chwytaków wyposaża się w pazur lub szczęki wymienne, wykonanej ze stali manganowej odpornej na ścieranie.
2. CIĘGNA
W dźwignicach stosuje się liny włókienne (zwykle konopne),częściej stalowe oraz łańcuchy. Liny konopne stosuje się do ręcznych wyciągarek, wielokrążków oraz wiązań łańcuchów. Mają małą wytrzymałość na rozciągania (rzędu 40 – 140 MPa), są mało odporne na wilgoć i łatwo się przecierają. Smołowanie i natłuszczanie częściowo uodparnia je na wilgoć, ale zmniejsza wytrzymałość o 10 – 15 %.Liny stalowe wykonuje się je z drutów stalowych o średnicy 0,2 – 5 mm i wytrzymałości 1400 – 2000 Mpa, których wiązki skręca się w żyły, te zaś skręcone wokół rdzenia stalowego lub konopnego, tworzą linię współ zwitną lub przeciw zwitną. Linie łączy się przez splatanie na długości, równej, co najmniej 800 średnic w przypadku lin przeciw zwitnych i 1000 średnic przy linach współ zwitnych, albo przez zaprasowanie w specjalnych tulejach. Końcówki lin zamocowuje się za pomocą kausz (sercówek) i specjalnie wolnego końca za pomocą klina i łączenie zaciskami. Łańcuch stalowe ogniowe technicznie kalibrowane, spawane lub zgrzewane. RYS 16a Stosuje się je jako cięgna nośne przy udźwigu do 150 t i prędkości do 0,75 m/s oraz jako cięgna służące do przemieszczania i podnoszenia ładunków przy napędzie ręcznym. Przy udźwigu rzędu 15 – 30 t i prędkości 0.5 m/s stosuje się łańcuch sworzniowo –pewniejsze w pracy od łańcuchów ogniowych lecz cięższe i droższe. Wykonuje się je ze stali o wytrzymałości 500 – 600 MPa.
3. KRĄŻKI I KOŁA LINOWE
Krążki linowe służą do podtrzymywania i zmiany kierunku lub wyrównania obciążenia i długości liny. Osadza się je na osiach stałych, zamocowanych w stałych punktach konstrukcji nośnych lub przesuwnych i łożyskowych ślizgowo albo tocznie. Istotny wpływ na pracę i trwałość ma ukształtowanie rowka, w którym układa się lina. Niewłaściwy kształt wywołuje zbyt duże naciski, (które nie powinny przekraczać, 9 MPa) oraz zjawisko pełzania ( zmiany sprężystego wydłużenia liny) i wycierania jego powierzchni. Do napędu lin służą tarcze linowe cierne. Stosuje się je do napędzania wyciągów mechanizmów wodzenia w przeciągarkach oraz w mechanizmach jazdy kolejek linowych. Sprzężenie cierne zależy od wartości konta opasania koła przez linę, od współczynnika tarcia między kołem a liną oraz od profilu powierzchni koła. Największe sprzężenie uzyskuje się przy zastosowaniu kół z rowkiem klinowym i półokrągłym. Współczynnik tarcia można zwiększyć stosując drewnianą lub skórzaną wykładzinę rowka.
4. BĘBNY LINOWE
Wykonuje się je w postaci odlewów żeliwnych lub staliwnych, albo zwija i spawa z blachy stalowej lub rur stalowych. Powierzchnia walcowa bębna ograniczona z obu stron obrzeżami może być gładka lub rowkowata w celu ułatwienia nawijania pierwszej liny stalowej i zapobiegnięcia jej spłaszczeniu (wpływa na obniżenie wytrzymałości). Na jednym z obrzeży osadza się napędowe koło zębate za pomocą śrub prasowanych. Bębny łożyskuje się ślizgowo na stałej osi lub osadza za pomocą wpustów albo klinów na wałach łożyskowych z reguły toczenia. Koniec liny umieszcza się i dociska wkładką za pomocą wkrętów i płaskich wkładek. Zamocowanie to powinno być pewne, a jednocześnie umożliwiać szybką wymianę.
5. KOŁA ŁAŃCUCHOWE
Do prowadzenia lub zmiany kierunku ruch łańcucha albo do przenoszenia siły z łańcuch na inne elementy ruchome stosuje się: krążki i koła łańcuchowe. Wykonuje się je z żeliwa z odpowiednio ukształtowaną powierzchnią i osadza luźno na osiach. Mają one mniejszą średnice niż krążki linowe. W przypadku występowania dużych sił stosuje się staliwne koła łańcuchowe gniazdkowe o dużej średnicy lub stalowe koła łańcuchowe drabinowe. Bębny łańcuchowe stosuje się rzadko. Wykonuje się je z żeliwa i tylko do łańcuchów ogniowych niekalibrowanych.
6. HAMULCE
Najprostszym hamulcem jest zapadka, stosowana przy ręcznym mechanizmie podnoszenia w celu zabezpieczenia ładunku przed samoczynnym opuszczaniem się. W nowoczesnych konstrukcjach dźwignicowych wymagane jest stosowanie pewnie działających hamulców, przyjmujących energie opadających ładunków mechanizmów będących w ruchu. Najczęściej stosuje się hamulce klockowe dwu szczękowe z luzownikami elektromagnetycznymi lub elektrohydraulicznymi. Tarcie hamulcowe wykonuje się z żeliwa lub staliwa, szczęki zaś wykłada się ferrodofibryną, ferrodoazbestem lub sprasowaną masą metalowo – kauczukową. Stosuje się również hamulce tarczowe, w których nacisk jest wywierany na tarczę osiową oraz hamulce taśmowe działające na zasadzie sprzężenia ciernego między powierzchnią tarczy hamulcowej a taśmą naciąganą dźwignią jedno – lub dwustronną.
7. SPRZĘGŁA
Najczęściej stosuje się sprężyste sprzęgła palcowe podatne skrętnie oraz jedno – i dwu wieńcowe sprzęgła zębate niepodatne, samonastawne. Tarcie sprzęgieł wykonuje się z żeliwa lub staliwa, przy czym tarczę napędową zwykle stosuje się do hamulca.
8. KOŁA JEZDNE
Koła służą do przemieszczania mostów, suwnic, żurawi i innych dźwignic po wyznaczonych torach. Najczęściej stosuje się koła o powierzchni walcowej z dwoma obrzeżami, prowadzącymi je po szynach. Czasem powierzchnie te mają kształt stożkowy w celu zabezpieczenia dużych ustrojów dźwigowych przed ukosowaniem. Wykonuje się je ze staliwa (rzadziej z żeliwa) Lub z obręczami stalowymi (w przypadku dźwignic hutniczych). Koła Łużne lub napędzane za pomocą osadzonych na nich wieńców uzębionych, łożyskuje się je ślizgowo lub tocznie.

C) PODSTAWY OBLICZANIA I PROJEKTOWANIA DZWIGNIC
Obliczanie i dobór ustrojów nośnych mechanizmów i elementów dźwignic dokonuje się w zależności od ich udźwigu i grupy natężenia pracy. Udźwig – jest to największa masa ładunków, jaką może podnieść dźwignica łącznie z masą zdejmowanych urządzeń służących do unoszenia i utrzymania tych ładunków. Znormalizowane dźwigi są w zakresie 0.01 – 1250 t o prędkości linowej w zakresie 0.2 –500 m/min. Obliczanie wytrzymałościowe ustrojów nośnych dźwignic należy przeprowadzać opierając się na:
- wytycznych wykorzystywania obliczeń stalowych ustrojów dźwignic,
- stateczności dźwignic, obciążenie próbne,
- obliczenie w obciążeniach ustrojów nośnych dźwignic,
- podstawowe zasady wymiarowania stalowych ustrojów dźwignic,
- projektowaniu i obliczaniu połączeń spawanych,
- projektowaniu i obliczaniu połączeń nitowych i śrubowych w stalowych ustrojach