Устройство черпаковой цепи

Черпаковая цепь состоит из цельнолитых черпаков (см. рис. 2), изготавливаемых из марганцовистой стали 110Г13Л. Черпаки снабжены съемными козырьками, отлитыми из той же стали и соединяющимися с черпаками посредством заклепочного или сварного соединения (последнее более распространено).

Чер паковые цепи драг бывают прерывистыми и сплошными. В прерывистой цепи черпаки 8 соединяются между собой планками (см. рис. 29.2). Такие цепи применяются на малых драгах. В сплошной цепи черпаки проушинами соединяются непосредственно один с другим посредством пальцев, изготовляемых из стали 38ХНЗМ. Натяжение черпаковой цепи осуществляется механизмом

Основным технологическим элементом черпакового устройства, предназначенного для зачерпывания и подъема на поверхность добываемого материала, является черпаковая цепь земснаряда. В добывающих снарядах в отличие от дноуглубительных черпаковая цепьбезмайонная, образуемая соединенными между собой черпаками без промежуточных звеньев (майонов).

Общий износ черпаковой цепи оценивают по размеру ее шлейфа — провисающей части, соприкасающейся с грунтом перед нижним барабаном. Небольшие износы соединительных деталей цепи могут быть компенсированы натяжением цепи, для чего на раме предусмотрено специальное устройство. При больших износах необходимы восстановительные работы.

Черпаковая цепь состоит из черпаков, соединительных втулок и пальцев.

Черпаки являются грунтозаборными органами снаряда. Их вместимость может быть 405 л и более. Конструкция черпака чаще комбинированная: обечайка и козырек сварены из листовой стали, а каретка черпака — цельнолитая с отверстиями для втулок и пальцев. На черпаке добывающего снаряда две группы полозков. Боковыми полозками черпак опирается на катушки чер-паковых скатов и грани нижнего черпакового барабана, центральными — на грани верхнего барабана. Такая конструкция черпака значительно увеличивает его долговечность.

Наиболее интенсивно изнашивание полозков каретки и режущей кромки (козырька). Износ полозков каретки черпака допускается до 40% первоначальной толщины; отклонение от круглости отверстий для втулок не должно превышать 7% первоначального диаметра.

Изношенные полозки восстанавливают путем электронаплавки. Отверстия под втулки обваривают и растачивают. При этом необходимо обеспечить соосность парных отверстий и параллельность осей в полозках и точность шага (отклонение не более 0,5 мм).

Режущие кромки черпаков вначале наплавляют качественными электродами, а затем износоустойчивыми материалами. Деформированные черпаки (обечайки, козырьки) правят по шаблону, предварительно подогревая деформированные участки. При необходимости вырезают и заменяют отдельные части черпака.

Рис. 1. Черпаковое устройство: 1 — привод верхнего черпакового барабана; 2 — большое зубчатое колесо; 3 — верхний черпаковый барабан; 4 — надрамник; 5 — черпаковая рама; 6 — черпаковая цепь; 7 — черпак; 8 — черпаковый скат; 9 — рамоподъемная лебедка; 10 — нижний черпаковый барабан

Черпаковые втулки и пальцы, как правило, изготовляют из износостойкой марганцовистой стали. Допустимые износы втулок и пальцев регламентированы ПТЭ.

Рис. 2. Черпак

Втулку заменяют при уменьшении ее толщины на 50% или при отклонении от круглости, равном 7% первоначального диаметра. Общий износ пальца допускается до 15% номинального диаметра, местная выработка — до 20%. Диаметральный зазор между втулкой и пальцем при диаметрах пальца 70—130 мм не должен превышать 16—29 мм.

За навигацию втулки черпаковой цепи изнашиваются в среднем на 4—6 мм, пальцы — на 0,12—0,14 мм, из-за чего цепь удлиняется на 800—900 мм и, соответственно, увеличивается шлейф цепи. Чрезмерная длина шлейфа приводит к увеличению растягивающих усилий в цепи и интенсивному изнашиванию сочленений «втулка—палец» и барабанов. Кроме того, из-за несоответствия длины шлейфа цепи глубине опускания рамы возможны сход цепи с нижнего барабана и повреждение корпуса земснаряда, что вызывает его длительный простой и значительные затраты на восстановление работоспособности. Поэтому длину цепи необходимо периодически (не реже одного раза в месяц) измерять и регулировать с помощью натяжного устройства. В необходимых случаях цепь укорачивают на 1—2 черпака.

Техническое обслуживание черпаковой цепи заключается в ежесменной проверке шплинтовки черпаковых пальцев, ежедневных проверках состояния черпаков (наличия трещин) и натяжения цепи, еженедельных проверках правильности расположения цепи относительно земснаряда, измерении шлейфа и регулировке длины цепи.

При периодическом техническом обслуживании частично наплавляют козырьки черпаков, заменяют изношенные втулки и пальцы.

Черпаки с планками, колотые звенья, пальцы ролики

Верхний и нижний барабаны

Черпаковые барабаны и привод

Черпаковые барабаны и привод

Верхний черпаковый барабан (рис. 1) является приводным. Наиболее распространены литые стальные барабаны цельные или из двух частей, напрессованных на валу и соединенных между собой. На барабанах может быть 4 или 5 граней со стальными накладками и наделками и сменными планками, наплавленными из износостойкого материала. На сменных планках реборд, препятствующих боковому смещению черпаковой цепи, также есть износостойкое покрытие. Амортизаторы предназначены для сглаживания ударов черпака о грани барабана и обеспечения относительно плавного прохода черпаковой цепи по барабану. В результате существенно уменьшаются динамические нагрузки и изнашивание элементов черпакового устройства, увеличивается продолжительность их работы до очередного восстановления.

Наиболее интенсивно изнашиваются грани (накладки) и реборды барабанов, шейки валов барабанов и подшипники. Наблюдаются также трещины в сварных швах барабанов из-за нагрузок, возникающих при папильонировании снаряда. Нередко появляются трещины в корпусе барабана из-за попадания крупных частиц добываемого материала между полозками черпака и поверхностью грани барабана, что приводит к резкому увеличению нагрузки на барабан.

Износ рабочей поверхности реборд допускается до 40% первоначальной толщины, граней — до 12 мм. Уменьшение толщины износостойкой наплавки граней и реборд допускается до 80% первоначального значения. Отклонение шейки вала барабана от круглости при диаметре 150—550 мм не должно превышать 0,2—0,35 мм, а диаметральный зазор в подшипниках — 2,2— 3,4 мм соответственно диаметрам вала. Износ баббитовых вкладышей подшипников скольжения допускается до 50% первоначальной толщины, бронзовых — до 20%.

При замене изношенных предохранительных пластин (накладок и наделок) на гранях барабана необходимо обеспечить плотное прилегание свариваемых поверхностей. Несоблюдение этого требования приводит к вынужденной работе сварочных швов на изгиб, из-за чего сварочные швы быстро разрушаются по всему периметру пластины. Соединение накладок с гранями барабана на электрозаклепках практически исключает неплотное прилегание поверхностей. В подготовленных пластинах делают отверстия 040 мм под электрозаклепки. После установки и приварки пластин на них наплавляют износоустойчивыми электродами 13 КН/ЛИВТ слой металла на толщину 5 мм и затем обрабатывают шлифовальной машинкой до создания гладкой поверхности.

Изношенные элементы барабанов черпакового привода восстанавливают до номинальных размеров путем электронаплавки. При этом верхний слой наплавки (до 10 мм) граней барабанов и Реборд выполняют износостойкими электродами. При наплавке граней барабана рекомендуется пользоваться специальными шаблонами.

Рис. 1. Верхний черпаковый барабан: 1 — грань; 2 — наладка; 3 — наделка; 4 — корпус; 5 — вал; 6 — шпонки; 7 — реборда; 8 — сменная планка; 9 — теоретическая грань барабана; 10 — амортизатор

Подшипники вала верхнего барабана обычно радиально-упор-ные роликовые или скольжения с баббитовыми или бронзовыми вкладышами. Сроки службы подшипников качения невелики из-за попадания абразивных частиц и больших неравномерных динамических нагрузок, возникающих при набегании черпаков на грани барабана. Обычные подшипники скольжения интенсивно изнашиваются, так как давление в подшипниках достигает 0,6 МПа, а максимальная окружная скорость вала не превышает 1 м/с и подшипники значительную часть времени работают фактически в режиме сухого трения. Поэтому на новых земснарядах установлены гидростатические подшипники скольжения, в которых пары трения надежно разделены слоем смазочного масла даже при очень малых скоростях вращения вала. Это достигается тем, что масло в зону трения подают под большим! давлением (примерно 10 — 30 МПа) специальные насосы. Обычно для каждого подшипника существует отдельная смазочная система, включающая кроме маслобака и насоса манометр, невозвратно-запорный, предохранительный и редукционный гидравлические клапаны. Техническое обслуживание и ремонт элементов смазочной системы аналогичен гидроприводам машин. Особое внимание необходимо уделять регулировке предохранительного клапана, так как нечеткое его срабатывание приводит к пульсации давления в системе и гидравлическим ударам, что вызывает вибрацию и поломки элементов привода и барабана.

Износ вкладышей гидростатических подшипников при нормальной эксплуатации данного узла незначителен и редко превышает 0,2—0,3 мм за навигацию.

Нижний черпаковый барабан является направляющим. Количество его граней на! одну больше, чем на верхнем барабане. Применяют также круглые барабаны. Нижние барабаны работают в сильно абразивной среде и интенсивно изнашиваются. Обычно нижние барабаны изготовляют стальными цельнолитыми или композитной конструкции. Грани нижнего барабана также снабжены накладками и наделками (стальными планками), наплавленными износостойкими электродами. Допускаемые износы и способы восстановления нижнего барабана (кроме вала с подшипниковыми узлами) такие же, как и для верхнего. На шейку вала (оси) нижнего барабана обычно надевают втулку для защиты ее от изнашивания. Материал втулки — чаще закаленная сталь. Вкладыши подшипников вала барабана могут быть из стального литья, чугуна или текстолита. Применяют также подшипники качения. В процессе работы защитная втулка вала, вкладыши и крышки подшипников, вал барабана подвергаются интенсивному коррозионно-механическому изнашиванию.

Для восстановления вал наплавляют, протачивают; изношенные втулки, вкладыши и крышки подшипников заменяют.

Привод верхнего черпакового барабана в основном типовой электрический. Специфичным элементом привода являются большие зубчатые колеса диаметром 3—3,5 м и более открытой передачи.

Эти колеса вызывают значительные трудности при их изготовлении и ремонте.

Большие зубчатые колеса восстанавливают при ослаблении посадки на валу до 0,2 мм (по щупу) или при износе зубьев на 25% их толщины. При предельном износе зубьев их, как правило, восстанавливают путем электронаплавки или коррегирования. Большие колеса, учитывая их значительную стоимость и сложность изготовления, заменяют только при невозможности восстановления. Наплавку изношенных зубьев выполняют — по специальной технологии с применением шаблонов и приспособлений. Выломанные зубья наплавляют также по медному шаблону с последующей доводкой вручную. Трещины обода или спиц колеса заваривают по технологии, согласованной с Речным Регистром. При ослаблении посадки большого колеса на вал напрессовывают стальной бандаж соответствующей толщины.

Техническое обслуживание черпаковых барабанов и привода заключается в ежесменной проверке исправности централизованной смазочной системы, ежедневной проверке состояния уплотнений подшипников нижнего барабана, еженедельных проверках износа граней и реборд барабанов, а также наличия трещин в сварочных швах и корпусах барабанов.

Рис. 2. Восстановление элементов черпакового привода путем наплавки: а — изношенных полозков черпаков; б и в — черпаковых барабанов; 1 — участок наплавки низкоуглеродистой сталью; 2 — участок износостойкой наплавки

При периодическом техническом обслуживании наплавляют предохранительные пластины и реборды барабанов, производят ревизию централизованной смазочной системы, заменяют изношенные подшипники (вкладыши) барабанов, измеряют износ зубьев открытой передачи привода и ремонтируют изношенные.

При восстановлении барабанов и черпаков рекомендуется сочетать участки, покрытые износостойкими материалами с участками, наплавленными обычными электродами (рис. 2). При таком чередовании наплавленных участков рабочие поверхности изнашиваются более равномерно, в результате чего продолжительность работы детали до следующего восстановления увеличивается.

Рамоподъёмные лебедки

ОПИСАНИЕ

Лебедка рамоподъемная ЛР-5 предназначена для подъема и опускания рамы всасывающей трубы пульпопровода землесосного снаряда. Рамоподъемную лебедку устанавливают на поворотном круге в кормовой части земснаряда.
Лебедка не предназначена для подъема людей.

Рассчитана для работы в следующих условиях:
- окружающая среда: невзрывоопасная;
- температура окружающей среды: от -40° С до +40° С;
- климатическое исполнение: "У" и "Т", категория "2" по ГОСТ 15150-69;
- рабочее положение: крепление на горизонтальной площадке;
- режим работы: легкий.

Технические характеристики рамоподъемной лебедки ЛР-5:

Параметр	ЛР-5
Тяговое усилие, т	5
Расчетная канатоемкость, м	250
Диаметр каната, мм	20
Расчетная скорость навивки каната на первом слое, м/с	0,3
Диаметр барабана, мм	377
Тип тормоза	ТКГ-300 (2шт)
Мощность двигателя, кВт	18,5
Электрический ток, В; частота, Гц	380; 50
Габаритные размеры, мм	-
Масса (без каната), кг	1700

Оперативные лебедки

Лебедки земснарядов

Для рабочих перемещений земснарядов на них установлены оперативные лебедки — становые и боковые. Первые — для перемещения земснарядов вдоль разрабатываемых прорезей, вторые — для поперечных перемещений. Кроме оперативных, на земснарядах имеются лебедки для подъема и опускания черпаковой рамы или всасывающей трубы; на шаландовых снарядах — лебедки для подъема и опускания грунтовых лотков и поворачивания грунтового клапана, перемещения шаланд, в процессе их смены и заполнения грунтом; на лотковых снарядах — для операций с длинным лотком; на рефулерных снарядах — для перемещения концевого понтона грунтопровода; на одночерпаковых снарядах и свайных землесосах — для подъема, а иногда и принудительного опускания свай; на всех земснарядах имеются брашпили или шпили для подъема судового якоря. На рамоподъемных станинах находятся краны для выполнения работ, связанных со сборкой и разборкой черпаковых цепей, установкой и уборкой разрыхлителей и всасывающих патрубков землесосов, а также для удаления из черпаков попавших в них камней и других предметов. При работе землесосов и многочерпаковых снарядов требуется до шести тросов. На одночерпаковых снарядах количество рабочих тросов сокращается до четырех. Расположение оперативных лебедок на палубе зависит от типа земснаряда, системы управления и конструкции лебедок. Общее требование к расположению лебедок: их хорошая видимость с поста управления и удобный вывод тросов при возможно меньшем количестве изменений их направления в пределах палубы земснарядов. Для предотвращения несчастных случаев шестерни оперативных лебедок защищают кожухами. Рабочие места от атмосферных осадков — тентами. Металлическую палубу, ступени лестниц и площадки делают из рифленого железа или из железа с наплавленными электросваркой каплями металла. Палубу по периметру корпуса, промерные мостики и площадки ограждают поручневым устройством высотой 0,8—1,0 м. В местах подачи трапов поручни делают разборные из тросов или цепей. Палуба, все рабочие места и механизмы должны освещаться в соответствии с Правилами Речного Регистра. Основными частями каждой лебедки являются рабочие барабаны, двигатель, редуктор, муфта сцепления барабанов и тормоза. Иногда имеются боковые консольные барабаны для выполнения швартовных операций. Наиболее простые и удобные лебедки с электродвигателями. Для того, чтобы можно было в требуемых пределах плавно изменять скорость вращения барабанов лебедок, нужен постоянный ток. Силовые же установки земснарядов вырабатывают переменный ток. Для преобразования переменного тока в постоянный применяют систему. ДГД (двигатель — генератор — двигатель). По этой системе от судовой электрической станции работают первичные двигатели, которые приводят в действие специальные генераторы, вырабатывающие постоянный ток только для электродвигателей лебедок. Управление лебедками с электрическим приводом централизовано на пульте земснаряда. Для равномерного набирания (навивания) тросов на барабаны применяют тросоукладчики. Электрическая лебедка с тросоукладчиком приведена на рис. 34. Тросоукладчик состоит из вала с винтовой нарезкой и каретки с роликами, между которыми проходит трос. Вал тросоукладчика вращается от вала барабана пластинчатой цепью Галля. На концах вала нарезаны правая и левая винтовые канавки, которые плавно переходят одна в другую. Внутри каретки устроен поворотный; сухарь, входящий в канавку вала. При вращении вала сухарь скользит по винтовой канавке, перемещая каретку вдоль вала. У концов вала сухарь, поворачиваясь, переходит в другую винтовую канавку и движет каретку в противоположную сторону. Движущиеся части лебедок защищены кожухами в соответствии с требованиями техники безопасности. При этом возможен осмотр движущихся частей и их своевременная смазка. На рис 35 (а и б) помещены становые лебедки (передняя и задняя) траншейного землесоса, построенного на заводе «Чешские Лоденицы». Для подъема судового якоря с цепью имеется звездочка. Скорость выбирания цепи 5 м/мин. На земснарядах малой производительности для возможности уменьшения размеров и облегчения отдельных механизмов применяют двух- и трехбарабанные лебедки. При трехбарабанных: лебедках один из барабанов используется для станового троса; два - для боковых или папильонажных.

Рис. 34. Электрическая лебедка с тросоукладчиком: 1 – фундамент; 2 — станина; 3 – шестерни на оси барабана; 4 – рабочий барабан; 5 – подшипник; 6 – ось зубчатой передачи электродвигателя; 7 – электродвигатель; 8 – винт тросоукладчика; 9 – каретка тросоукладчика Двухбарабанные лебедки предназначены для папильонажных тросов. На рис. 35 показан монтажный кран, установленный на рамоподъемной станине землесоса (производительностью 725 м³/час). Кран, поворачивающийся на 3600, оборудован электрифицированной тельферной тележкой для подъема и перемещения грузов в пределах вылета стрелы крана. Последний снабжен защитными реле, которые предотвращают перегрузку грузоподъемных устройств сверх определенной величины.

Рис. 35. Электрические становые лебедки: а — передняя: 1 — электродвигатель; 2 — рабочий барабан; 3 — кожух электромагнитной муфты; 4 — ленточный тормоз; 5 — рычаг ленточного тормоза; 6 — подвижный груз тормоза;7 — электродвигатель для перемещения груза; 8 — ручной маховик для передвижения груза; 9 — вал тросоукдадчика; 10 — каретка тросоукладчика; 11 — звездочка для цепи судового якоря; 12 — ленточный тормоз; 13 — маховик тормоза звездочки; 14 — передача от вала барабана к валу тросоукладчика; б — задняя: 1 — барабан; 2 — винт тросоукладчика; 3 — каретка тросоукладчика; 4 — стопор цепи судового якоря; 5 — звездочка судового якоря; 6 — консольные барабаны На земснарядах без электрифицированных механизмов грузы поднимают ручными лебедками. Для той же цели на палубе у бортов имеются кранбалки, для швартовных операций — кнехты.

Рис. 36. Рамоподъемная лебедка и кран земснаряда: 1 — рабочий барабан лебедки; 2 — мотор лебедки; 3 — тельферная тележка с барабаном и мотором для подъема груза; 4 — кран На шаландовых снарядах для подтягивания к земснаряду и перемещения шаланд в процессе их нагрузки применяют электрифицированные шпили (рис. 37).

Рис. 37. Электрифицированный шпиль многочерпакового снаряда