Характеристики мягких подъемно-транспортных механизмов

Рис.6. Резино-тросовые высоконапорные эластомерные подъемники.

(1а, 1б, 1в – миниподъемники фирмы «Vetter»; 2а, 2б – миниподъемники, изготовленные методом намотки; 3а, 3б, 3в – пневмодомкраты фирмы «Kleber»; 4а, 4б .4в, 4г, 4д – резинометаллические пневмоподвески фирмы «Phoenix»)

Эластичные подъемные механизмы по назначению условно делятся на перегружающие и грузоподъемные.

По виду перемещения их можно разделить на разжимающие, раздвигающие, перемещающие, опрокидывающие, подтягивающие, выталкивающие, поднимающие, перекатывающие, запирающие, регулирующие и другие.

Подвижность оболочек рассматривается в зависимости от способа их закрепления на: свободнолежащие; закрепленные: в точке, по образующей, по плоскости.

В зависимости от компоновки механизмы могут размещаться под грузом, над грузом или сбоку.

Расположение подъемника под грузом позволяет механизировать разгрузочные работы различных видов транспорта, в том числе и не приспособленных для саморазгрузки, тогда они оснащаются подъемными платформами.

Оболочки, размещенные над грузом, удобны для подъема (подтягивания) грузов для погрузки на платформы. На их основе разработаны мягкие грузозахваты, зажимы, пульсаторы.

Оболочки могут располагаться в конструкции других механизмов, например, на гибком ограждении воздушной подушки, в механизме опрокидывателей платформ, на крышках вентиляционных люков.

Подъемники, перемещающие грузы в вертикальной плоскости, относятся к грузоподъемным, в горизонтальной и наклонной – к перегружающим.

По виду совершаемой работы различаются подъемники с повышенной грузоподъемностью и повышенной высотой подъема.

Первые (высоконапорные), как правило, имеют незначительный объем, развитую площадь опоры и изготавливаются из высокопрочных материалов.

Рис. 8. Резино-тканевые пневмоподъемники низко- и высоконапорные.

( 1а, 1б, 1в – низконапорные (цилиндрические) эластичные подъмники компании «Vetter»; 2а – автодомкрат, работающий от выхлопных газов; 3а, 3б, 3в, 3г, 3д - резино-тканевые высоко- и низконапорные подъемники фирмы «Lampe»)

Их высокая энергоемкость достигается работой давления, распределенной на площадь контакта с грузом.

Вторые (низконапорные) совершают перемещения (подъем) за счет повышенного объема оболочки (или каскада секций подъемника).

Для выбора преимущественной работы при проектировании анализируются возможные геометрические формы оболочек и зависимость их работоспособности от деформирования.

Например, особенностями низконапорных подъемников увеличенной высоты подъема, фирмы «Lampe» (Германия), является кубическая и бочкообразная формы.

Применение в конструкции миниподъемника, компании «Vetter» (Германия), высокопрочной металлотросовой арматуры позволило значительно повысить разрывную прочность оболочек.

Рис.9. Низконапорные пневмоподъемники повышенной высоты перемещения груза. (1а, 1б, 1в, 1г, 1д – панельные подъемники из объемного текстильного материала типа «аэрмат»; 2а, 2б – панельные подъемники матрацного типа; 3а, 3б – торообразные пневмоподъемники; 4а, 4б, 4в. 4г – использование пневмоподъемников для снятия кораблей с мели)

По аналогии с традиционными подъемно-транспортными механизмами основными рабочими характеристиками эластичных подъемных механизмов являются такие, как:

— грузоподъемность – максимальная масса груза, на подъем которого рассчитан механизм;

— высота подъема груза – высота, при которой изменение объема осуществляется без увеличения давления;

— максимальная площадь контактной поверхности с грузом – площадь центрального (горизонтального) сечения оболочки;

— рабочее давление – давление необходимое для подъема заданного груза на заданную высоту;

— рабочий объем оболочки;

— режим работы механизма (время наполнения, количество циклов).

Вспомогательными являются следующие характеристики:

— собственная масса;

— собственная высота;

— транспортные габариты;

— коэффициент запаса прочности оболочки (отношение разрывного давления к рабочему).

Конструктивно эластичные подъемные механизмы выбираются исходя из требований эксплуатации и характера груза.

Для определения количественных показателей и характеристик целесообразно использовать комплексные оценки свойств, и относительной зависимости основных и вспомогательных характеристик.

Выбор рабочей среды зависит от требований безопасности.

Для высоконапряженных подъемных механизмов рекомендуется использовать несжимаемую жидкость или аэрозольную смесь.

В некоторых случаях (парашюты, плотины) для предварительного поверхностного натяжения оболочки используется аэростатический или гидростатический напор.

Некоторые виды эластичных перегружателей предварительно напрягаются механическим способом.

В качестве источника рабочей среды используются: ручной насос, компрессор, баллон со сжатым газом, газгенератор, газовая горелка и тому подобное. Кроме степени сжатия рабочие среды различаются по виду и характеристикам источника рабочей среды (объем, производительность, давление).

Величина рабочего давления определяется заданной массой перемещаемого груза и ограничена коэффициентом запаса прочности оболочки. Рабочий объем оболочки задается высотой перемещения груза. Вид рабочей среды зависит от режима работы механизма.

В зависимости от назначения, требований надежности, безопасности и условий эксплуатации эластичные механизмы могут быть одноразового и многократного использования. Однако общие сроки их эксплуатации исчисляются десятками лет.

Одной из особенностей эластичных подъемных механизмов является многообразие геометрических форм эластичных оболочек, которые в зависимости от условий эксплуатации могут иметь различное соотношение размеров осей центрального сечения (осесимметричные, сплюснутые, вытянутые).

Установлено, что силовые свойства оболочек зависят от изменения объема и площади контактной поверхности при деформации эластичных оболочек.

Оптимальными для высоконапорных силовых подъемных механизмов являются сплюснутые геометрические формы (овалоиды, подушки). А для низконапорных – вытянутые (кубы, цилиндры).

Подушечная форма эластичных подъемных механизмов является наиболее предпочтительной и для технологий раскроя и сборки в производстве. Однако при расчете подушечных оболочек существуют трудности в традиционных методах и подходах, что требует их доработки для инженерных расчетов.

Таким образом, среди эластичных механизмов особое место по интенсивности сопротивления внешним нагрузкам занимают силовые, а среди них подъемные (низко и высоконапряженные) механизмы.

Рабочими характеристиками эластичных механизмов являются: рабочее давление, рабочий объем оболочки, вид рабочей среды, собственные масса, объем и габариты оболочки.