Кінематичні схеми ліфтів

Кінематичною схемоюліфтаназивають принципову схему взаємодії підйомного механізму з рухомими частинами ліфта - кабіною та противагою (або схему запасування канатів ліфта). Існують різноманітні кінематичні схеми ліфтів. Вони відрізняються один від одного розташуванням машинного приміщення, конструкцією канатоведущего органу, типами лебідок, гідроциліндрів, наявністю або відсутністю противаги, способами підвіски кабіни і призначенням ліфта.

Кінематичні схеми ліфтів з канатоведучим шківом

Існує ряд різних канатних систем, застосування яких залежить від конкретних умов, зокрема від розташування лебідки, номінальної вантажопідйомності та номінальної швидкості кабіни.

Велику увагу необхідно приділити вибору канатної системи для того, щоб забезпечити тривалий термін служби канатів ліфта, високий ККД системи та помірне споживання енергії. Для цієї мети число блоків повинно бути знижено до мінімуму і, по можливості, слід уникати реверсивних перегинів канатів.

Лебідка зазвичай знаходиться над шахтою, т.к. верхнє її положення забезпечує застосування найпростішої канатної системи та відносно невелике навантаження на конструкцію будівлі.

У деяких установках лебідка розташована у підвальному приміщенні поряд із підлогою шахти. У цьому випадку первісна ціна вища, і навантаження, що діє на розташовані у верхній частині шахти блоки, і, отже, на несучі конструкції будівлі значно вище. З цих причин слід по можливості уникати нижнього розташування лебідки.

Розташування механізму приводу у проміжному положенні (у середній частині шахти) у наші дні зустрічається рідко.Раніше таке розташування використовувалося для ланцюгових ліфтів із невеликою висотою підйому. Однак вони поступово були замінені ефективнішими гідравлічними ліфтами.

Схеми основних канатних систем представлені на рис. 3.2 – 3.10. (На всіх схемах прийнято зображення тягового шківа, показане на рис. 3.1)

Мал.3.1Позначення тягового шківа.

Верхнє розташування лебідки:

Привід з одним обхватом, кратність підвіски канатноїi= 1 (рис. 3.2)

Привід із подвійним обхватом, кратність канатної підвіскиi= 1 (рис. 3.3)

Привід з одним обхватом, кратність підвіски канатноїi= 2 (рис. 3.4)

Привід з одним обхватом, кратність підвіски канатноїi= 4 (рис. 3.5)

Рис.3.2Канатна система з верхнім розташуванням лебідки, привід з одним обхватом, кратність підвіски канатної 1.

Мал.3.3Канатна система з верхнім розташуванням лебідки, привід з подвійним обхватом, кратність канатної підвіски 1.

Рис.3.4Канатна система з верхнім розташуванням лебідки, привід з одним обхватом, кратність підвіски канатної 2.

Мал.3.5Канатна система з верхнім розташуванням лебідки, привід з одним обхватом, кратність канатної підвіски 4.

Лебідка в нижньому приміщенні:

Привід з одним обхватом, кратність підвіски канатноїi= 1 (рис. 3.6)

Привід з подвійним обхватом, кратність підвіски канатноїi= 1 (рис. 3.7).

Привід з одним обхватом, кратність підвіски канатноїi= 2 (рис. 3.8).

Рис.3.6Канатна система з нижнім розташуванням лебідки, привід з одним обхватом, кратність підвіски канатної 1.

Рис.3.7Канатнасистема з нижнім розташуванням лебідки, привід з подвійним обхватом, кратність підвіски канатної 1.

Рис.3.8Канатна система з нижнім розташуванням лебідки, привід з одним обхватом, кратність підвіски канатної 2.

Установка показана на рис. 3.2, - найпростіша.

Коли відстань між центром кабіни і противаги більше діаметра шківа, може бути передбачений відвідний блок для відхилення канатів. органа, що дозволяє збільшити відстань між гілками канатів, не збільшуючи розмірів канатоведучого органу. Крім того, відвідні блоки застосовують у тих випадках, коли необхідно змінити напрямок канатів, наприклад, у лифтах вижимних, а також у ліфтах з поліспастною підвіскою.

Для забезпечення достатнього зусилля тяги може використовуватися привід з подвійним обхватом. На рис.3.3 канати ліфта проходять від кабіни через тяговий шків, вниз, огинаючи контршків, назад до тягового шківа і противаги.Контршківзастосовується в лебідках з тяговим шківом, призначений для збільшення сили зчеплення тягових канатів з КВШ у тих випадках, коли простого обгинання КВШ канатами недостатньо для створення необхідної сили тертя між ними. Для отримання необхідного тягового зусилля застосовують подвійне обгинання канатоведущего шківа тяговими канатами,при якому закріплені на кабіні канати спочатку огинають канатоведущий шків,а потім контршків. З контршків вони повертаються на сусідні канавки канатоведущего шківа, обгинають його вдруге і прямують вниз, до противаги. Крім того, контршківи можуть виконувати функції блоків, що відхиляють.

Якщо діаметр тягового шківа дорівнюєвідстані між центром кабіни та противаги, другий шків може розташовуватися прямо внизу. Там, де ця відстань більша, другий шків служить також відвідним блоком (рис. 3.3).

У системах з кратністю канатної підвіски не рівним1, обидва кінці канатів ліфта нерухомо зафіксовані на верхніх балках, тоді як блоки підвіски встановлені на кабіні та противазі.

Теоретична сила натягу в канатах ліфтаiрази менше, ніж при кратності канатної підвіски 1, а окружна швидкість обода тягового шківа вiразів більше.

Канатні системи з компенсуючими канатами показано на рис. 3.9. (кратність канатної підвіски 1) та рис. 3.10 (кратність канатної підвіски 2). Лебідка розташована вгорі та застосовується привід з одним обхватом.

Рис.3.9Канатна система з компенсуючими канатами, кратність канатної підвіски 1.

Рис.3.10Канатна система з компенсуючими канатами, кратність канатної підвіски 2.

Противагаслужить для створення тягового зусилля та зменшення окружного зусилля на канатоведучому органі. Тягове зусилля дорівнює різниці натягу в кабінної та противагової гілках тягових канатів. Величина окружного зусилля прямо пов'язана з моментом, що крутить, і, отже, з потужністю приводного електродвигуна. Чим менший момент, що крутить, тим менша необхідна потужність електродвигуна. Противага має врівноважувати порожню кабіну і частину, приблизно 40. 50%, ваги корисного вантажу.

Врівноважувальні (компенсаційні) гнучкі елементи(сталеві канати або ланцюги, гумотросові стрічки) призначені для врівноважування тягових канатів. Їх застосовують при значній висоті підйому та (або) великої вантажопідйомності ліфта, коли вага тягових канатівпорівняємо з його номінальною вантажопідйомністю. Вони дозволяють зменшити окружне зусилля під час руху кабіни. Зазвичай їх використовують на швидкісних ліфтах.

Натяжний пристрійврівноважувальних елементів служить для натягу цих елементів, щоб вони не розгойдувалися і не зачіпали обладнання шахти.

Кінематичні схеми гідравлічних ліфтів

Під кінематичною схемою гідравлічного ліфта маємо на увазі схему передачі руху від штока гідроциліндра кабіні.

У переважній кількості випадків кабіни гідравлічних ліфтів не врівноважуються противагою, тому що їх сила тяжкості забезпечує процес опускання за відповідного регулювання швидкості зливу робочої рідини з гідроциліндра в бак.

Характерні кінематичні схеми гідравлічних ліфтів представлені рис.3.11.

У найпростішому випадку зусилля зі штока центрально розташованого гідроциліндра передається безпосередньо на нижню частину рами каркаса кабіни (рис.3.11 a). Гідроциліндр розташований у спеціальній ямі під підлогою приямка шахти. Робочі навантаження від кабіни та вантажу безпосередньо сприймаються штоком, що працює на стиск та передаються на опори гідроциліндра. Ця обставина практично виключає передачу навантажень на конструкцію будівлі, що є безперечною перевагою такого типу ліфта. Однак необхідність у спеціальному отворі достатньої глибини в ряді випадків виявляється не прийнятною (у скельних або обводнених грунтах).

Схеми, представлені на рис.3.11 b, c не мають зазначеного недоліку у зв'язку з заднім або бічним розташуванням одного або декількох гідроциліндрів. В цьому випадку всі навантаження сприймаються фундаментом приямки шахти або спеціальним фундаментом, не пов'язаним з конструкцією будівлі.

Необхідністьзбільшення швидкості руху та висоти підйому кабіни призвело до широкого застосування ліфтів з канатними мультиплікаторами (рис.3.11 d, e, f). При цьому відпадає необхідність збільшення продуктивності насосів гідроагрегатів і відкривається можливість застосування гідроциліндрів з невеликим ходом штока. Остання обставина має деякі економічні та технологічні переваги. Як і під час використання гідроциліндра прямої дії, робочі навантаження ліфта не передаються на конструкцію будівлі.

Рис.3.11Кінематичні схеми гідравлічних ліфтів.

Схема з 4-кратним мультиплікатором, представлена на рис.3.11 e) не набула широкого поширення в силу значної податливості системи, що призводить до надмірних коливань рівня підлоги кабіни при будь-якій зміні навантаження, що дуже небажано для вантажних ліфтів з підвищеною точністю зупинки. Зазвичай використовуються дворазові канатні мультиплікатори.

Застосування телескопічної конструкції підйомних гідроциліндрів прямої дії дозволяє суттєво знизити глибину ґрунтової ями (рис.3.11g) або збільшити висоту підйому кабіни (рис.3.11h, i, j).

Зазвичай застосовуються гідроциліндри з двома або трьома секціями, рух яких синхронізований. Найчастіше телескопічні гідроциліндри використовуються без канатного мультиплікатора. При центральному впливі штока на кабіну (рис.3.11 g) довжина ходу кабіни становить 20 і 30 м, а при бічному - 7 і 10 м (для гідроциліндрів з 2 і 3 секціями, відповідно).

При застосуванні ліфтів зі штоками гідроциліндрів, що працюють на стиск, викликає деякі проблеми у зв'язку з необхідністю забезпечення їхньої поздовжньої стійкістю. У зв'язку з цим з'явилися конструкції ліфтів, у яких штоки працюють на розтягування(Рис.3.11 j, m, n). Істотним недоліком такої кінематики ліфта є передача робочих навантажень на перекриття шахти, збільшення її висоти та ускладнення технічного обслуговування.

З метою скорочення витрати енергії на підйом маси кабіни, штока та вантажу були спроби використовувати ліфти, у яких противагу врівноважує частину сили ваги кабіни та штока (рис.3.11n). Необхідність у додаткових блоках, що відхиляють, і передача навантаження на конструкцію будівлі позбавляє гідравлічний ліфт його основних переваг, як ліфта без машинного приміщення, що не навантажує конструкцію будівлі. З цієї причини ця кінематична схема ліфта виявилася нежиттєздатною.

Поряд із гідравлічними ліфтами плунжерного типу в даний час широко застосовуються вантажні платформи важільного типу з автономною системою гідроприводу. Характерні варіанти кінематичних схем гідропідйомників цього наведено на рис.3.12.

Схема представлена на рис.3.12, а застосовується у вантажних гідравлічних платформах з висотою підйому до 2 м. Збільшення висоти підйому досягається при використанні послідовної системи розташування важелів (рис.3.12b). Гідравлічні платформи збільшеної довжини та підвищеної вантажопідйомності виготовляються за кінематичною схемою d.

Наведені на рис.3.12 варіанти витягів мають дві симетрично розташовані системи важелів, розташовані збоку вантажної платформи. На нижній рамі розташовується відповідна кількість гідроциліндрів та гідроагрегат із системою управління.

Рис.3.12.Кінематичні схеми гідравлічних витягів.