什么是木材抓具?
安装在起重机上抓取木材的装置。主要用于木材装卸作业。20世纪50年代苏联研制成索式抓具,以后又发展了不同结构形式的木材抓具30余种。中国于60年代后期开始在林用装卸桥上应用索式抓具和电动葫芦式抓具,70年代研制成液压抓具。
类型
根据抓具对木材抓取的方向和部位,分径向和端向抓具两类。根据抓爪开闭的形式,又分索式、机械式和液压式3种。
索式木材径向抓具
由上横梁、下横梁、撑杆、抓爪和滑轮组等部件构成(图1)。撑杆铰接在上横梁与抓爪上。利用安装在起重机上的起升卷筒和闭合卷筒,使抓具升降和抓爪开闭。起升索固结在抓具的上横梁上,闭合索绕过抓具内部的滑轮组而固结在上横梁或下横梁上。抓爪在抓具自重和闭合索所产生的抓取力作用下抓取木材;闭合卷筒放开,抓爪在木材和下横梁的重量作用下自动张开卸料。为避免滑轮组钢索的磨损,上下两滑轮轴不要同处在一竖平面内,尽量偏斜一个适当角度。为使抓具工作更为稳定并提高性能,常将抓具的起升索和闭合索成双布置,称为四索抓具。索式抓具在抓取木材时,受到闭合索向上的拉力影响,降低抓取效果。为了提高抓取能力,滑轮组的倍率通常取4~6。索式抓具结构简单,自重轻,工作可靠,但抓具本身不能回转。
图1机械式木材径向抓具
有电动葫芦式、电动卷筒式和电动螺杆式等数种,特点是抓爪的闭合机构放置在抓具上,并可安装抓具的回转机构。由于抓爪在闭合时不像索式抓具那样受到闭合索向上的拉力,在相同功率条件下,其抓取能力较大。电动葫芦式木材径向抓具采用标准的电动葫芦作为抓爪的闭合动力。有的还在抓爪上安装振动器,以减轻抓爪进入木材空隙的阻力。振动器由电动机和曲轴等零部件组成。闭合机构的电动机功率为7~16千瓦时,滑轮组的倍率为4~6。这种抓具优点是构造简单,制造容易,缺点是电动葫芦易发生故障,界限尺寸和自重较大。电动卷筒式木材径向抓具是由电动机、减速装置、制动装置与卷筒等组成。工作可靠,不易发生故障,但界限尺寸和自重较大。电动螺杆式木材径向抓具分为中央螺杆式和侧螺杆式两种。前者高度界限尺寸大、工作不够稳定。后者的侧螺杆起撑杆作用,通过电动机、锥形齿轮减速装置驱动旋转,使抓爪上的铰接螺母沿螺杆上下移动来实现抓爪的开闭。它的界限尺寸小、自重轻、抓取性能好、工作可靠。
液压式木材径向抓具
由框架、抓爪和开闭油缸等组成(图2)。抓爪的开闭机构(电动机、油泵、油箱和控制设备等液压传动系统)安装在框架内。抓爪的开闭靠双向作用的油缸来实现。油缸的布置分竖缸、斜缸和卧缸3种型式。后两种型式具有抓取能力大、高度界限尺寸小、重量轻、功率大和工作平稳等优点,应用广泛。但液压元件的制造工艺要求较高,林区维修不方便。
图2木材端向抓具
由框架、两个侧抓板和电动机械传动或液压传动系统组成。两侧抓板上带有很多刺钉,每个刺钉内装有压缩弹簧,迫使刺钉伸出板面。抓具吊挂在装卸机械上,抓板以张开状态放在木堆上,使木堆中一部分木材处于两板之间,开动闭合电机,两抓板向内收拢,木材端面被刺钉压入而夹住。这种抓具具有能使原木自动齐头、抓取迅速的特点,但抓具笨重,只适于中短原木和方材的归楞和装车作业。主要在苏联得到应用。
技术参数
有自重、抓取量、抓腔面积、界限尺寸、抓爪开度和抓爪闭合时间数项。原木归楞和装车抓具自重一般为1.8~2.4吨,原条卸车抓具自重一般为3.5~4.5吨。抓取量和抓腔面积根据装卸机械的起重量和作业条件确定,抓腔的面积最好是可变的。抓爪闭合速度通常小于0.25米/秒,抓爪闭合时间在原木抓具中一般为10~25秒。原木抓具的闭合电机功率一般为7~16千瓦。抓爪爪形一般为近圆形或椭圆形,爪端有30~50厘米长的直线段,闭合后爪端切线与水平线的夹角一般为15°~20°。抓爪在最大开度状态下,爪端与水平线夹角常为95°~105°。
宜配7.5KW为好。现分析如下:
理论上,起重机电机功率(KW) PH=S×V÷1020÷η
式中:S------起重力(N)
V-----起重速度(m/s)
η------总效率
对于起重量较大的起重机,一般应取较小的起重速度(小于5m/s),由于起重机传动效率较低,总效率一般以0.5左右,当起重速度等于4(m/s)时,10吨(100KN)桥式起重机应配电机功率为:PH(KW) =S×V÷1020÷η=100×4÷1020÷0.5=0.78KW
实际上,起重机需要有较大的安全系数,特别是起重机吊起重物开始阶段需要有较大加速度,需要消耗大量功率,且对起重而言,只求安全,不求效率,因此,其功率计算还是参考实际使用为好。
电动葫芦与桥式起重机在提升功率上完全相似,可供参考:
因此,宜配7.5KW为宜。
当滑轮绳槽面上有砂眼,而其面积不大于2mm2、深度不大于壁厚的25%、数量不超过2个时,可焊补处理。4、
当滑轮绳轴孔支撑面上有砂眼,而其面积不超过全部支撑面的10%、深度不超过轮毂的25%时,可焊补。5、
滑轮出现下列情况之一时,应予报废:a.裂纹b.绳槽不均匀磨损达3ramc.绳槽壁厚磨损达原壁厚的20%d.因磨损使绳槽底部真径减少量达到钢丝绳直径的50%e.其它损害钢丝绳的缺陷。
此时绳子(拉着物体右端)走了2派R,使物体上升2派R/2。
而小滑轮使绳子伸长使物体下降2派r/2。
故总升高2派*(R-r)/2
有用功G*2派*(R-r)/2
设效率为100%
则根据功的原理。
F*2派R=G*2派(R-r)/2
F=(R-r)G/2R
2.
有用功=G*2派*(R-r)/2
总功=F*2派R
效率=(G*2派*(R-r)/2)/F*2派R=200*(5-2)/80*2*5=百分之75