Грузоподъёмные механизмы

VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Грузоподъёмные механизмы

Шадрин М.М. 1Плаченов К.А. 1
1МБОУ "Киясовская СОШ"
Митрошина Е.Н. 1
1МБОУ "Киясовская сош"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Длинной шеей поверчу,

Груз тяжелый подхвачу,

Где прикажут — положу,

Человеку я служу.

(Подъемный кран)

Мы с раннего детства интересуемся техникой и конструированием. И уже второй год занимаемся робототехникой в школе. Пробуем создавать программируемых роботов.

Люди придумали таких роботов, которые делают за них всё. Даже есть роботы, которые могут поднять до 2300 кг, и это грузоподъёмные машины.

Грузоподъёмная машина  — оснащённое двигателем техническое устройство для подъёма грузов и/или людей в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости, разновидность подъёмно-транспортных машин циклического действия1.

Наверное, любой ребёнок любит наблюдать за работой подъёмного крана, подниматься на лифте в многоэтажном доме (к сожалению, в нашем селе таких домов нет) или на подъёмнике, катаясь на лыжах или тюбингах.

Цель нашей работы – узнать больше об устройстве подъёмных механизмов. Для достижения цели мы поставили перед собой такие задачи:

Сконструировать несколько видов подъёмных механизмов из имеющихся у нас конструкторов.

Разобраться в устройстве некоторых подъёмных механизмов, за работой которых мы наблюдали.

Познакомиться с историей развития грузоподъёмных механизмов.

Конструируем подъёмные механизмы

Вначале нашей работы мы попробовали сконструировать подъёмные механизмы из конструкторов, которые у нас есть. Мы работали с металлическим конструктором, конструктором Lego и Lego WeDu. Вот какие модели у нас получились.

Модели из металлического конструктора.

П ервые модели подъёмных механизмов мы собрали из металлического конструктора.

Эта модель может использоваться в строительстве. Она имеет устойчивую платформу и два вала.

Такая модель имеет надёжную опору и платформу, на которой можно поднимать грузы и людей.

М одели из конструктора Lego.

Такая модель может применяться в строительстве. Мы думаем, что использование червячной передачи позволит поднимать более тяжёлые грузы.

Э та модель может применяться в строительстве более высоких зданий. Здесь мы применили ременную передачу.

В работе этой модели, которая также может применяться в строительстве, мы использовали инерционный мотор.

Такой подъёмный механизм, имеющий кабину и напоминающий лифт, может устанавливаться внутри зданий.

Этот подъёмный механизм мы собрали из конструктора Lego WeDu. Его работу мы можем программировать на компьютере.

Наблюдаем за работой подъёмных механизмов

Б угельный подъёмник

В зимнее время я занимаюсь сноубордом. Здорово прокатиться вниз по снежному склону. А обратно в гору тебя поднимет бугельный подъёмник. О том, как он устроен, я прочитал в Википедии.

Бу́гельный подъёмник — это оборудование для буксирования горнолыжников и сноубордистов в гору. Представляет собой трос, проходящий «по кругу» через специальные опоры. Приводится в движение с помощью электропривода. Как правило, на подъёмнике предусматривают установку резервного дизельного двигателя. Был изобретён в 1933 году инженером Жаном Помагальски (основатель фирмы «Poma»).

Бугельные подъемники обычно используются на небольших пологих склонах, в частности учебных и для детского катания.

Кран-балка

М ой папа работает в ООО «Киясовоагроснаб». Здесь часто приходится грузить и разгружать грузы при их транспортировке. На помощь приходит кран-балка. За его работой я наблюдал, а папа рассказал, как этот подъёмный механизм работает. Позже я прочитал о его работе в Интернет.

Кран-балка — разновидность подъёмного кранового оборудования. Устройство предназначено для выполнения разгрузочно-погрузочных работ, подъёма габаритных и тяжёлых грузов. Оборудование используется в промышленных и производственных помещениях, а также при строительстве. Универсальность конструкции, легкость в управлении позволяют использовать их как на открытых площадках, так и в производственных цехах. Манёвренность и относительно небольшие параметры установки являются преимуществом, позволяющим осуществлять рабочий процесс в труднодоступных и узких местах.

К ран-балка состоит из:

грузоподъемного приспособления (тельфер);

пролетной балки – траектории его передвижения (несущая балка);

концевых балок, предназначенных для движения крана по направляющим;

направляющих для горизонтального перемещения грузов;

колонн, на которых установлены направляющие.

Рабочий цикл состоит из нескольких операций:

Захват и подъём.

Перемещение по пролётной балке в двух направлениях (по горизонтали и вертикали). Устройство приводится в движение приводом, управление которым осуществляется с помощью пульта.

Выгрузка груза или материала.

Возврат крана на исходную позицию. Повтор рабочего цикла.

Основной грузоподъемный механизм тельфер — подвесное грузоподъёмное устройство с электрическим приводом, обеспечивает значительную скорость как подъёма груза по вертикали, так и перемещения его по складу вдоль балок. Электрический тельфер использует мощный электродвигатель для поднятия грузов различной тяжести. Тельфер — незаменимый инструмент там, где необходима сила и быстрота работ относительно груза.

Вилочный электропогрузчик

Н а экскурсии в ООО «АкваАргентум» мы наблюдали за работой вилочного электропогрузчика.

Вилочный электропогрузчик — это складская техника, используемая для выполнения погрузочных и разгрузочных работ, штабелирования, перемещения, поднятия и сортировки грузов. Главный рабочий инструмент электропогрузчика — вилы. В зависимости от типа перемещаемого груза погрузчик оснащается специальными захватами, выдвижными вилами, крюками, траверсами и иными приспособлениями.2

Развитие подъёмных механизмов

Какой груз может поднять человек? 10–20–50 кг? А сколько весит бревно? Огромный камень? Человеку не под силу поднимать тяжелые грузы. Без помощи техники не обойтись. С древних времен люди стали придумывать разные приспособления для поднятия грузов.

Считается, что кран был изобретен в Древней Греции в конце VI века до н. э. Это устройство помогало поднимать на высоту каменные плиты и блоки весом 15–20 тонн для строительства зданий. Тяговую силу развивали либо люди, либо животные (ослы, волы и др.).

Слово «кран» стали употреблять в конце XVIII века, произошло оно от немецкого kranich — журавль, силуэт этой птицы напоминает кран.

В XI–XII веках, с развитием торговли и мореплавания, стали появляться первые варианты современных кранов. Их вначале делали из дерева, а крюки и оси — из железа.

С изобретением двигателей и развитием автомобилестроения появились передвижные краны, которые позволяли проводить тяжелые погрузочно-разгрузочные работы быстро и оперативно.

Современные автомобильные краны выпускают на колесах и на гусеницах. Колесные краны быстрее передвигаются. Они используют небольшой противовес, а от опрокидывания их предохраняют лапы-распорки, после установки которых кран становится стационарным. Гусеничные краны более мощные, тяжелые, к месту работы двигаются медленнее, чаще всего не сами, а их перевозит другая грузовая техника.

В наше время к грузоподъёмным причисляют следующие разновидности машин:

краны;

лифты грузовые, пассажирские;

манипуляторы;

подъёмники скиповые, строительные, шахтные;

стол;

тельферы.

К простейшим грузоподъёмным устройствам относят:

блоки;

вороты;

домкраты;

лебёдки (тали);

полиспасты.

Вот современные грузоподъёмные машины, которые показались нам самыми интересными.

F ANUC 2000iA/2300

Робот размером с Кинг-Конга, весом 11 тонн и грузоподъёмностью 2 300 кг.

Boston Dynamics показал робота-грузчика Handle

Робот способен быстро и эффективно перемещать по складу коробки весом до 15 кг, класть их на высоту чуть более полутора метров и задвигать их на поддоне на расстояние до 1,2 метра. Новая разработка умеет анализировать пространство и самостоятельно выбирать места для складирования коробок. Захват коробок робот осуществляет с помощью большой присоски.

Заключение

Груз тягать на высоту —

Для меня вопрос простой.

Подвезти, забрать, поднять…

И опять качу пустой.

Снова грузы, короба —

Не устану никогда.

(Погрузчик)

Выполняя исследовательскую работу, мы познакомились с работой бугельного подъёмника, крана – балки и вилочного погрузчика. Мы сделали модели семи грузоподъёмных механизмов, используя металлический конструктор, конструкторы Lego и Lego WeDu. Узнали, что первые краны появились ещё в конце VI века до н. э. Увидели удивительные современные роботы-погрузчики.

Для достижения цели нам понадобились знания и умения по конструированию, робототехнике, математике. Мы учились работать с источниками информация. Учились фиксировать и описывать результаты наблюдений. Работа была сложной, но увлекательной и интересной.

Выполнять такую исследовательскую работу нам было интересно. Мы достигли своей цели и узнали много нового о грузоподъёмных машинах. Кроме этого при конструировании моделей нам пришлось решать ряд технических задач. Одной из самых сложных для нас оказалась задача создания для подъёмного механизма устойчивой опоры. Теперь у нас есть новая проблема, мы хотим узнать, какими бывают опоры.

Список используемых источников и литературы

Емельянова Э.Л. Расскажите детям о специальных машинах/ Э.Л. Емельянова. – М.: Литагент «МОЗАИКА-СИНТЕЗ», 2012. - 12 с.

Клюшкин Л.Н. Техника. Энциклопедия для детей/ Л.Н. Клюшкин.- М.: РОСМЭН, 2017.- 144 с.

Корягин А.В. Образовательная робототехника. / А.В. Корягин. – М.: ДМК Пресс, 2016.- 95 с.

Полезные машины. Детская энциклопедия. – М.: РОСМЭН, 2018.- 48 с.

Техника. Детская энциклопедия. – М.: РОСМЭН, 2018.- 48 с.

Википедия – Свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org

ЛитМир - Электронная Библиотека.- Режим доступа: https://www.litmir.me

Энциклопедия техники.- Режим доступа: http://slovariki.org/enciklopedia-tehniki/1005

1Википедия – Свободная энциклопедия. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org (20.12.2019)

2Энциклопедия техники.- Режим доступа: http://slovariki.org/enciklopedia-tehniki/1005 (15.12.2019)

Просмотров работы: 25