close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Методическая разработка открытого урока на тему Гибкие элементы ГПМ

код для вставкиСкачать
Государственное автономное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Московской области
«Видновский профессиональный колледж»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ОТКРЫТОГО УРОКА
по дисциплине:
«Грузоподъёмные машины и транспортные средства»
на тему:
«Гибкие элементы грузоподъемных машин»
Для специальности: 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация
промышленного оборудования»
Разработала :
преподаватель специальных технических дисциплин
Голубина М.А.
Тема урока : «Гибкие элементы грузоподъёмных машин».
Цель урока : Ознакомить учащихся с видами стальных проволочных канатов . а также сварных и грузовых пластинчатых цепей,
применяемых в грузоподъемных машинах , с их классификацией , маркировкой и областью применения.
Освоить методику расчета и выбора стальных канатов.
Урок ведется в форме последовательного изложения учебного
материала, чередующегося с беседой. Каждый студент получает наглядный материал, содержащий рисунки и схемы, рассматриваемые при изучении новой темы. В данной методической разработке рисунки, предложенные к рассмотрению, представлены в порядке изложения учебного
материала.
Порядок ведения урока.
1. Сообщение темы и цели урока.
2. Изложение нового материала и поэтапное закрепление его.
3. Проведение тестирования учащихся по данной теме.
После сообщения темы и цели урока, а также получения учащимися
раздаточного материала преподаватель знакомит студентов с основными
вопросами темы урока:
1 вопрос : Стальные проволочные канаты
2 вопрос: Расчет и выбор стальных канатов
3 вопрос: Сварные цепи
4 вопрос: Грузовые пластинчатые цепи
и переходит к изучению первого вопроса,
диктуя его название для
записи в рабочих тетрадях :
«Стальные проволочные канаты».
Преподаватель рассказывает о причинах, по которым
наибольшее
применение в качестве гибкого элемента грузоподъемных машин (далее
2
ГПМ)
применяют именно стальные проволочные канаты, а также
поясняет, что пеньковые и хлопчатобумажные канаты или канаты из
искусственнгого волокна,
обладающие
низкой прочностью
и малой
надеж-ностью, используются только для зачаливания грузов массой
менее 0,5 т.
Учащимся предлагается записать, что изготовляют их
из стальной
светлой или оцинкованной проволоки марки В, I или II диаметром от
0,2 до 2…3 мм с расчетным временным сопротивлением разрыву 1600 2000 МПа, полученной
методом многократного холодного волочения с
промежуточной термической и химической обработкой, и объясняется,
что использование проволоки с более низким временным сопротивлением разрыву приводит к увеличению диаметра каната, а с более высоким
сопротивлением - к снижению срока службы каната в следствие увеличения жесткости проволоки.
Затем внимание учащихся привлекается к раздаточному материалу
для рассмотрения канатов двойной свивки на рис.1.
Рис.1.
Преподаватель объясняет, что в ГПМ в основном применяют шестипрядные канаты (а – г) в следствие наиболее рационального соотношения
диаметра прядей и диаметра центрального сердечника, благодаря чему
обеспечивается высокий коэффициент использования поперечного сечения
каната
и
достаточная
гибкость ;
рассказывает
о
применении
спирального закрытого каната с одним слоем клиновидной и одним слоем
Z-образной проволоки (д) в кабельных кранах и подвесных канатных
дорогах.
3
Далее учащимся предлагается ознакомиться с классификацией канатов по различным признакам и кратко записать основные моменты :
а)
По виду материала сердечника канаты бывают с органическим и
металлическим
сердечниками . По просьбе преподавателя студенты
называют известные им материалы сердечников. Обобщая
ответы ,
преподаватель делает вывод, что органические сердечники изготовляют из
лубяных волокон
(пенька)
или из искусственных материалов (нейлон,
капрон и др.), а в качестве металлического сердечника используют канат
двойной свивки
(рис.1, в ).
Далее следует
фронтальная беседа со
студентами о преимуществах и условиях применения канатов с разными
сердечниками. Преподаватель подводит учащихся к выводу о применении
канатов с органическим
сердечником
при
однослойной
навивке
на
барабан ( как более гибких и хорошо впитывающих смазочные материалы) ,
а канатов с металлическим сердечником - при многослойной навивке.
б)
В зависимости от типа свивки прядей канаты бывают с точечным
касанием отдельных проволок между слоями прядей типа ТК и с
линейным касанием типа ЛК, а также с комбинированным точечнолинейным касанием ТЛК. И вновь студентам предлагается сравнить
условия
применения канатов
с различными типами свивки прядей.
Анализ ответов позволяет сделать вывод о том, канаты типа ЛК имеют
лучшее заполнение сечения, более гибкие , износостойкие и выдерживают
большее число изгибов. Поэтому канаты типа ТК применяют только при
ненапряженных режимах работы.
в)
По способу свивки канаты делят на нераскручивающиеся и
раскручивающиеся. Преподаватель поясняет,
канаты
свиты
из
заранее
что нераскручивающиеся
деформированных
проволок
и
прядей,
получающих перед свивкой форму, соответствующую их положению в
канате, а также отмечает более значительный срок службы таких
канатов.
г) По сочетанию направлений свивки элементов канаты могут быть
4
односторонней
и
крестовой
свивки.
Предлагается рассмотреть
рис.2
наглядного материала, где показаны канаты односторонней (б) и крестовой
свивки (а).
Рис.2.
После
чего
формулируется определение
канатов
односторонней
свивки, у которых направления навивки проволок в прядях и навивки
прядей в канате совпадают. Преподаватель объясняет преимущества,
недостатки таких канатов и область их применения.
д)
По направлению свивки прядей канаты изготовляют правой и
левой свивки. Учащимся дается время рассмотреть рис.3 в наглядном
пособии.
В результате чего под руководством преподавателя учащиеся
приходят к выводу о том, что при правой свивке (а) пряди направлены
слева–вверх–направо; а при левой свивке (б) наоборот -
справа-вверх-
налево .
Рис.3.
Необходимо отметить, что выбор каната по направлению свивки
имеет большое значение для правильной эксплуатации при навивке на
гладкий барабан. Для создания более благоприятных условий работы
5
каната следует так подбирать направление навивки каната, чтобы он в
процессе
работы
дополнительно
подкручивался;
это
приводит
к
увеличению плотности каната и его срока службы.
е)
По назначению канаты разделяют на грузовые, предназначенные
только для транспортирования грузов, и грузолюдские, служащие для
подъема и транспортирования людей и грузов. Студентам предлагается
записать
в
рабочую
тетрадь
пример
условного
обозначения
грузолюдского каната диаметром 14 мм из светлой проволоки марки В,
левой односторонней свивки, нераскручивающегося, с маркировочной
группой по временному сопротивлению разрыву 1800 Мпа :
14,0 – ГЛ – В – Л – О – Н – 1800 ГОСТ2688-80
и попробовать расшифровать обозначение каната.
Рассмотрев классификацию канатов, преподаватель рассказывает о
новых конструкциях канатов для ГПМ из пластически радиально – обжатых прядей, предлагая рассмотреть рис.4 наглядного пособия.
Рис.4.
При изготовлении таких канатов прядь, свитую из проволок круглого
сечения, подвергают круговому радиальному сжатию (а), в результате
которого проволоки пряди приобретают сложную форму, линейное
касание между проволоками изменяется на касание по поверхности, а
также увеличиваются опорная поверхность пряди и степень заполнения
ее поперечного сечения. Эти канаты по сравнению
существующими
канатами
отличаются
высокой
с другими ранее
плотностью
и
однородностью, повышенным сопротивлением изнашиванию проволок,
повышенным временным сопротивлением разрыву на 15-18 % и увели6
ченной
долговечностью
на
30-50 %,
незначительным
увеличением
изгибной жесткости и потерь на внутреннее трение.
Далее преподаватель отмечает особую значимость вопроса о предельно допустимом износе канатов и необходимости их замены. Согласно
Правилам Госгортехнадзора необходимость замены канатов определяют
по числу оборванных проволок в наружных слоях прядей на длине
одного шага свивки в наиболее изношенном месте каната. Шагом свивки
называют длину каната, на которой прядь делает полный оборот вокруг
его оси. Для определения шага свивки внимание студентов обращается
на рис.2 наглядного пособия. На поверхности пряди наносится метка
(точка 1 на рисунке 2), от которой отсчитывают вдоль продольной оси
каната столько прядей, сколько их имеется в сечении каната. На
поверхности следующей после отсчета пряди наносится вторая метка
(точка 2 на рис.2). Расстояние между точками 1 и 2 принимается за шаг
свивки.
Следует запись второго вопроса :
«Расчет и выбор стальных канатов».
Базируясь на сведениях, полученных студентами из выше изложенного материала, а также на знаниях по другим общепрофессиональным дисциплинам, целесообразно часть урока, посвященную выбору
канатов, провести в форме беседы, основная цель которой сводится к
обобщению
и
систематизации
знаний
учащихся.
В
ходе
беседы
затрагиваются следующие вопросы:
- преимущества и недостатки канатов из толстых проволок;
- применение защитной смазки канатов при хранении и эксплуатации;
- напряжения, испытываемые проволоками каната в процессе работы;
- дополнительные напряжения в канате при огибании им блока или
барабана;
- зависимость напряжений, возникающих в канате, от конструкции каната, размеров блока или барабана, от усилия натяжения и т.д.
7
Обобщая
разобранный
материал,
преподаватель
формулирует
основные моменты, которыми необходимо руководствоваться при выборе
каната, а также делает вывод о том, что основными факторами, определяющими срок службы каната, являются максимальное натяжение каната
и отношение диаметра блоков и барабана к диаметру каната.
Далее студентам предлагается записать в рабочие тетради показатели, установленные Правилами Госгортехнадзора, для подбора каната :
1. Диаметр каната подбирают по ГОСТу на канаты в соответствии с
соотношением
S maxnk  S ðàçð ,
(1)
где Smax - максимальное рабочее усилие ветви каната без учета динамической нагрузки;
S ðàçð- разрывное усилие каната в целом;
ï ê - коэффициент запаса прочности, принимаемый в зависи-
мости от группы режима работы механизма.
2. Соотношение между диаметром выбранного каната и диаметром блока и барабана, ограничивающее напряжение изгиба каната,
D > ed ,
(2)
где d - диаметр каната;
D - диаметр блока и барабана (измеренный по центру сечения
каната);
е - коэффициент принимаемый в зависимости от типа грузоподъемной машины и режима работы механизма.
Студентам рекомендуется литература для выбора
фициентов
(М.П.Александров
значений коэф-
«Подъемно-транспортные
«Машиностроениее», 1984 год), дается
ряд
других
машины», М.,
рекомендаций
по
подбору каната, а также отмечается, что приведенный выше расчет по
Правилам Госгортехнадзора является единственным регламентированным
методом расчета канатов.
Следует запись третьего вопроса :
«Сварные цепи».
Преподаватель
рассказывает,
что
сварные
цепи
изготовляют
из
круглой углеродистой стали с временным сопротивлением σ вр> 340 МПа.
8
После изготовления их испытывают под нагрузкой, равной половине
разрушающей. Студентам предлагается рассмотреть рис.5 (а)
наглядного
материала. Изучение студентами схемы сварной цепи сопровождается
комментариями преподавателя об овальной форме звеньев цепи, о их
взаимно перпендикулярном положении, обеспечивающем большую подвижность цепи во всех направлениях.
Затем под запись
даются типы сварных цепей, их маркировка.
Сварные цепи бывают двух типов: короткозвенные (А) и длиннозвенные
(В). Для указанных типов цепей установлены два исполнения : 1- калиброванные; 2 – некалиброванные. В условное обозначение цепей должны
быть включены: тип (А,В), исполнение (1,2), калибр (мм) и шаг цепи
(мм). Приводится пример обозначения сварной цепи :
А1 – 10  28 ГОСТ 2319-81.
Рис.5.
Далее,
обращая
внимание
студентов
на
рис.5,
преподаватель
отмечает, что калиброванные цепи имеют более жесткий допуск по
внутренней длине звена - t. Для калиброванных цепей этот допуск
равен  0,08 d , а для некалиброванных  0,1d. Студентам предлагается
предположить, в каких случаях применяются те и другие цепи. На
основе ответов делается вывод о том, что некалиброванная сварная цепь
предназначена для работы только с гладкими блоками и барабанами,
калиброванная -
для
работы
со
звездочкой,
гнезда.
9
имеющей
специальные
Отмечается также, что ввиду сложности определения фактического
суммарного напряжения в звене расчет сварных цепей производят
также, как и стальных канатов, т.е. на растяжение по коэффициенту
запаса прочности относительно разрушающей нагрузки.
Затем следует фронтальная беседа с учащимися о достоинствах и
недостатках сварных цепей. Обобщая и дополняя ответы студентов,
преподаватель перечисляет достоинства сварных цепей : гибкость во
всех направлениях, возможность работы с использованием звездочек и
барабанов малого диаметра, что позволяет снизить крутящие моменты,
простота конструкции и изготовления, бесшумная работа при скорости
не более 0,1 м/с ; а также их недостатки, ограничивающие область их
применения: непригодность для работы с большими скоростями ( на барабане не более 1 м/с, на звездочке не более 0,1 м/с),
внезапного
обрыва,
быстрое
изнашивание
звеньев
возможность
в
местах
соприкосновения, необходимость тщательного и постоянного контроля за
их состоянием.
Запись четвёртого вопроса:
«Грузовые пластинчатые цепи».
Для ознакомления с устройством пластинчатой цепи, внимание студентов обращается на схему , показанную на рис.5 (б) наглядного материала. Преподаватель объясняет, что такие цепи состоят из стальных
пластин, соединенных валиками; элементы цепи изготовляют из сталей
40, 45, 50 и подвергают термической обработке (улучшение или
нормализация). Испытывают их пробной нагрузкой, равной 50% разрушающей.
Пользуясь знаниями, полученными по «Материаловедению»,
студентам предлагается дать характеристику данных марок сталей, а
также названных видов термообработки.
Под руководством преподавателя студенты формулируют преимущества пластинчатых цепей по сравнению со сварными : большая надежность, меньшая деформация звеньев цепи под нагрузкой, более
10
плавное
движение
цепи;
а
также
их
недостатки :
невозможность
изгибаться в поперечном направлении и, следовательно, навиваться на
барабаны, быстрый износ шарниров цепей.
Обобщая разобранный материал по данной теме, необходимо отметить, что при использовании канатов и сварных цепей в качестве стропов общего назначения их выбирают такой длины, чтобы угол α межу
ветвями (рис.6 наглядного пособия) был не более 45
0
, так как
увеличение угла ведет к увеличению нагрузки на ветвь стропа.
Рис.6.
Натяжение каждой ветви стропа
S = G / ( z cos α ),
где G - вес груза; z - число ветвей стропа.
Расчет стропа проводят по формулам
(1) и (2). Коэффициенты
запаса прочности при расчете стропа из стального каната принимают
не менее 6, для стропов из круглозвенных сварных цепей - не менее 5.
В заключение, в целях закрепления изученного материала и контроля
знаний учащихся проводится проверочная самостоятельная работа с
использованием 4 вариантов тестов.
Анализ выполненных работ позволяет судить об усвоении учащимися
программного материала.
11
Варианты тестов
по теме: «Гибкие элементы грузоподъемных машин»
Вариант №1.
1.Какие канаты чаще всего применяют
в грузоподъемных машинах ?
А) пятипрядные
Б) шестипрядные
В) восьмипрядные
2. Канаты с каким касанием проволок
А) линейным
между слоями имеют лучшее запол-
Б) точечным
нение сечения ?
В) точечно-линейным
3 В канатах какой свивки пряди
А) правой
направлены слева-вверх-направо ?
Б) левой
В) тип свивки не зависит
от направления каната
4. Какая сварная цепь применяется
А) калиброванная
при работе с гладкими барабанами ?
Б) некалиброванная
В) любая
5. Под какой нагрузкой испытывают
пластинчатые цепи ?
А) равной разрушающей
Б) на 50% больше разрушающей
В) равной 50% разрушающей
12
Вариант №2
1. Выбрать материал органического
А) пенька
сердечника каната.
Б) капрон
В) нейлон
2. Какие канаты свиты из заранее
А) раскручивающиеся
деформированных проволок и
Б) нераскручивающиеся
прядей ?
В) ни первые, ни вторые
3. Канат, свитый из каких проволок
А) из толстых
имеет повышенную жесткость ?
Б) из тонких
В) толщина проволоки не
влияет на жесткость
каната
4. Какая сварная цепь применяется
при работе со звездочками ?
А) некалиброванная
Б) калиброванная
В) любая
5. Какой термообработке подвергают
пластинчатые цепи ?
А) отжиг
Б) старение
В) улучшение
13
Вариант №3.
1. Канаты с каким сердечником
А) с органическим
применяют при однослойной
Б) с металлическим
навивке на барабан ?
В) любые
2. Какие канаты имеют больший
срок службы ?
А) односторонней свивки
Б) крестовой свивки
В) сочетание направлений
свивки не имеет
значения
3. При использовании стальных
А) уменьшать
канатов количество блоков
Б) увеличивать
следует…
В) не имеет значения
4. Какие цепи непригодны для
А) пластинчатые
работы со значительными
Б) сварные
скоростями ?
В) любые пригодны
5. Каким должен быть угол
А) не менее 450
между ветвями канатного
Б) не более 450
стропа ?
В) не имеет значения
14
Вариант №4.
1. Канаты с каким сердечником
А) с органическим
применяют при многослойной
Б) с металлическим
навивке на барабан ?
В) любые
2. В канатах какой свивки пряди
А) левой
направлены
Б) правой
справа-вверх- налево ?
В) тип свивки не зависит от
направления свивки
прядей каната
3. От какого фактора в большей
А) число прядей каната
степени зависит срок службы
Б) диаметр проволок
каната ?
В) максимальное натяжение
каната
4. Какие цепи пригодны для
А) сварные
работы и со звездочками, и
Б) пластинчатые
с барабанами ?
В) те и другие
5. Расчет сварных цепей
А) на кручение
производят …
Б) на изгиб
В) на растяжение
15
Литература.
1. М.П. Александров «Грузоподъёмные машины» Москва,
«Высшая школа», 2000 год,
2. М.П. Александров «Подъёмно-транспортные машины»,
Москва, «Машиностроение», 1984 год
16
Автор
Golubina_5959
Документ
Категория
Промышленность и Производство
Просмотров
237
Размер файла
4 068 Кб
Теги
урок, элементы, разработка, гибкий, гпм, методические, открытого, тему
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа