Грузоподъемные и транспортные устройства Додонов (Б.П. Додонов, В.А. Лифанов - Грузоподъемные и транспортные устройства), страница 6

Полиспаст — устройство для подъема или подтягивания грува, состоящее из неподвижных 1 и подвижных блоков 2, огибаемых гибким элементом 8 (канатом или цепью), смонтированных в обоймах. Груз 1 (рис. 37, б) крепят н крюку нижней подвижной обоймы, которую обычно называют крюковой подвеской. Крюковая подвесив б о канатом 2 и барабаном 5 образуют полиспаст второго типа, т. е.

входящий в механизм подъема грузоподъемного устройства. Основной характеристикой полиспаста является кратность 1,. Ее определяют при одинарном барабане по числу ветвей каната, на которых подвешен груз. При сдвоенном барабане (рис. 39) кратность полиспаста равна половине числа ветвей каната, на которых подвешен груз. Подвеска 1 двумя ветвями каната 2 (цепью) соединена со сдвоенным барабаном 8, число рабочих участков на барабане гб — — 2. Полиспаст используют для выигрыша в силе (см. рис.

37, б и 39) и, реже, выигрыша в скорости (см. рис. 37, а). Полиспаст для выигрыша в скорости применяют, например, в погрузчиках, где при небольшом ходе Н гидроцилиндра 7 и относительно малой а) Рис, 36. Звездочки: о. б ергглоееелеой пепм е пластвпеатой пепл Полиспасты. Полиспаст — грузоподъемное устройство из несхольхих подвижных и неподвижных блоков, огибаемых гибким элементом. Канаты и блоки используют в простейших грузо- подъемных устройствах. При подъеме груза 1 (рис. 37, а) с использованием неподвижно закрепленного блока 4 натяжение сбегающей ветви Р, каната 2 складывается из усилия, необходимого для подъема груза Рг, и сопротивлений Рп перегибу от жесткости каната, а также сопротивлений Рб от трейия подшипников блока: Ра = Рг + Рв + Рб.

Жесткость каната при сгибании на блохе проявляется в том, что расстояние от оси 8 ручья блока до средней линии каната на набегающей ветви увеличивается, а на сбегающей уменьшается по сравнению с номинальным радиусом блока Р,/2; натяжение сбегающей ветви каната увеличивается на Р, = Р, (8/а — 1) ю ж Р, (0,01 ...

0,02). При отношении диаметра оси к диаметру ручья блока б(/0б = = 1/6 и коэффициентах трения скольжения /= 0,1 и качения /, = 0,02 сопротивление от трения в подшипниках блока Рб = 2Рг/вЩЭб ~ ~Рг (0,03 ... 0,06). КПД блока о подшипниками скольжения ч1п = Р,/Р, ж ж (0,94 ... 0,96), а с подшипниками качения т1„0,97 ...

0,98. 26 Рис. 37. Мекаиизми подъема грузов с полиспастом: а — аеподвамвмй оеплоаамщвй блоп1 б полвспест дла вмвгрмма в свае одпвар. пото барабапа1 е поласпаст дла вмвгрмма а сасростп Рис. 36. Схемы полиспаста с блоками, располо; жеииыми в одни рнл (а), н полиспаста с блоками, расположенными иа общих гориаоитальных осях (б) а~ скорости его движения высота 1 подъема груза увеличивается в 1, раз, и во столько же раз скорость подъема груза возрастает. Наибольшее распространение получили полиспасты для выигрыша в силе, где при неподвижном грузе натяжение канатов уменьшается в 1, раз: Р, = Р,/(гп(,). При подъеме груза за счет потерь в блоках натяжение канатов увеличивается; оно максимально в месте набегания каната на барабан: Р = (Р, + Р.Изб(.Ч.).

(10) Рис. 39. Полиспаст сдвоенного барабана механизма подъема с длинной (а) и короткой (б) крюковой подвеской В то же время скорость каната, навиваемого на барабан, уве- ЛНЧИтСЯ В гп Раэ ПО СРаВНЕНИЮ СО СКОРОСТЬЮ ПОДЪЕМа ГРУЗа: Оп = Ое(п (11) Во столько же увеличится и длина каната, навиваемого на барабан, при высоте Н поднятия груза.' 1 =Н(ю (12) При определении максимального натяжения каната необходимо учитывать нагрузку от крюковой подвески Р, = (0,01 ... 0,015) Р„ (13) а также сопротивление от прохождения каната через неподвижный блок (см. рис. 37, а) при наличии дополнительных отклоняющих блоков„например, у консольного крана (см.

рис. 9). По максимальному натяжению каната, найденному с учетом кратности полиспаста по формуле (10), определяют разрывную нагрузку по формуле (8). Оптимальные размеры механизма подьема грузоподъемных машин получают при выборе кратности полиспаста: До 6,3 Ло 16 16 и болев 2 — 3 2 — 3 4 иболее Одинарный Сдвоенный Грувополъеыность, т Кратность гп полиспаста Барабан Барабаны.

В зависимости от используемого гибкого элемента барабаны делят на цепные и канатные. Цепные барабаны применяют сравнительно редко, главным образом в ручных поворотных кранах грузоподъемностью до 5 т. Форма барабана цилиндрическая. Диаметр его выбирают из тех же условий, что и диаметр блока. КПД барабана с учетом сопротивления в подшипниках й = 0,94 ... 0,98 (табл.

4). Канатные барабаны служат для многослойной и однослойной навивки каната. Диаметр канатного барабана выбирают так же, как диаметр блока. Барабан для многослойной навивки применяют только при весьма большой длине навиваемого каната, когда при однослойной навивке требуются барабаны чрезмерно больших размеров.

Барабан для многослойной навивки по правилам Госгортехнадзора выполняют с гладкой поверхностью навивания и снабжают бортами, выступающими над верхним слоем уложенного каната не менее чем на диаметр каната. Для правильной укладки каната такие барабаны снабжают канатоукладчиками 3 (рис. 40). Для правильной укладки каната 1 на поверхности барабана 2 с однослойной навивкой делают винтовую нарезку (см. 1 на рис. 39, а). Размеры канавок выбирают такими, чтобы канат не заклинивался при укладке в канавки барабана. Эти канавки увеличивают поверхность соприкосновения каната с барабаном и уменьшают напряжение смятия и изнашивания каната, поэтому при использовании нарезных барабанов срок 31 4.

КПД механизмов 0,96 0,95 0,99 0,97 Блоки Барабан для наматывания каната (с учетом лагерь от жесткости каната) Зубчатая передача: открытая закрытая (зубчатая передача в масляной ванне) Зубчатый редуктор: одноступенчатый двухступенчатый трехступенчатый Цепная передача: открытая в масляной ванне Червячная или винтовая зубчатая передача при угле наклона зуба и н угле трения р = 3 ...

6' 0,95 0,96 0,97 0,98 0,97 0,96 0,94 0,94 0,9 0,85 0,95 0,96 ( +р) 0,93 0,94 ч = (ко/15 службы каната увеличивается. Профиль канавок выбирают по нормам. Обычно радиус канавки г, = 0,54 с(„, шаг (мм) нарезки о = д„ + (2 ... 3). Барабаны, на которые наматывается одна ветвь каната, имеют одну винтовую нарезку, а барабаны, на которые наматываются одновременно две ветви, — две противоположные винтовые нарезки, Сдвоенный барабан с двумя рабочими участками для наматывания каната представляет собой как бы два поставленных рядом одинарных барабана. Это в 2 раза уменьшает нагрузку на канат и обеспечивает строго вертикальный подъем груза.

Для увеличения долговечности тягового органа диаметр барабана в зависимости от диаметра каната выбирают так же, как и дпя канатных блоков: Об )~ (12 ... 40) с(„. Длина нарезного бара- Рнс. 40. Кулачковый (а) и кривошнпно-шатунный (б) канатоукладчикн 32 бана по правилам Госгортехнадзора должна быть такой, чтобы при нижнем рабочем положении грузозахватного приспособления на барабане оставались навитыми не менее 1,5 ... 2 витков каната„ не считая витков, находящихся под зажимным устройством. Если 1„— рабочая длина каната, наматываемого на барабан, то длина рабочего участка нарезной части барабана, без учета места для закрепления каната, на барабане /р = (1 об+ (1,5 ...

2)) 5. (14) Общая длина одинарного Еб, и сдвоенного Ебгт барабанов1 Е =- 1 =- 1, + 21б) (15) Еогг = 21р + 21, + 21б + 1„ (16) где /е — длина барабана дла закрепления каната планкой; /в = 5 (2 ... 3); /б — толщина бортика, /о = 10 ... 20 мм; /о — средняя часть сдвоенного барабана, /с = Еп — 2лм19о (Еп — длина подвески; и = 4 ...

6' — макснмальнодопустимый угол отклонения оси каната от осн блока нли оси канавки на барабане, чтобы не соскакивал канат, 1пи де 0,1 (см, рис. 39, а); ам =- 1,Юо]. Барабаны бывают литые из чугуна или стали н сварные из стали. Толщина стенки (в мм) литого барабана 6 = 0,02 Е)о + + (6 ... 10), сварного 6 = 0,01 1)б + 3.

От наматываемого- каната стенки барабана подвергаются деформациям изгиба, кручения и сжатия. Барабаны длиной более пяти диаметров применять не рекомендуется. У барабанов длиной менее трех диаметров напряжение от изгиба и кручения не превышает 10 ... 15 % напряжения сжатия. В этом случае стенки барабана рассчитывают только на сжатие. Напряжение от сжатия в стенке барабана можно определить по формулам для расчета толстостенных сосудов, находящихся под внешним равномерным давлением. Рассматривая стенку барабана толщиной 6 как кольцо, нагруженное распределенным внешним давлением (толщина кольца незначительна по сравнению с его диаметром), можно найти максимальные напряжения сжатия на внутренней поверхности стенки: по~в = Рвет/(6В) ~ (пож)~ (17) где гшвх — максимальное натяжение каната; 5 — минимальная толщина стенки барабана; Я вЂ” шаг винтовой нарезки на барабане; (аож1 — дочустамое напра.

жение от сжатия. Коэффнпнент запаса прочности для определения допускаемого напряжения выбирают в зависимости от материала барабана: для стального барабана (о, ) = о,/1,5, для чугунного (о, 1 = .= о,/4,25, где а„п„— соответственно предел текучести и предел прочности материала. Крепление каната к барабану должно быть надежным, доступным для осмотра, удобным для смены каната и достаточно простым в изготовлении.

Канат в месте крепления не должен подвергаться резкому изгибу. Канат 1 (рис. 41) к барабану 2 крепят 2 кодовое 33 а) Рис. 41. Крепления каната я барабану а) (21) Р, = Р„,Д21)э (19) Рис. 42. Схема сил, дейстаующив в месте крепления каната 34 .$.Ф с помощью клина 3 (рис. 41, а) и планки 4 (рис. 41, б). Простое и надежное клиновое крепление требует изготовления барабана, сложного в литье.

Так же сложно в изготовлении крепление вставной планкой в литом барабане. Наиболее простым и распространенным является крепление каната к барабану планкой 4 с винтами 5 (рис. 41, в). При расчете крепления необходимо учесть влияние дополнительных витков, уменьшающих натяжение каната в месте его крепления к барабану прижимной планкой 1 (рис. 42): Рк = Р ~е1"э (18) где е = 2,71 — основание натурального логарифма. При коэффициенте трения между канатом и барабаном 1 = 0,18 и угле обхвата канатом барабана а = Зп (при полутора- регламентированных дополнительных витках) Ркр = Р /4,53. Для надежного крепления каната н барабану сила Р трения должна быть не менее Ркр. Сила Р трения создается усилием зажимных винтов и возникает между барабаном и канатом, а также между планкой и канатом.