Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Из многоугольника сил Р 1 Ф = — —. 4 в!пт 1 тогда Откуда Ра = Р— = Р1'т, в1п т где 1, = Ре1п т — приведенный коэффициент трении между канатом и поверхно. стью планки. 4. Силой трения между канатом и поверхностью барабана нз участке ВГ. Натяжение каната в точке В (рис. 4.22, и) В,=В,— 1' — + — ) =Б,— — У+И. гр РхЧ Р 'ч2 2 ) 2 Натяжение каната в точке Г Зв зг — РФ Ч+ !д г= — = ега е1а > где й аа 2п — угол обхвата канатом барабана иа участке ВГ.
Сила трения на участке ВГ 132 В =В ' ~ ' +Р1+Р6+и( — —,,В ) ~Ла — 2 (Ь+))~~. Откуда 25аит (Гт + Д (е га + 1) егге Сила трения Рт действует в направлении натяжения каната и воспринимается болтом. Наибольший изгибающий момент, действующий в заделке болта (см, рнс. 4.23, г), Необходимое число болтов 1,зи» р,1а + (и] О,1иа 4 где и ~ 1,5 — кгвффициеит азиата иадегкиости креиаеиик каната к барабаиу. Независимо от расчета число установленных болтов согласно правилам Госгортехнадзора должно быть не менее двух.
глава 5 ПОЛИСПЛСтЫ Полиспастом называют систему подвижных н неподвижных блоков, огибаемых гибким элементом (канатом или цепью), используемую для выигрыша в силе (силовые полиспасты) или ско. рости (скоростные полиспасты). Подвижный блок — это блок, ось которого перемещается в про. странстве. Неподвижный блок — зто блок, ось которого неподвижна.
Определение сопротивлений в неподвижных блоках. Рассмотрим силы, действующие на неподвижный блок (рис. 5.1, а). Скорость каната при огибании неподвижного блока не изменяется. При движении каната неподвижный блок приводится во вращение силами трения, возникающими между канатом и ручьем (канавкой) блока. При этом натяжение 5, сбегающей ветви каната будет больше натяжения 5т набегающей ветви на сопротивление жесткости каната и сопротивление трения в подшипниках блока: 5а = 5е + Ф',„+ И',и, где В',н — сопротивление жесткости каната, приведенное к ободу блока; Егеа— сопротивление в подшипниках блока, приведенное к ободу блока. В этой формуле не учтено дополнительное сопротивление тренка каната о реборду блока в момент набегания и сбегания каната, жиникающее при отклонении каната от плоскости блока. Вследствие жесткости канат при набегании на блок не сразу входит в его ручей, а при сбегании не сразу приобретает прямолиней- ное положение.
Натяжение 8, (рнс. 5.1. б) приложено на плече 8г Ш2 + Ь. а усилие 5, + Мум— на плече ).222 — с. Из суммы моментов сил, — — действующих на блок, имеем с2 а ~е 5,~ — +Ь) (5,+йг ) х е З, "~а сг' Рис. БЛ, Схема длн определенна со. нг 62 противлений на блоках 134 откуда %7 =8а~ ' =,р8,, в+с /2 — с где Н вЂ” козффнцнент жесткости, определяемый вкспернментально н покааывающай, какую часть рабочего натяження составляет сопротнвленнежесткостн каната. Для определения сопротивления трения в опоре блока рассмотрим общий случай, когда набегающая и сбегающая ветви каната ве параллельны. При определении равнодействующей 8 сил натяжения 8, и 8а для расчета сопротивления трения в опоре блока можно с достаточной точностью привять 8т = 8а (рис.
5.1, а), так как сопротивление жесткости каната ио сравнению с рабочим натяжением незначительно. Тогда 8-281в!па/2, где о — угол обхвата блока канатом. Момент, создаваемый силами трения в опоре диаметром А Мо = 28,в!па/2/42, где 1 — ковффнцнент трения в подшипниках блока. Сопротивление в подшипниках блока, приложенное к его ободу, йр, = 281 в1п а/2И/В. Тогда 8, = 8, + ~р8, + 28г/ — в1п — — 8, 1 + <р + 2/ — жп — /.
И а И Если на ветвь каната натяжением 8д будет действовать сила тяжести груза б„р, то коэффициент полезного действия неподвижного блока будет представлять собой отношение полезной работы 0 в = 8г/г к затраченной работе 8а/г (здесь /г — высота подъема груза): Б~~~ 1 Я,Ь 1 + <р+ 2/б/В а1п а/2 Из анализа этой формулы видно, что с увеличением угла обхвата а и жесткости каната уменьшается коэффициент полезного действия блока.
При а = 130 ! 1+ гр+2ЩО ' Таким образом, при подъеме груза канатом, огибающим неподвижный направляющий блок, рабочее натяжение сбегающей ветви (см. рис. 5.1, а) 8а 8 /т! При опускании груза рабочее натяжение набегающей ветви 8в = 8гЧ. 135 Рвс. 5.2. Подвижный блок влв вынг. рышв: а и ааааа б а снораста л Следовательно, наличие сопротив- лений на блоке при опускании 1 груза приводит к уменьшению внешнего рабочего натяжения. В расчетах значения КПД блоков обычно принимают независимо от жесткости канатов и угла обхвата. Определение сопротивлений в подвижных блоках. Рассмотрим систему с подвижным блоком длл еьшгрьииа в силе, имеющую блок 3, ось которого перемещается в пространстве (рис.
5.2, а). Один конец каната неподвижно закреплен на конструкции (точка А), другой конец — на барабане 4. Сила тяжести поднимаемого груза приложена к оси блока. При подъеме груза в набегающей ветви создается натяжение Яы а в сбегающей Я, = Я „. В идеальном случае (без учета сопротивлений) Я, = Яа = б„р/2.
При учете сопротивлений при подъеме груза весом б,р ветвь каната, набегающая на барабан, должна иметь натяжение Яа > б,р/2. При подъеме груза на высоту й на барабан наматывается канат длиной 2й. Обозначив скорость подъема груза через с„р, скорость ветви каната, набегающей на барабан через о„, из соотношения о,р/о„= й/2й находим п„= 2с, т. е. скорость ветви каната, набегающей на барабан, в 2 раза больше скорости подъема груза. Скорость каната в ветви 1 равна нулю, а в ветви 2 — 2о„р. Следовательно, при переходе каната через подвижный блок скорость каната увеличивается на 2о,р. Максимальное натяжение каната с учетом сопротивлений определяют, исходя из следующих соотношений: при подъеме груза Яа а Я;, Я,=Явей О,р = Я, + Яа — — Яа (а1 + 1); -О ~(ц+1)', при опускании груза Яа = Япии = Яа/Ч; Яа = Яана/ О, =Я,+Я„ откуда Яа = 6 ра1/(1 + т1).
Коэффициент полезного действия подвижного блока о„,ь юа(ч+ 11 и+1 Ч.в— Яайа 25 а 136 Подставив в эту формулу значение коэффициента полезного действия неподвижного блока при а = 180', получим 2+ ~р+ 2/в/О т1б б 2 (1 + ~р -1- В/Л/й) Сравнивая коэффициент полезного действия подвижного и неподвюкного блоков чи.
б в+ ч + в/в/и Ч 2 можно сделать вывод о том. что сопротивления в подвижных блоках всегда меньше, чем в неподвижных. В расчетах значения КПЦ для подвижных и неподвижных блоков принимают одинаковыми: для блоков на подшипниках качения Ч = 0,97 ...
0,98, а для блоков на подшипниках скольжения Ч = = 0,94 ... 0,96. Рассмотрим систему с подвижным блоком длл выигрьаиа в скорости (рис. 5.2, б), имеет следующие основные элементы: барабан 4 с грузовым канатом 5, один конец которого закреплен на барабане, а другой — иа оси подвижного блока б; через подвижный блок перекинут канат 7, один конец которого закреплен на неподвижной оси 8, а к другому подвешен груз весом С, . При подъеме груза на высоту 2й ось подвижного блока б подйимается на высоту й.
Следовательно, скорость подъема груза в 2 раза больше скорости подъема подвижного блока. Для подвижного блока б при подъеме груза натяжение в набегающей ветви Я = С, а в сбегающей Я,. Коэффициент полезного действия подвижного блока для выигрыша в скорости т1 = С,р2Ь! РЕ = 2С„р/Р. Учитывая, что т1 =2С,г/(С„~ + Ю,)„ получаем Р = Я1+ Яз — Сбр+3м откуда 8з = С (2 — 11)/Ч. Следовательно, Р = С, + С„р (2 — т1)/т1 = 2С„р/т1. Таким образом, для подъема груза весом С„р к подвижному блоку следует приложить усилие Р, более чем в 2 раза превышающее С,р. Силовые полиспасты.
Наибольшее применение в грузоподъемных машинах находят одинарные (рис. 5.3) и сдвоенные (рис. 5.4) силовые полиспасты. В схемах, представленных на рис. 5.3, один конец каната закреплен на барабане, другой — на неподвижной части конструкции крана или в крюковой подвеске, барабан имеет нарезку в одну сторону. Такие полиспасты называют одинарными. В схемах, представленных на рис. 5.4, оба конца каната закреплены на барабане; барабан имеет нарезку в правую н левую стороны. 137 а1 Рнс.
8.3. Схемы одннерных поннспестов ох = Ях = ... = Я, = б„в/а. „т, Рнс. 6.4. Схемы сдвоенных поннсппстов а„ м !88 Такие полиспасты принято называть сдвоенными. Их можно рас. сматривать как два одинарных полиспаста. Во многих кранах по конструктивным соображениям механизм подъема груза расположен не над крюковой подвеской. В атом случае появляется необходимость в установке между полиспастом и барабаном неподвижных направляющих блоков 1, 2, 3 (рис.
5.3, б, в). Рассмотрим для одинарных полиспастов определение скорости ветви каната, набегающей на барабан (рис. 5.3, а). Зададимся скоростью подъема груза п„,. Скорость каната в ветви 4 равна нулю. Скорость каната при переходе через каждый подвижный блок увеличивается на 2о„р, тогда скорость в ветви 1 будет 4о гр. Отношение скорости в ветви каната, набегающей на барабан, к скорости подъема груза называют кратностью полиспаста. Ее обо. значают буквой еав на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
