Контрольные вопросы

1. Почему в червячных талях устанавливают многозаходный червяк?

2. Какой должен быть запас торможения К_Т? Чем гарантируется определен ный запас торможения?

3. Как будет работать червячная таль, если запас торможения К_Т = 1?

4. Назначение храпового останова.

5. Каков характер сопротивления, которое преодолевается при опускании груза?

6. Почему груз не падает?

Лабораторная работа №7

Исследование и расчет безопасной рукоятки

Ц е л ь р а б о т ы: изучить конструкцию, принцип работы и методику расчета лебедки с грузоупорным дисковым винтовым тормозом. Экспериментально определить коэффициент запаса торможения и действительный коэффициент трения.

Теоретическое обоснование

Согласно правилам Госпромавтомнадзора ручные подъемные механизмы должны быть снабжены устройством, предотвращающим опасное для обслуживающего персонала произвольное вращение рукоятки под действием силы тяжести груза. Такие устройства называют безопасными рукоятками. Различают два вида безопасных рукояток.

Безопасная рукоятка первого вида соединена непосредственно с грузоопорным тормозом. При опускании груза к этой рукоятке необходимо прикладывать постоянно действующее усилие. Скорость груза зависит от окружной скорости рукоятки.

Безопасную рукоятку второго вида используют в таких ручных механизмах подъема, в которых согласно производственному процессу требуется производить опускание груза со скоростью, превышающей скорость подъема.

Рассмотрим устройство и принцип работы безопасной рукоятки первого вида в период подъема, удерживания и опускания груза.

Устройство и работа безопасной рукоятки. Период подъема груза

Груз еще не оторвался от земли, канат натянут. Существуют зазоры между деталями 4, 5 и 6 (рисунок 7.1). Рукоятку 8, закрепленную винтами 7 к гайке (диску) 6, необходимо вращать по часовой стрелке (если смотреть на рисунок справа). Гайка (диск) 6, наворачиваясь на резьбу винта (диска) 4, установленного жестко на валу 12 шрифтом 9 или шпонкой, перемещается влево до соприкосновения с диском (храповиком) 5, свободно установленным на шейке винта 4. Диск (храповик) 5 перемещается вместе с диском 6 до встречи с диском 4. Осевое усилие, возникающее в резьбе, прижимает друг к другу детали 4, 5, 6. Созданная при этом сила трения между этими деталями заставляет их вращаться вместе с рукояткой 8 с одинаковой угловой скоростью. Диск 4 через штифт 9 или шпонку передает вращение на вал 12 и связанный жестко с ним барабан 2, на котором намотан канат. Поэтому происходит подъем груза. При этом собачка 3 не мешает вращению диска (храповика) 5 и остальным деталям.

Направление резьбы винта 4 и направление вращения барабана 2 под действием груза F_гр подобраны таким образом, что при вращении рукоятки 8 по часовой стрелке гайка (диск) 6 перемещается влево, постоянно навинчиваясь на винт 4.

Период, когда груз подвешен и находится в покое

Если прекратить вращение рукоятки 8, отняв от нее руку, рукоятка 8 и все остальные детали останавливаются. Груз стремится вращать барабан 2 в обратном направлении. Но такому вращению препятствует вал 12, который удерживается диском 4. Последний удерживается силами трения между деталями 4 и 5, а храповик 5 удерживается от вращения собачкой 3 не может также вращаться диск 6 удерживаемый силами трения между деталями 5 и 6.

Не вращается поэтому и рукоятка 8. Поднятый груз будет подвешен и находиться в покое. При этом статический момент от груза уравновешивается моментом трения между дисками 4 и 5 и моментом трения в резьбе винта 4 и гайки 6, которые в сумме составляют часть момента тормоза .

. (7.1)

Р исунок 7.1 — Лебедка с безопасной рукояткой:

1 — щётка; 2 — барабан; 3 — собачка; 4 — винт; 5 — храповик; 6 — гайка; 7 — винт;

8 — рукоятка; 9 — штифт; 10 – шайба; 11 — гайка; 12 — вал

Момент тормоза Т_т создается силами трения в двух стыках между деталями 4, 5 и 6.

(7.2)

где Т_тр2 — момент трения между дисками 5 и 6.

Но так как средние диаметры дисков 4 и 6 приняты одинаковыми, то

. (7.3)

Поэтому

. (7.4)

Статический момент от груза , который стремится опустить груз, самостоятельно не может преодолеть момент тормоза , который удерживает груз, так как момент тормоза Т_т больше статического момента от груза в раз.

, (7.5)

где — коэффициент запаса торможения, который обеспечивается расчетом размеров тормоза (см. ниже).

Этот тормоз отличается от колодочного и ленточного тормозов тем, что он является автоматическим, т. е. с увеличением силы тяжести груза увеличивается осевое усилие в резьбе, увеличиваются моменты трения между дисками и, следовательно, момент тормоза. Поэтому запас торможения К_т в этих тормозах можно принимать сравнительно небольшим. Его принимают близким к единице.

= 1,2–1,3,

в то время как в колодочных и ленточных тормозах

= 1,5–2,5.