Вопрос 2. Канатные подъемные механизмы (кпм)

КПМ состоят из подъемных лебедок и полиспастных систем. Применяют как самостоятельные подъемные устройства и как составные части кранов и подъемников.

КПМ состоят из барабана (1), стального каната (2), системы блоков (3, 4, 5), грузового устройства(6).

Рисунок - 5.1. Канатно-блочная система ПМ

Канат – это свивка их высокопрочной стальной проволоки диаметром 0,3-3мм одинарной (из отдельных проволок), двойной (из свитых прядей) и тройной (из нескольких канатов двойной свивки) свивки. В центре сердечник из органического волокна, пропитанный смазкой, являющейся базой для навивки.

Применяют в основном шестипрядные канаты двойной крестовой свивки с одним органическим сердечником с числом проволок 6×19=114 и 6×37=222. Есть семипрядные канаты с центральной металлической прядью.

Канаты характеризируются диаметром, маркировочной группой проволоки и разрывным усилием Fо. По нему выбирают типоразмер каната, связанный с наибольшим усилием натяжения Smax.

^{, (4)}

где - минимальный коэффициент запаса прочности (для неподвижных канатов – 2,5-5; для подвижных – 3,15-9).

Для крепления свободных концов каната к конструкциям применяют разнообразные коуши и зажимы (закладывают клином, загибом концов с заливкой легкоплавким металлом, заплеткой, канатным зажимом).

Канатный блок – установленное на оси на подшипниках качения, скольжения чугунное или стальное колесо, с V-образным ручьем на его ободе для укладки в нем каната.

Должно выполняться условие: отношение диаметра блока, измеренного по средней линии каната, к его диаметру принимается не менее 12,5-28.

Блоки устанавливают единично или группами на единой оси. Называются блочными обоймами, которые образуют полиспаст.

Кратность полиспаста (всегда есть целое число 2;3;4…):

^{, (5)}

где - скорость навивки каната на барабан (входной параметр);

- скорость подъема груза.

( < ).

Усилие определяется:

^{, (6)}

где S – усилие в навиваемой на барабан ветви каната;

mg – сила тяжести груза и грузозахватывающего приспособления;

- КПД полиспаста.

Нужно запомнить правило: Кратность полиспаста численно равна числу ветвей каната, (частный случай) на которых подвешен груз.

Правило – Кратность полиспаста равна отношению числа ветвей каната, (общий случай) на которых подвешен груз, к числу ветвей, навиваемых на приводной барабан.

КПД полиспаста:

^{; (7)}

(с кратностью не выше 4),

где - КПД одного блока;

i - кратность полиспаста;

n - число блоков в полиспасте.

Типоразмер каната назначают по его разрывному усилию в соответствии с действующими стандартами (ГОСТ 2688-80)

Типы: ЛК-0 – одинаковый диаметр проволок (линейное касание);

ЛК-Р – разный диаметр проволок.

Согласно ГОСТ – шестипрядный канат двойной свивки с линейным касанием проволок в прядях типа ЛК - Р с одним органическим сердечником.

Таблица 2

Диаметр каната, мм	Масса 1м, кг	Маркировочная группа, Н/кв.мм	Минимальное разрывное усилие, кН
22,5	1,85	1370	220
21	1,635	1570	222
19,5	1,405	1860	218,5

Барабаны цилиндрической формы с бортами от соскальзывания каната (ребордами – высота реборды над последним витком hр≥2dk) из чугуна, стального литья, сварными из листовой стали.

Каната в один слой в барабане – однослойная навивка; в несколько – многослойная.

Конец каната закрепляют на барабане клином, винтом, прижимными планками с болтами на рабочей поверхности барабана или на его реборде.

Основные параметры:

1. диаметр Dб;

2. длина рабочей поверхности lo;

3. канатоемкость (общая длина навиваемого на барабан каната) L;

4. число слоев навивки каната m;

5. диаметр барабана по ребордам Dр;

6. частота вращения nб;

7. шаг нарезки канавок (при однословной навивки) b;

Геометрические размеры барабана определяют в зависимости т диаметра каната dк, диапазона вертикального перемещения груза H, кратности полиспаста i.

^{, (8)}

где Do – диаметр барабана по первому слою навивки каната.

⁽⁹⁾

- канатоемкость равно длине каната, навиваемого на барабан при подъеме груза из наиболее высокого положения, сложенной с длиной 1,5-2 запасных витков каната на барабане для разгрузки крепления к нему каната.

Крюки – простейшие грузозахватные устройства (однорогие и двурогие) для подвешивания к ним грузов непосредственно или с помощью чалочных устройств или захватов. Однорогие – для грузов 1т до 75т. Двурогие – от 5т и выше.

Рисунок - 5.2. Крюки.

а)-однорогий крюк; б)-двурогий крюк.

Крюки снабжают предохранительным замком А.

Стропы – канатные и цепные. Они могут быть одно (1СК), двух (2СК), трех (3СК), четырехветвевыми (4СК), двухпетлевыми (СКП), кольцевыми (СКК). оба конца каждой ветви стропа имеют коуши. Концы каната закрепляют алюминиевыми или стальными втулками опрессовкой, заплеткой, обмоткой концов прядей проволокой.

Усилие напряжения ветви стропа:

^{, (10)}

где m – масса груза;

n – число ветвей;

- угол наклона ветви стропа к вертикали. С увеличением усилие S возрастает.

ГОСТ ограничивает угол . Между любыми двумя ветвями ≤90°.

Основные параметры: грузоподъемность – 0,32-32т; длина – 0,9-25м.

Строп 4СК1-:,34400 ГОСТ25573-82 – 4-х ветвевой строп, канатный, грузоподъемностью 6,3т, длиной 4,4м.

Захваты. Для захватывания однотипных грузов и подвешиванию их к крюку применяют клещевые и эксцентриковые зажимные фрикционные захваты. Стальные листы и прокат в цехах металлоконструкций применяют подъемные элекромагниты. Для подъема немагнитных листовых грузов (плиты перегородок, фанеры, листового стекла, бетонных изделий) применяют вакуумные грузозахватные устройства (вакуумные присосы диаметром 400мм с резиновым ободом).

Для сыпучих и жидких грузов используют опрокидные и раскрывающиеся бадьи.

Для массовой перегрузки сыпучих материалов применяют челюстные ковши – грейферы. Чаще двухчелюстные двухканатные грейферы. Глубина погружения челюстей грейфера в материал зависит от его плотности, массы грейфера, кинетической энергии его заброса при падении. Каждому материалу определенной плотности соответствует своя определенная масса грейфера, которую изменяют специальными грузами.