Лекция 7

Тема 1.3 элементы грузоподъемных машин и механизмов

Цель: знать конструкцию элементов ГПМ, уметь производить расчет размеров основных элементов грузоподъемных механизмов, иметь представление о методах изготовлении.

ПОЛИСПАСТЫ. БЛОКИ. БАРАБАНЫ. КРЮКОВЫЕ ПОДВЕСКИ. РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ

БЛОКИ

Б л о к (рисунок 1.39) — деталь грузоподъемной машины, выполненная в форме диска с желобом по окружности для разме­щения каната, его устанавливают в подшипниках качения на неподвижной оси. Блоки применяют для направления канатов.

Блоки изго­товляют штамповкой (литьем) из стали или чугуна. Блоки боль­шого диаметра могут быть выполнены сварными.

Основные геометрические размеры блока:

• Радиус желоба блока R_ж

R_ж ≈ 0,6d_k (1.12)

При меньшем значении R_ж возможно заклини­вание каната, что приведет к интенсивному изнашиванию ка­ната и блока.

• Минимальный диаметр блока по средней линии навитого каната

D_б d_k e, (1.13)

где D_б — диаметр блока или барабана, измеренный по средней линии навитого каната, мм;

d_к — диаметр каната, мм;

е — коэффициент, при­нимаемый в зависимости от группы режима работы механизма и типа грузоподъемного крана.

• Глубина h желоба блока

h = (2 – 2,5) d_к (1.14)

Поверхность желоба футеруют резиной, алюминием – для увеличения долговечности каната.

Рисунок 1.39 – Блок Рисунок 1.40 – Барабан сварной

БАРАБАНЫ ЛЕБЕДОК

Барабаны лебедок служат для навивки каната и преобразуют вращательное движение привода в поступательное движение подъема или опускания груза. Барабаны имеют цилиндрическую форму, их изготовляют литыми или сварными. Сварной барабан (рисунок 1.40) имеет вальцованную из листа обечайку, литую ступицу и листовой фланец. Материалами для барабанов лебедок служат чугун и литейные стали.

На ГПМ применяют барабаны:

• нарезные для однослойной навивки каната – они имеют специально нарезанные на обечайке или полученные обкаткой канавки, которые обеспечивают правильную укладку каната, при этом снижаются контактные напряжения между ним и барабаном за счет увеличения площади контакта, что повы­шает срок службы каната.

• гладкие – применяются для многослойной навивки каната, при этом барабан имеет реборды (борта).

Основные геометрические размеры барабана:

Минимальный диаметр барабана по средней линии навитого каната

D_б d_k e (1.15)

Длину барабана принимают такой, чтобы при низшем рабочем положении крюка на барабане осталось 1,5 – 2 витка каната. Не рекомендуется принимать длину барабана > 5D_б.

Барабаны устанавливают на сплошных осях или на от­дельных цапфах. Ось или цапфы опирают на сферические подшипники качения. Во вращение барабан при­водят: в механизмах подъема малой и средней грузоподъем­ности — с помощью встроенной зубчатой муфты; в механизмах подъема большой грузоподъемности — с помощью зубчатого колеса открытой зубчатой передачи.

ПОЛИСПАСТЫ

Полиспастом называют систему подвижных и неподвижных блоков, огибаемых единым канатом. Полиспаст используется для выигрыша в силе (силовой полиспаст) или скорости (скоростной полиспаст). В кранах применяются силовые полиспасты, которые позволяют уменьшить натяжение каната, крутящий момент на барабане лебедки и передаточное число механизма. Они являются основной частью механизма подъе­ма груза.

Схемы полиспастов показаны на рисунке 1.41.

Блоки, образую­щие полиспаст, подразделяют на подвижные 6, ось которых перемещается в пространстве, и неподвижные 4, ось которых не перемещается в пространстве. Ось подвижных блоков зак­реплена в крюковой подвеске 5.

В грузоподъемных машинах применяют одинарные и сдвоенные полиспасты.

В одинарных полиспастах (рисунок 1.41, а) один конец каната / закреплен на барабане 2, другой — на неподвижной части конструкции 3 крана или крюковой подвеске, барабан имеет нарезку в одну сторону. Одинарные полиспасты имеют 2 схемы: а) блоки расположены в 1 вертикальный ряд; 2) блоки расположены на общих горизонтальных осях ( рисунок 1.41,а).

В сдвоенных полиспастах (рисунок 1.41,б) оба конца каната 1 закреплены на барабане 2 и при работе огибают уравнитель­ный блок 4. Сдвоенный полиспаст можно рассматривать как состоящий из двух одинарных полиспастов.

Недостатком одинарных полиспастов является неравномер­ное изменение нагрузки на опоры барабана при подъеме или опускании груза, что приводит к его горизонтальному переме­щению и неравномерному износу подшипников, поэтому в механизмах подъема груза кранов преимущественное применение нашли сдвоенные по­лиспасты.

Рисунок 1.41– Схемы полиспастов

Основным параметром полиспаста является его кратность, под которой понимают отношение числа ветвей каната, на которых подвешен груз, к числу ветвей каната, навиваемых на барабан. Крат­ность полиспаста характеризует выигрыш в силе.

Увеличение кратности дает возможность использовать барабан, блоки, канаты меньшего диаметра, т. е. уменьшаются габариты машин, но увеличивается длина каната.

Блоки, которые служат для изменения направления движения каната, называют обводными.

КРЮКОВЫЕ ПОДВЕСКИ

Крюковые подвески служат для соединения грузо­вого крюка с канатом механизма подъема груза.

Крюковые подвески бывает нормальные и укороченные.

В нормальных крюковых подвесках приме­няют крюк с коротким хвостовиком типа А, который подвеши­вают на отдельной траверсе в нижней части подвески с воз­можностью поворота относительно продольной оси (рисунок 1.42, а).

В укороченных крюковых подвесках применяют крюк с длинным хвостовиком типа Б, который крепят непосредственно на оси блоков полиспаста (рисунок 1.42,б). Укороченные подвески позволяют в результате уменьшения высоты подвески получить большую высоту подъема груза.

Для закрепления в крюковой подвеске крана стержень крюка в верхней части имеет резьбу: треугольную при грузо­подъемности до 10 т и трапецеидальную — от 15 т и выше. На резьбу навинчивают гайку 7, которую для предотвращения отвинчивания фиксируют стопорной планкой 13, закрепляемой болтами // в пазах на торцах гайки и хвостовика крюка. Стопорение гайки штифтами, шплинтами и стопорными болтами не допускается.

Крюк в крюковой подвеске устанавливают так, чтобы он мог свободно вращаться и устанавливаться при работе в соответствии с положением груза.

Нижний торец гайки крюка опирается на верхнюю обойму упорного шарико­вого подшипника 8.

В качестве грузозахватного органа в подвесках использу­ют кованые однорогие (ГОСТ 6627—74) или двурогие (ГОСТ 6628—73) крюки.

Блоки в крюковых подвесках монтируют на неподвижных осях и подшипниках качения. Чтобы исключить возможность выхода каната из ручья блока и его защемления при случайном ослаблении каната на бло­ках смонтированы кожухи.

Рисунок 1.42 – Крюковые подвески:

а) – нормальная, б) – укороченная;

1 – щека, 2 – блок, 3 – крышка, 4 – подшипник, 5 – ось, 6 – стяжные болты, 7 – гайка хвостовика крюка, 8 – упорный подшипник, 9 – траверса, 10 – крюк, 11 – болт, 12 – кожух, 13 – стопорная планка.

Контрольные вопросы:

1. Какие барабаны используют преимущественно в лебедках кранов и почему?

2. Что такое полиспаст и для чего он применяется?

3. Что такое кратность полиспаста и как ее определить?

4. Пояснить конструкцию крюковой подвески (по схеме).

5. Для чего применяют блоки?