21.6.Полиспасты

Полиспаст — грузоподъёмное устройство, состоящее из нескольких подвижных и неподвижных блоков, огибаемых веревкой, канатом или тросом, позволяющее поднимать грузы с усилием в несколько раз меньшим, чем вес поднимаемого груза. Полиспаст дает определенный выигрыш в усилии для поднятия груза или выигрыш в скорости.

Основным параметром, характеризующим полиспаст, является его кратность u_п, то есть величина, показывающая, во сколько раз выигрывают в силе (силовой полиспаст) или скорости (скоростной полиспаст).

Кратность полиспаста при одноканатном барабане (когда на барабан наматывается одна ветвь каната) определяется по числу ветвей каната, на которых подвешен груз. При двухканатном барабане кратность полиспаста равна половине числа ветвей каната, на которых подвешен груз.

Важной характеристикой полиспаста является коэффициент полезного действия η_п.

, (21.3)

где η_бл – КПД канатных блоков; η_бл = 0,95…0,97 при использовании под-шипников скольжения и η_бл = 0,97…0,98 - на подшипниках качения.

Рис. 21.13. Схемы полиспастов (кратность 2 и 3)

Рис. 21.14. Схемы сдвоенных полиспастов

Наибольшее натяжение F_max в кН стального каната, навиваемого на барабан, определяют по формуле:

, (21.4)

где G_гр - вес поднимаемого груза, кН;­ G_кп – вес крюковой подвески, кН; z_б – число рабочих участков на барабане (у одноканатного барабана z_б = 1 , у двухканатного - z_б = 2); u_п – кратность полиспаста.

Вес груза G_гр = m_гр·g, где m_гр – масса груза, т; g = 9,81 м·с^-2 – ускорение свободного падения. Вес крюковой подвески

. (21.5)

Числовой коэффициент при G_гр назначают в зависимости от кратности полиспаста u_п по табл. 21.2.

Таблица 21.2

Зависимость веса крюковой подвески от кратности полиспаста

Кратность полиспаста uп	2	3	4	5
Коэффици-ент γ	0,025	0,05	0,075	0,085

В соответствии с нормами Ростехнадзора по максимальному рабочему усилию ветви каната F_max и минимальному коэффициенту запаса прочности каната z_р определяют разрывное усилие F₀:

. (21.6)

В зависимости от разрывного усилия F₀ по ГОСТ 2688 (прил. Л) выбирают стальной канат.

Пример 32. Выбрать стальной канат механизма подъёма груза по следующим исходным данным: вес груза G_гр = 50 кН, кратность двух-канатного полиспаста u_п = 3, коэффициент запаса прочности z_р = 4. Канатные блоки на подшипниках качения.

Решение.

1.КПД полиспаста при КПД блока η_бл = 0,98 по формуле (21.3):

.

2. Вес крюковой подвески по формуле (табл.21.2):

кН.

3.Наибольшее натяжение стального каната - формула (21.4):

кН.

4. Разрывное усилие по формуле (21.6):

кН.

5.Принят по прил. Р стальной канат двойной свивки типа ЛК-3, кон-струкции 619 по ГОСТ 2688 с разрывным усилием каната F₀ = 38150 Н мар-кировочной группы 1770 (σ_в = 1770 МПа) с диаметром каната d_к = 8,3 мм.

6.Обозначение:

Канат 8,3 Г-В-Л-О-Ж-Н-Р-Т-1770 ГОСТ 2688-80 (расшифровка на рис. 21.11).