3.5.2. Конструкция и расчет канатоведущих шкивов

Канатоведущие шкивы изготавливаются из модифицированного серого чугуна или стали. Рекомендуется для чугунного литья брать марку не ниже СЧ-34-Б2, а для стального - не ниже 55Л. Диаметр канатоведущего шкива определяется по той же формуле, что и для барабанов (см. форм. из п.3.5.1 и табл.3.3 и 3.4). Обычно диаметр шкива принимается не менее 500 мм. При верхнем расположении лебедки величину диаметра следует уточнить исходя из расстояния между центрами подвески кабины и противовеса. При равенстве этих величин отпадает необходимость в отклоняющих блоках.

а

б

в

г

Рис. 3.12. Формы ручьев канатоведущего шкива

На поверхности канатоведущих шкивов нарезаются кольцевые канавки (ручьи), количество которых определяется числом канатов. Профиль ручья может быть полукруглый (рис. 3.12, а), полукруглый с подрезом (рис. 3.12, б), клиновой (рис. 3.12, в), клиновой с подрезом (рис. 3.12, г). От профиля ручья и его параметров существенным образом зависит тяговая способность шкивов.

Простейший профиль ручья - полукруглый - обеспечивает наилучшее касание каната и, следовательно, меньший его износ, но сила трения в ручье такого профиля очень незначительна.

В современных лебедках канавки с полукруглым профилем без подреза применяются только в многообхватных установках с контршкивами.

В ручьях полукруглого профиля с подрезом ухудшаются условия контакта каната со шкивом, увеличивается напряжение смятия, а, следовательно, увеличивается износ каната и шкива, но вместе с тем увеличивается и сила трения каната о шкив. Причем сила трения возрастает с увеличением ширины подреза, которая характеризуется центральным углом подреза . Угол подреза более 105⁰ принимать не рекомендуется.

Существенным достоинством полукруглого ручья с подрезом является постоянство силы трения независимо от износа ручья (в пределах глубины подреза).

Еще большую силу трения дает ручей с клиновым профилем. Если обозначить радиальное давление каната, приходящееся на единицу длины окружности шкива, q, то сила трения на этом участке (рис. 3.13)

, (3.21)

где N₀ - нормальное давление каната на опорную поверхность ручья; - коэффициент трения каната о шкив.

q

Рис. 3.13. Схема для расчета

Из рис. 3.13 видно, что

. (3.22)

Тогда

. (3.23)

Поскольку для полукруглого ручья без подреза , то очевидно, что клиновой ручей дает существенное увеличение силы трения.

Величина угла обычно принимается в пределах 35…40°; меньше указанного предела принимать угол не следует, так как может произойти заклинивание каната в ручье.

Недостатком клинового ручья является уменьшение силы трения каната по мере износа канавки, так как. ручей в итоге принимает обычный полукруглый профиль.

Наилучшим вариантом следует считать клиновую канавку с подрезом, так как по мере износа она превращается в полукруглую с подрезом.

Ширина шкива зависит от числа канатов и принятого расстояния между ними, которое может быть в пределах

t=(1,2...2,0)d,

где d - диаметр каната.

Обод шкива проверяется на допускаемое напряжение смятия в зоне контакта с рабочей поверхностью ручья по формуле

, (3.24)

где S_max - наибольшее натяжение всех канатов, кН; i - число канатов; D - диаметр канатоведущего шкива, см; - коэффициент, характеризующий профиль ручья (коэффициент давления).

Для полукруглых ручьев с подрезом величина коэффициента зависит от угла подреза и может быть определена по графику, представленному на рис. 3.14.

Для клинового ручья коэффициент давления может быть определен по формуле

. (3.25)

Для полукруглого ручья без подреза

. (3.26)

Величина допускаемого напряжения смятия зависит от материала шкива, скорости движения каната, интенсивности работы лифта. Для чугунного шкива допускаемое напряжение смятия может быть определено по графику, представленному на рис.3.14:

кривая 1 соответствует интенсивно работающим пассажирским лифтам (для административных, торговых и других зданий);

кривая 2 - пассажирским лифтам жилых домов;

кривая 3 - интенсивно работающим грузовым лифтам;

кривая 4 - редко работающим грузовым лифтам.

Рис. 3.14. Зависимость коэффициента от угла подреза

Если расчетное напряжение смятия превышает допустимое, то следует либо увеличить число канатов в подвеске, либо увеличить диаметр шкива.

В процессе эксплуатации канавки шкивов подвергаются усиленному износу. Для восстановления нормальной формы ручья производят периодическую проточку шкивов. По данным ремонтной службы необходимость в дополнительной проточке ручьев возникает через 20…24 месяцев работы. Полная замена шкива производится через 80…96 месяцев. Для удобства ремонта и замены обод шкива может быть съемным.