Полиспасты [3, с. 59]

Полиспаст – это система подвижных и неподвижных блоков, огибаемых гибким тяговым элементом (канатом). Бывают полиспасты прямого действия (рисунок 4.22, а), которые служат для выигрыша в силе, и обратного действия (рисунок 4.22, б) – для выигрыша в скорости. По числу закреплений концов каната на барабане полиспасты прямого действия бывают одинарные (рисунок 4.22, а) и сдвоенные (рисунок 4.22, в).

В ГПМ широкое применение нашли полиспасты прямого действия, где груз подвешен на i-ветвях гибкого элемента. Тяговое усилие, приложенное к свободному концу гибкого элемента, без учета сил сопротивления в блоках определяется:

(4.26)

Где: G – масса груза поднимаемого груза, (грузоподъемность) кг;

g – ускорение свободного падения ( ≈ 10 м/с²);

g×G – вес поднимаемого груза, Н;

i - кратность полиспаста;

а – для выигрыша в силе; б – для выигрыша в скорости; в – сдвоенный

полиспаст; 1 – уравнительный блок

Рисунок 4.22 – Полиспасты

При этом скорость vk - каната и скорость vГ - перемещения груза связаны зависимостью:

vk = і×vГ, м/с (4.27)

где: і- кратность полиспаста «і» при различных скоростях перемещения груза

приведена в таблице 12.

vk - скорость передвижения каната, м/с

vГ – скорость перемещения груза, м/с

Полиспаст обратного действия предназначен для выигрыша в скорости. В этом случае груз подвешен к свободному концу каната, тяговое усиление F приложено к оси подвижных блоков. Этот тип полиспастов применяют в гидравлических подъемниках, когда в результате проигрыша в силе стремятся уменьшить ход поршня.

Таблица 4.11 - Кратность полиспаста і при различных грузоподъемностях

При непосредственном подвешивании грузов к канату, а также в одинарных полиспастах прямого действия канат, перемещаясь на вращающемся барабане, создает изменяющиеся давления на его опоры. Это особенно нежелательно для механизмов, установленных на передвижных тележках, так как вызывает неравномерную нагрузку на колеса. Кроме того, при наматывании каната на барабан груз перемещается не строго вертикально, а получает горизонтальное движение, что обусловливает его раскачивание. Эти недостатки устраняются при использовании сдвоенного полиспаста (рис. 4.22, в). Для выравнивания натяжения обеих ветвей канат огибает уравнительный блок 1, который поворачивается только в момент, когда необходимо выровнить усилия в обеих ветвях каната.

Сдвоенный полиспаст следует рассматривать как два независимых одинарных полиспаста с нагрузкой g×G/2 на каждый, считая, что уравнительный блок является как бы местом закрепления концов каната. Недостаток сдвоенного полиспаста – вдвое меньше выигрыш в силе натяжении каната, что отражается на размерах механизма и передаточном числе промежуточных передач. Поэтому сдвоенные полиспасты применяют главным образом в механизмах, установленных на передвижных тележках кранов, где канат поступает с полиспаста непосредственно на барабан.

Натяжение ветвей каната полиспаста, на которых подвешен груз, в момент подъема неодинаково из-за сопротивлений, возникающих в блоках полиспаста. При подъеме груза в случае применения одинарного полиспаста натяжение (Н) в последней ветви каната определяется:

( (4.28)

где: сумма сопротивлений вращению блоков полиспаста, Н.

Если все блоки однотипны и КПД блока равен , можно записать

(4.29)

(4.30)

откуда

(4.31)

При расчетах для кратности полиспаста i = 2 ÷ 6 принимают = 0,96 ÷ 0,98 (для подшипников качения), = 0,9 ÷ 0,98 (для подшипников скольжения). При наличии отклоняющих блоков:

(4.32)

где n – число отклоняющих блоков.

При сдвоенном полиспасте в уравнения (4.30) и (4.31) следует подставить G/2 вместо G, понимая по-прежнему под i кратность одинарного полиспаста с нагрузкой g G/2.