Учебное пособие 1919

50

Усилие на все нити полиспаста распределяется равномерно только в состоянии покоя. Если лебедка задействована, то наименьшее усилие будет в неподвижной нити, так как она не огибает ни одного ролика, наибольшее усилие будет в нити, которая идет на лебедку, поскольку в этой нити усилие будет складываться из поднимаемого груза и суммы усилий на преодоление сил трения, возникающих между осью ролика и втулками.

Усилие в нити полиспаста, идущей на лебедку, определяется по формуле

где Sл – усилие в нити полиспаста, идущей на лебедку, кН; Q – вес поднимаемого груза, кН;

а – коэффициент, зависящий от числа рабочих нитей, количества отводных блоков и материала втулок блока (чугунные втулки, бронзовые втулки или подшипники качения), определяется по прил.6.

Пример 1

Определить усилие в канате, идущем на лебедку, если необходимо поднять груз весом 22 кН. В наличие имеется приводная лебедка типа Т-66В (см. характеристику в табл.П.5.1) с тяговым усилием 5 кН. Использованы блоки с бронзовыми втулками. Расчетная схема представлена на рис. 8.3. Вес груза включает вес поднимаемого оборудования, вес стропа, вес подвижного блока и вес каната.

Рис. 8.3. Расчетная схема

Решение:

1.Определяем предварительную кратность полиспаста n = 225 5 крат. – 5 рабочих нитей.

51

2.Определяем усилие в канате, идущем на лебедку, по формуле 8.1. Предварительно по прил.6 определяем коэффициент «а» при пяти рабочих нитях, для бронзовых втулок, при четырех отводных блоках ( ролик, с которого сбегает нить, следует считать отводным блоком):

а = 0,253;

Sл = 0,253∙22 = 5,57 кН,

что больше тягового усилия лебедки Т-66В. Следовательно выбранный полиспаст не годится.

Принимаем полиспаст с шестью рабочими нитями.

а = 0,215.

Sл = 0,215∙22 = 4,73 кН,

что меньше тягового усилия лебедки Т-66В.

Разрабатываем схему запасовки полиспаста на шесть рабочих нитей. Количество рабочих нитей четное, поэтому конец каната крепим к траверсе неподвижного блока. Неподвижный и подвижный блоки принимаются трехрольными.

Рис. 8.4. Схема запасовки шестикратного полиспаста

Нумерация усилий в нитях каната начинается от закрепленной нити. Усилие обозначается как S0 и далее S1, S2, S3, S4, S5, S6.

Для определения сечения каната для закрепления полиспаста и отводных блоков необходимо рассчитать усилие в любой нити, которое определяется по формуле

где Sк – усилие в любой нити, кН;

- коэффициент, учитывающий потери от трения и жесткости каната при огибании им одного из роликов (при подшипниках качения = 1,02, при бронзовых втулках = 1,04, при чугунных - = 1,06);

Q – нагрузка на полиспаст, кН;

n – число рабочих нитей полиспаста, на которых подвешен блок;

53

добрать тип и сечение каната для оснащения полиспаста и лебедки; определить длину каната для оснастки системы “полиспаст – отводные блоки - лебедка”; рассчитать стропы для крепления неподвижного блока полиспаста к ферме и для крепления отводных блоков; определить усилие в канате, идущем на лебедку; рассчитать строп для строповки фильтра.

Рис. 8.5. а) схема монтажа фильтра; б) расчетная схема строповки:

Решение:

1. Рассчитать строп для строповки фильтра и определить его вес. Из треугольника abc определяем диагональ ab (см. рис. 8.5.б)

ab = ac2 сb 2 = 22 12 = 2,24 м; ао = ab2 = 1,12 м.

Из треугольника аео определяем ое, т.е. высоту строповки:

ое = h = ae2 ao2 = 32 1122 = 2,78 м.

Усилие в ветвях стропа определяем по формуле 2.5

Расчетное разрывное усилие в канате стропа

R = S∙k = 8,27∙6 = 49,69 кН.

54

По табл.П.1.1 подобрать канат двойной свивки типа ЛК-РО конструкции 6 36+1ос маркировочной группы 1570 Н/мм2, диаметром 9,7 мм, весом 3835 Н на 1000 метров каната.

Вес стропа: 3∙4∙3835/1000 = 46 Н.

Вес поднимаемого груза: 23 кН + 0,046 кН = 23,046 кН.

2. Определить предварительно кратность полиспаста ( количество рабочих нитей).

n = 23.046 4 нити, 6.3

где 6,3 кН – грузоподъемность лебедки У5120.60.

По формуле 8.1 определить усилие в канате, идущем на лебедку.

Sл = Q∙a = 23,046∙0,325 = 7,48 кН > 6,3 кН.

Коэффициент “a” принимать по прил.6 (4 рабочих нити, 3 отводных блока и блоки с чугунными втулками).

Поскольку усилие в канате, идущем на лебедку, больше тягового усилия лебедки, выбираем полиспаст с большей кратностью - с пятью рабочими нитями.

Sл = 23,046∙0,267 = 6,15 кН < 6,3 кН.

3.Вычерчивается схема запасовки системы “полиспаст – отводные блоки - лебедка” и производится нумерация усилий в нитях каната.

Рис.8.6. Схема запасовки системы

4. Определяется нагрузка на строп для крепления неподвижного блока полиспаста, которая слагается из вертикальной составляющей и усилия S5. Вертикальная составляющая складывается из веса фильтра, веса стропа, веса подвижного блока, веса неподвижного блока и веса каната полиспаста. В каче-

Поскольку количество ниток стропа должно быть четным, то для крепления неподвижного блока принимается строп в 6 ниток.

Усилие для расчета стропа для второго отводного блока будет определяться по формуле 4.1

Q2 = ( S5 + S6)∙cos 2 ;

Q2 = (5,474 + 5,801)∙cos 1352 = 110275∙0,383 = 4,318 кН.

Расчетное разрывное усилие

R = Q2∙k = 4,318∙6 = 25,908 кН.

57

Принимается облегченный строп в две нитки из каната ТЛК-О конструкции 6 37+1ос маркировочной группы 1770 Н/мм2, диаметром 5,8 мм с разрыв-

ным усилием 18,150 кН (18,150∙2 = 36,3 кН > 25,908 кН).

Таким же образом определяются параметры стропа для крепления третьего отводного блока.

Q3 = ( S6 + S7)∙cos 902 = (5,80 +6,15)∙0,707 = 8,449 кН.

R = 8,449∙6 = 50,694 кН.

Принимается тот же канат, что и для крепления второго отводного блока.

Поскольку количество ниток будет четным, принимается крепление состоящее из четырех ниток каната.

По формуле 8.3 проверяется соответствие канатоемкости лебедки – 130 метров необходимой длине каната:

9. Тали, кошки, электротали

Тали, являясь простейшим ручным грузоподъемным механизмом, широко применяются для монтажа сантехнических и вентиляционных оборудования и конструкций. В зависимости от конструкции передачи усилия от тяговой цепи к грузовой цепи, тали бывают червячными и шестеренчатыми. Принцип их действия аналогичен, но червячная таль проще в конструкционном отношении, имеет меньший вес, коэффициент полезного действия равен 0,6. Шестеренчатая таль имеет более высокий коэффициент полезного действия – 0,7-0,9, больший вес и более сложную конструкцию, но меньшую строительную высоту и большую скорость подъема. Тем не менее червячные тали на монтаже получили большое распространение. Червячная таль представлена на рис.9.1.

Тали выпускаются грузоподъемностью 5, 10, 20, 30 и 50 кН. Высота подъема груза не превышает 3 метров. Тяговое усилие, прикладываемое к приводной цепи, в зависимости от грузоподъемности колеблется от 250 до 550 Н и обеспечивается работой одного или двух рабочих.

58

Рис.9.1. Схема червячной тали:

1 - крюк для подвески тали; 2 - червячная шестерня; 3 - приводное колесо; 4 - приводная цепь; 5 - нижний блок; 6 - грузовая цепь; 7 - крюк для подвески груза

Принцип действия червячной тали следующий. Таль за крюк (1) подвеши-

червяком, который передает вращение на червячную шестерню (2), соединенную со звездочкой. Через звездочки и нижний блок (5) проходит грузовая цепь (6). При вращении червячной шестерни со звездочкой цепь сокращается по длине и поднимает груз.

Недостатком тали является малая высота подъема груза (3 метра) и ограниченный радиус действия, так как груз поднимают в том месте, где она закреплена.

Для увеличения зоны действия таль крепят к специальной тележке, которая называется кошкой. Кошка передвигается на катках по полкам нижнего пояса двутавровой балки. Конструкция кошки представлена на рис.9.2.

2

4

5

Рис.9.2. Схема кошки типа А (с механизмом передвижения): 1 - монорельс (двутавровая балка); 2 - катки – ролики ходовой тележки;

3 - траверса кошки для крепления тали; 4 - приводное колесо; 5 - калиброванная цепь для передвижения кошки