1427 / MU_po_KP

Для правильной укладки каната на барабан, а также для предохранения каната от его смещения и запутывания при ослаблении каната применяют канатоукладчики различных типов.

При сдвоенном полиспасте на барабане предусматривается два рабочих участка со встречной нарезкой.

Нарезные барабаны, предназначенные для навивки одной ветви каната, также должны иметь реборды с обеих сторон, возвышающиеся над навитым слоем не менее чем на два диаметра каната. Если на барабан навивается две ветви каната (сдвоенные полиспасты), то реборды делать не обязательно.

Барабаны выполняются литыми из чугуна (не ниже марки СЧ15-32) или из стали (не ниже 25Л) и сварными из стали (не ниже марки ВСт3Сп).

Суммарное напряжение от изгиба моментом Миз и от кручения моментом

где [σи ]– допускаемое напряжение изгиба; Wб – экваториальный момент со-

дну канавки под канатом; D2 – внутренний диаметр барабана. При барабанах длиной менее трёх диаметров напряжение от изгиба и кручения не превышает 15 % от напряжения сжатия и поэтому основным является расчёт на сжатие. Напряжение сжатия определяется по формуле

где Sб – максимальное натяжение каната; δ = 0,5(D1 − D2 ) -

минимальная толщина стенки барабана; tб – шаг нарезки барабана (см. рис.10.11); [σ]сж – допускаемое напряжение

сжатия. [σ]сж= σТ /к для стальных барабанов и [σ]сж= σв /к для барабанов из чугуна, причем предел

прочности для чугуна принимается на сжатие, а для стали принимается предел текучести. Запас прочности к =1,5…2 для барабанов из стали ; к = 4…4,25 для ба-

рабанов из чугуна. Из условия снижения металлоёмкости лучше выполнять барабаны из стали, а из условия износостойкости каната предпочтительнее барабаны из чугуна.

Рис. 10.12.Отклонение каната на блоке

Для нормальной работы каната и повышения его долговечности следует обеспечить правильное набегание каната на блок или барабан так, чтобы не создавался резкий перегиб каната, и этим избежать нежелательного нажатия каната на край реборды, которое приводит к повышенному износу каната и возможности излома реборды блока. Канат не должен отклоняться от плоскости,

182

проходящей через плоскость блока, более чем на угол γ (рис. 10.12), завися-

ручья блока 2а = 60°, что допускает отклонение каната γ до 6°. При набегании каната на барабан угол γ, условно отсчитываемый от оси блока (рис. 10.13), принимается не более 2° для гладких барабанов, где витки каната ложатся вплотную друг к другу, и не более 6° для нарезных барабанов. Величина этого угла определяет минимальное расстояние оси направляющего блока относитель-

но оси барабана.

Рис. 10.13. Схема к определению допустимых углов набегания каната на барабан:

а) простой полиспаст; б) сдвоенный полиспаст

Так, для нарезных барабанов lнар =0,5lctg60 и для гладких

lгл =0,5lctg20 , где l - длина барабана. Этими же углами при верхнем положе-

нии крюковой обоймы определяется и длина b ненарезанной части барабана сдвоенного полиспаста (рис. 10.13, б). Максимальная возможная длина ненарезанного участка bтах = В + 2hmin tg γ и минимальная возможная длина этою участка bmin = B – 2 hmin tg γ, г де В – расстояние между центрами блоков крюковой обоймы.

Конструкция крепления каната должна быть надежной, удобной для его замены и осмотра и простой в изготовлении. Канат в месте крепления не должен подвергаться резкому изгибу. Существует много разнообразных конструкций крепления каната на барабане; примеры их приведены на рис. 10.14 и 10.15.

Закрепление конца каната на барабане.

Наибольшее применение имеет крепление каната планками, прижимающими его к барабану (рис. 10.14, а и б). В этом случае при навивке канат переводят через одну канавку (из первой в третью), для чего частично вырубают выступы нарезки, разделяющие канавки.

183

При удержании каната креплением на барабане в его неподвижном состоянии должно быть соблюдено равенство силы натяжения каната и сил трения: Sкрепл =F1 +F2 +F3 ,

откуда после подстановки значений сил трения и преобразований получаем

Кроме растяжения, болты испытывают также изгиб, вызываемый силами трения между планкой и канатом на участках АБ и ВГ. Эти силы трения, воспринимаемые обоими болтами, равны T =2f1 N.

Каждый болт воспринимает только половину силы Т. За точку приложения силы Т следует принимать точку соприкосновения головки болта с планкой, а за плечо изгиба l – расстояние от этой точки до поверхности барабана (см. рис. 10.15, а).

Суммарное напряжение в каждом болте

где d1 – внутренний диаметр резьбы болта; к≥1,5 – запас надежности

крепления каната к барабану.

Коэффициент 1,3 учитывает напряжение кручения при затяжке болтов. При применении нескольких одноболтовых прижимных планок расчетные уравнения, учитывающие влияние силы трения между крепежными витками каната и барабаном на отдельных дугах обхвата между зажимами (дуги БВ, ГГ'Д и ЕЖ на рис. 10.15, б), можно получить путем последовательного определения сил трения на отдельных участках соединения и их суммирования. С целью упрощения расчета и в этом случае с достаточной степенью точности , принимая условно угол а1 равным углу обхвата барабана канатом между точками Б и Ж.

Конструкция крепления каната, представленная на рис. 10.15, в, требует изготовления более сложного литого барабана. Расчет этого крепления ведут

по усилию натяжения каната Sкрел. В этом случае усилие S крел должно уравновеситься силами трения, возникающими между барабаном и канатом под прижимной планкой и между канатом и планкой, то есть

Sкрепл = zN1(f + f1),

Расчет болта производят при подстановке в него соответствующих значений Nl и Т1 и значения плеча l1 (см. рис. 10.15, в).

Крюковые подвески. При подъёме груза на одной ветви каната применяют подвески, показанные на рис. 10.16,а.

186

Подвеска снабжается утяжелителем 1, который при отсутствии груза на крюке способствует преодолению сопротивления силы трения в блока и силы тяжести каната. При подъёме груза на двух ветвях (рис. 11.18,б) один конец каната крепится к корпусу подъемной машины, а второй блок огибает блок подвески, верхний блок и идёт на грузовой барабан. На рис. 11.18, в показана крюковая подвеска для трехкратного сдвоенного полиспаста. Опорный шариковый подшипник устанавливают между гайкой крюка и траверсой подвески, обеспечивая свободное вращение крюка вокруг вертикальной оси.

Рис. 10.16. Крюковые подвески

Стержень крюка рассчитывают на растяжение в сечении нарезанной части по

кают в сечении А-А (рис. 10.18). Для расчёта используется теория изгиба кривого бруса. Под действием силы веса груза Q в сечении А-А возникает изгибающий момент M = QR0 , где R0 = 0,5a + e – радиус кривизны линии центров тя-

187

жести; а - диаметр зева крюка. Расстояние е от центра тяжести сечения с до большего основания трапеции (трапециевидное сечение с закруглёнными краями для упрощения расчетов заменяют сечением в виде равнобедренной трапе-

нейтральная линия смещена относительно центра тяжести сечения на расстояние Z0 = R0 − r , где r - радиус кривизны нейтрального слоя.

Рис. 10.17. К расчёту прочности крюка

188

Блоки. Блоки для канатов, как и барабаны отливают из чугуна не ниже марки СЧ15-32 или из стали не ниже марки 25Л, а также изготовляют штамповкой из сталей не ниже марки ВСт3сп. Наиболее рациональным методом изготовления блоков является штамповка. Профиль ручья блока выполняют так, чтобы обеспечить беспрепятственный вход и выход каната, а также наибольшее соприкосновение с ним ручья (рис. 10.18, а). Размеры профиля ручья блока принимают по ОСТ 24.191.01 «Блоки для стальных канатов. Профиль ручья. Конструкции и размеры».

Материал ручья влияет на срок службы каната. Как показывает опытэксплуатации, износ каната на стальных блоках больше, чем при работена чугунных блоках, из-за большей величины контактных напряжений между проволоками и ручьем и из-за худших условий скольжения каната по стальному блоку. Для повышения долговечности канат иногда применяют блоки с ручьем, футерованным алюминием, резиной, пластмассами (рис.11.20, б, в, г), что резко повышает срок службы каната. Так, если принять износ каната при чугунном шкиве за единицу, то на стальном блоке износ будет равен 1,1, при футеровке алюминием – 0,8 и при футеровке полиуретаном – 0,4… 0,5.

Рис.10.18. Ручьи блоков: а) – профиль ручья; б, в) – ручьи, футерованные пластмассой; г) – ручей, футерованный алюминием

Канатный привод. Довольно часто канатный привод используют для перемещения грузовых тележек кранов, для перемещения грузов на колёсных тележках в цехах и для перемещения вагонов на пунктах технического обслуживания. Принципиальная схема канатного привода показана на рис. 11.21. Канат 4 крепится к перемещаемой тележке 1 и через систему блоков (а иногда и полиспастов) наматывается на приводной барабан.

Рис. 10.19. Канатный привод

189

Канатный контур, как правило, выполняют замкнутым, закрепляя свободные концы на барабане (рис.10.19) с правой и левой нарезками витков. С помощью отгибающих блоков канатный контур можно выполнить в двух плоскостях. Канатный привод обязательно должен оснащаться натяжной станцией и желательно с автоматическим натяжением, поскольку в момент реверса грузовой тележки возможен выход каната из направляющих дорожек барабана.

Устройства для захвата грузов необходимы для сокращения времени погрузочно –разгрузочных операций и, как правило подвешиваются к крюку крана. При конструировании захватов необходимо обеспечить требования техники безопасности, предотвратить порчу груза, выполнить захват минимальных габаритов с удобным обслуживанием. Существует большое многообразие конструкций захватных устройств. Остановимся коротко на клещевых и эксцентриковых захватах, наиболее широко применяемых. На рис 10.20 показаны конструкции различных клещевых захватов. Клещевые захваты имеют рычажную систему в виде ножниц, свободные концы которых могут быть загнуты по форме охватываемого ими груза или иметь специальные колодки (упоры), которыми клещи прижимаются к грузу и удерживают его силой трения, создаваемой между колодкой и грузом (фрикционные клещевые захваты).

Рис.10.20. Клещевые захваты

При расчёте клещевых захватов исходят из предположения, что при подъёме груза сила трения между колодками клещей и грузом затягивает клещи (рис. 10.20), в результате чего возникает сжимающее усилие

N = k(Qгр /2 f , где k = 1,25…1, 5 – коэффициент запаса сжи-

мающего усилия; f - коэффициент трения между грузом и колодками захвата, принимаемый при колодках из стали по следующим рекомендациям табл. 10.3.

190

Рассмотрим действие всех сил на груз и захват. Так как захватсимметричный, то достаточно рассмотреть действие сил на одну половину захвата. Из уравнения моментов сил относительно точки А (рис.10.21)

Это уравнение справедливо при выбранных для данной конструкции захвата значениях размеров а, Ь, с, d при установленном угле a и при данном значении коэффициента трения f между грузом и колодкой клещей захвата.

Рис. 10.21. Рычажный захват

На рис. 10.22, а показан эксцентриковый захват для транспортирования стальных листов в вертикальном положении. Захват подвешивается к крюку крана. В начале подъема эксцентрик, касающийся листа в точке А, увлекается силой трения и прижимает лист к упору рамки захвата.

Рис. 10.22. Эксцентриковые захваты

191