4.5. Определение допускаемой нагрузки

Под допускаемой нагрузкой понимают то максимальное усилие, которое может, быть приложено к канату в процессе эксплуатации без опасности его обрыва.

Характерной эксплуатационной особенностью канатов являются тот факт, что при нагружении каната отдельные его элементы (пряди, проволоки) из-за слабой связи между собой сопротивляются нагрузке неодинаково. Поэтому одна часть проволок и прядей в какай-то момент времени часто оказывается недогруженной, а

другая часть – перегруженной. Последнее обстоятельство может привести к значительной деформации проволок, а нередко к их обрыву. Однако , как правило, обрыв нескольких проволок хотя и снижает несущую способность каната, к его полному обрыву еще не подходит. (Обрыв каната может произойти, если число оборванных проволок превысит критическое число обрыва. См. раздел «Браковка канатов»). Это обеспечивается тем, что разрывное усилие каната в целом в несколько раз больше эксплуатационной нагрузки. Чтобы обеспечить выполнение этого условия на практике, предварительно делается прочностной расчет канатов, в котором при известных условиях работы определяется либо допускаемая на канат нагрузка S, либо по фактически действующим наибольшим нагрузкам определяется коэффициент запаса прочности К и сравнивается с допускаемым для определенных условий эксплуатации.

Основная формула прочностного расчета канатов

P_ц / S ≥ K

где P_ц – разрывное усилие каната в целом, Н, принимаемое по сертификату качества или данным ГОСТа;

S - наибольше натяжение каната (допускаемая нагрузка), Н;

К – коэффициент запаса прочности, принимаемый по табл. 2.

61

Используя образец данного каната, его сертификат качестка и соответствующий ГОСТ, определить допускаемую нагрузку на этот канат, считая, что он эксплуатируется в условиях, указанных в табл.2.

Вариант условий эксплуатации принять из табл.2 согласно номеру в групповом журнале.

Таблица 2

Условия эксплуатации канатов и допускаемый для них коэффициент запаса прочности

Номер варианта	Назначение каната	Привод машины и режим работы механизмов	Коэффици- ент запаса прочности К
1	2	3	4
1.22 2.23 3.24 4.25 5.26 6.27 7.28	Грузовые и стреловые подъемных кранов Растяжка стрелы Грейферный: а) у грейферов с раздельным двухмоторным приводом б) у грейферов с одномоторным приводом	Ручной Машинный легкий (Л) Средний (С) Тяжелый(Т) и весь- ма тяжелый (ВТ) - с с	4.0 5.0 5.5 6.0 3.5 6.0 50

62

секундомером. Сравнить вычисленную, паспортную и экспериментальные величины и сделать выводы о степени соответствия.

2. используя плакаты, слайды с изображением червячной тали и натурный образец, изучить устройство и принцип работы ручной червячной тали с кошкой; зная, что средняя скорость движения руки рабочего на тяговой цепи по нормам не должна превосходить Ư₃ = 0.6 м/с, вычислить расчетную скорость подъема груза, м/мин, по формуле

Ư_гр = Ư₃ D₇/ (D₂ u_1-7i) ,

где D₇, D₂ – диаметры соответственно грузовой 7 и тяговой 2 звездочек (см.рис.2);

u_1-7 – передаточное число червячной передачи;

i - кратность цепного полиспаста (определяется осмотром).

Расчетный диаметр грузовой звездочки, м,

D₇ = t /( sin180°/z₇ ),

где t – шаг грузовой цепи 3, м (определить измерением);

z₇- число зубьев звездочки 7 (определить подсчетом с натуры).

Расчетный диаметр тяговой звездочки, м,

D₂ ≈ l /( sin90°/z₂ ),

где l – внутренняя длина звена тяговой цепи 3 (определить измерением);

z₂ – число зубьев тяговой звездочки 2 (определить подсчетом с натуры).

Передаточное число червячной передачи

u_1-7 = z₇/ z₁,

где z₇, z₁ – соответственно число зубьев червячного колеса и число заходов червяка 1 (определяется подсчетом с натуры). Сравнить полученные значения скоростей подъема груза электротельфером и

75

работающим с талью рабочим. Величина этого момента сил трения в U/η раз меньше, чем тот тормозной момент, который удерживает груз в поднятом состоянии (здесь U – передаточное число червячной пары, η – ее КПД). Таким образом, грузоупорный тормоз рассматриваемого типа требует при опускании груза дополнительного усилия от работающего. Однако это вполне окупается надежностью работы и малыми габаритами тормоза.

Ходовая тележка (кнопка), к траверсе которой подвешена червячная таль, по устройству аналогична ходовой тележке электротельфера. Однако использование ручного привода с малыми скоростями движения тяговой цепи механизма передвижения позволило отказаться от специального редуктора: роль редуктора выполняет открытая зубчатая передача от центральной ведущей шестерни 2 к двум ведомым колесам: переднему 1 и заднему 3 (по ходу тали). На валу шестерни посажена тяговая звездочка 4, которую охватывает бесконечная тяговая сварная цепь 5 из звеньев овальной формы.

Как и в случае электротельфера, тележка рассчитана на передвижение по двутавровой балке с помощью ходовых колес 6 и 7.

Порядок выполнения работы.

1. Используя плакат с изображением электротельфера и натуральный образец, имеющийся в лаборатории, изучить устройство и принцип работы электротельфера ТЭО,5В3-П; определить визуально кратность полиспаста i электротельфера, измерить диаметр канатного барабана D_б и вычислить расчетную скорость подъема груза Ư_гр, м/мин, используя уравнение

Ư_гр = π D_б n_дв/(ui) .

Определить ту же скорость экспериментально на лабораторной установке, замеряя время подъема на определенную высоту

74

Продолжение табл. 2

1 8.29 9.30 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

2 в) у грейферов одноканатных и моторных Оттяжка матч и опор: а) постоянно-действующих кранов б) кранов со сроком работы до 1 года Несущие канаты кабельных кранов: а) постоянно-действующих б) со сроком работы до 1 года Тяговые канаты, применяемые на кранах Канаты для кулачковых поддержек и подвески электропроводов кабельных кранов Канаты полиспастов для заякоривания несущих канатов (кабельных кранов) Канаты лебедок подъемников: а) строительных с барабаном б) грузовых с канатоведущим шкивом в) грузовых с проводником г) лифтов с канатоведущим шкивом для подъема людей Канаты, используемые при монтаже кранов Канаты для подъема и опускания стрелы в диапазоне нерабочих вылетов

3 с - - Л Л С - - Л С Л Т, ВТ - -

4 5.0 3.5 3.0 3.5 3.0 4.0 3.0 6.0 8.0 10.0 9.0 12.0 4.0 3.5

Разрывное усилие каната в целом P_ц определяется в сборнике ГОСТов «Канаты стальные» по маркировочной группе, указанной в условном обозначении данного каната, а также по диаметру каната и заносится в табл.1.

После определения P_ц выполнить проверку: найденное разрывное

63

усилие каната в целом Р_Ц е должно превышать 0.83 суммарного разрывного усилия проволок каната P_с , указанного в сертификате качества на данный канат, т.е.

P_ц ≈ 0.83 P_ц.

Это расхождение также объясняется неравномерным натяжением проволок под нагрузкой.

Допускаемая нагрузка S на данный канат определяется из формулы (2) и ее значение заносится в табл.1.