СПТМ / 4_полиспасты

4

4. ПОЛИСПАСТЫ

Полиспастом называется устройство, представляющее собой систему блоков и тросов, предназначенное для выигрыша в силе либо в скорости. В грузоподъемных механизмах применяются силовые полиспасты для уменьшения усилия в тросе и снижения передаточного числа редуктора.

В морской практике полиспасты, которые применяются для подъема груза, стрелы и другого оборудования, называются талями. К ним относятся грузовые тали, тали топенанта, топрик-тали, шлюп-тали, тали оттяжки и др.

Ходовой конец полиспаста (тали), который навивается на барабан, называется лопарем.

Основным параметром полиспаста является его кратность u (передаточное отношение) кратностью полиспаста называется отношение числа ветвей троса, которые сбегают c подвижных блоков к числу лопарей.

Трос, предназначенный для подъема и опускания груза, называется шкентелем. Трос, предназначенный для удержания стрелы и изменения ее вылета, называется топенантом.

Кратность грузового полиспаста представляет собой отношение числа ветвей троса, на которых висит груз, к числу лопарей

, (4.1)

где – число ветвей троса, на который висит груз;

– число лопарей.

По числу лопарей полиспасты подразделяются на одинарные (рис.4.1 а)) (=1) и сдвоенные (рис.4.1 б)) (=2).

Рис.4.1. Одинарный полиспаст кратностью u_г=2

Рис.4.2. Сдвоенный полиспаст кратностью u_г=2

Определим к.п.д. полиспаста на примере одинарного полиспаста, изображенного на рис. 4.2, имеющего кратность u_г. В неподвижном полиспасте сила натяжения во всех одинакова

, (4.2)

где F_Q – сила веса груза, Н.

u_г – кратность грузового полиспаста.

Если полиспаст начинает поднимать груз, то силы натяжения в его ветвях распределяется неравномерно. Это обусловлено потерями к.п.д. в блоках и от жесткости троса. Усилия распределены таким образом:

, , , …., ,

где  – к.п.д., учитывающий потери на трение в блоке и от жесткости каната.

Система сил находится в равновесии

. (4.3)

Здесь в скобках указана сумма геометрической прогрессии

, с учетом этого выражение (4.3) приведется к виду . Откуда получим формулу для определения тягового усилия в лопаре троса

(4.4)

К.п.д. полиспаста представляет собой отношение полезной работы

Рис.4.3. Распределение усилий в ветвях полиспаста

при подъеме груза весом F_Q на высоту h к затраченной работе

. (4.5)

Между скоростью подъема (опускания) груза V_под и скоростью выбирания (травления) лопаря шкентеля V_л.ш. существует зависимость

(4.6)

Недостатком одинарных полиспастов является то, при подъеме груза он также перемещается горизонтально. Это затрудняет точную остановку груза и вызывает неравномерные реакции в опорах барабана.

Сдвоенный полиспаст обеспечивает строго вертикальный подъем груза, реакции в опорах распределены равномерно. В судовых стреловых кранах в основном используют одинарные полиспасты, что связано с уменьшением числа блоков и упрощением конструкции механизма. Тали с увеличенными размерами блоков, числом шкивов и толщиной лопарей называются гинями. Гини имеют как минимум два трехшкивных блока. Многошкивный блок гиней показан на рис 4.4.

Рис.4.4. Блок гиней