1.1 Вибір поліспаста

У переважній більшості механізмів підіймання застосовують поліспас-ти для виграшу в силі. Найчастіше використовують одинарні поліспасти (m = 1), а здвоєні (m = 2) – у механізмах підіймання мостових і козлових кранів та деяких електроталів.

Збільшення кратності поліспаста i_п дозволяє зменшити діаметри й металоємність канату, блоків та барабана, а також потрібне передаточне число редуктора, але збільшує необхідну довжину канату та барабана, а також кількість блоків. Кратність поліспаста i_п попередньо обирають за вантажопідіймальністю Q. Під час вибору можна користуватись рекомендаціями табл.1.1 [2].

Таблиця 1.1 - Рекомендації по вибору кратності поліспаста

Кількість поліспастівв	Рекомендована кратність поліспаста iп при вантажопідіймальності , т 2...10 10...20 20...30 30...50
	2…10 10…20 20…30 30…50
1	2 або 3	3 або 4	5 або 6	Від 6 до 8
2	2	2 або 3	3 або 4	4 або 5

Можливі схеми поліспастів з кратністю i_п=2÷4 наведено на рис.1.1.

Кількість відхиляючих блоків z залежить від конструктивних особливостей механізму, що проектується.

Рисунок 1.1 - Схеми поліспастів

1.2 Розрахунок та вибір каната

Канат вибирають за потрібним розривним зусиллям Р_кп, яке повинне бути більшим, ніж фактичне розривне зусилля каната в цілому Р_к:

Р_к  Р_кп= S_max  K_k , (1.1)

де S_max – найбільший розрахунковий натяг гілки каната, зазначений в паспорті крана або машини (максимальне зусилля у канаті), кН:

(1.2)

де G_в – вага вантажу

G_в= Q·g (1.3)

(без урахування ваги підвіски, яка не перевершує 3 – 5% ваги вантажу; g = 9,81 м/с² – прискорення вільного падіння);

_п – коефіцієнт корисної дії (ККД) поліспаста з урахуванням системи відхиляючих блоків. ККД поліспаста залежить від _б – ККД блоків, значення яких наведені в [6]. Якщо прийняти блоки на підшипниках кочення з консистентним мастилом, то в умовах нормальних температур з урахуванням жорсткості каната _б = 0,97. При таких блоках ККД поліспаста з системою відхиляючих блоків можна оцінити за допомогою табл.1.2, в якій z кількість відхиляючих блоків. Згідно з вибраною схемою запасування каната (рис.1.1): при m = 1 z = 2; при m = 2 z = 0.

Таблиця 1.2 – ККД поліспаста із системою відхиляючих блоків при

_б = 0,97

iп	2	3	4	5	6
z=0 п z=1 z=2 z=3	0,99 0,96 0,93 0,90	0,97 0,94 0,91 0,88	0,96 0,93 0,90 0,87	0,94 0,91 0,89 0,86	0,93 0,90 0,87 0,85

ККД поліспаста можна розрахувати за формулою:

.

K_k – мінімальний коефіцієнт використання (запасу міцності) каната, який залежить від типу вантажопідіймальної машини та групи класифікації (режиму роботи) механізму або крана і визначається за таблицями 1.3 і 1.4:

Таблиця 1.3 - Мінімальні коефіцієнти використання (запасу міцності)

канатів К_к

Група класифікації механізму підіймання за ИСО 4301/1	Рухомі канати	Нерухомі канати
	Kk
М1	3,15	2,5
М2	3,35	2,5
М3	3,55	3,0
М4	4,00	3,5
М5	4,50	4,0
М6	5,60	4,5
М7	7,10	5,0
М8	9,00	5,0

Таблиця 1.4 - Мінімальні коефіцієнти К_к використання канатів

для стрілових самохідних кранів

Група класифікації крана за ИСО 4301/2*	Рухомі канати
	підіймання вантажу		підіймання стріли
	Група класифікації механізму	Кк	Група класифікації механізму	Кк
А1	М3	3,55	М2	3,55
А2	М4	4,00	М3
А3	М5	4,50	М3
* - Для автомобільних кранів вантажопідіймальністю до 16 т включно приймається група класифікації А3

Розрахувавши потрібне розривне зусилля Р_кп, діаметр каната d_к вибирають із таблиць стандартів (ГОСТ 2688-80, 3066-80, 3067-88, 3068-88, 3069-80, 3071-88, 3077-80, 7669-80 і т.д.) таким чином, щоб Р_к  Р_кп. Як приклад, у табл. 1.5 наведено розривні зусилля для каната типу ЛК - РО конструкції 636(1+7+7/7+14)+1о.с. Більш докладна інформація про конструкцію канатів і рекомендації щодо вибору маркірувальної групи канату за тимчасовим опором розриву наведені в [2].

Бажано, щоб діаметр вибраного каната не перевищував 18÷22мм. Зменшити його можна збільшенням кратності поліспаста.

Таблиця 1.5 - Розривні зусилля каната типу ЛК – РО (ГОСТ 7668-80)

конструкції 636(1+7+7/7+14)+1о.с.

Діаметр кана-та, dК , мм	Маркірувальна група за тимчасовим опором розриву, МПа
		1600	1700	1800	2000
		розривне зусилля каната в цілому, Рк кН
6,3		-	-	22,6	24,4
6,7		-	-	25,7	27,6
7,4		-	-	29,1	31,55
8,1		-	-	37,05	39,85
9,7		49,85	53	56,1	60,3
11,5		66,75	70,95	75,1	80,7
13,5		90,65	96,3	101,5	109
15		104,5	111,5	116,5	128
16,5		135,5	144	150	165
18		161,5	171,5	175,5	190,5
20		197,5	210	215	233,5
22		237,5	252,5	258,5	280,5
23,5		277	294	304	338
25,5		324	344	352	383
27		364,5	387,5	396,5	430,5
29		417,5	444	454,5	493,5
31		475	505	517	561,5

Приклад. Якщо прийняти за табл.1.1 i_п=3, z=2 відповідно до схеми 2 на рис.1.1, то за табл.1.2 при ККД блока _б =0,97 ККД поліспаста _п =0,91. За (1.3) вага вантажу G_в=10·9,8≈100 кН, за (1.2) найбільший розрахунковий натяг гілки каната (максимальне зусилля у канаті) S_max=100/(1·3·0,91)= =36,6 кН. При групі класифікації (режиму роботи) механізму підіймання М4 й рухомих канатах за табл. 1.4 приймаємо мінімальний коефіцієнт викорис-тання (запасу міцності) каната K_k=4. За (1.1) потрібне розривне зусилля Р_кп= 36,6·4 = 146,5кН. За табл.1.5 вибираємо канат типу ЛК -РО конструкції 636(1+7+7/7+14)+1о.с. діаметром d_к=18 мм, у якого при 1600 МПа Р_к=161,5 кН Р_кп= 146,5 кН. Умовне позначення вибраного каната: канат 18-Г-Н-1600 ГОСТ 7668-80 (18 – діаметр каната ,мм; Г - вантажний (рос. “грузовой”); Н – такий, що не розкручується; 1600 - маркірувальна група за тимчасовим опором розриву дротів, МПа).

3. Вибір гака

Гаки вибирають за вантажопідіймальністю (ковані й штамповані – згідно ГОСТ 2105, пластинчасті – згідно ГОСТ 6619) з урахуванням групи класифікації (режиму роботи) механізму підіймання. Розміри кованих гаків наведені у табл.1.6. Виконуючи індивідуальні завдання треба навести ескіз гака з розмірами (рис.1.2). Гаки з видовженим хвостовиком типу Б використовують у вкорочених підвісках мостових і козлових кранів, а також деяких електроталів, в інших випадках – гаки типу А.

Таблиця 1.6 - Параметри гаків

Номер Заго-товки гака	Вантажопідій-мальність у тонах для ре- жимів роботи		Розміри гака, мм (позначення – на рис.1.2)
	до М6	до М8	L для типу А	L для типу Б	l	s	D	d	h
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
11	3,2	2,5	180	300	50	45	60	M 32	55
12	4,0	3,2	195	375	55	50	65	M 36	65
13	5,0	4,0	254	410	60	55	75	M 42	75
14	6,3	5,0	280	475	70	65	85	M 48	82
15	8,0	6,3	310	520	75	75	95	M 52	90
16	10,0	8,0	340	580	80	85	110	M 56	100
17	12,5	10,0	415	600	90	90	120	M 64	115
18	16,0	12,5	440	630	95	100	130	Трап 7010	130
19	20,0	16,0	480	660	100	115	150	Трап 8010	150
20	25,0	20,0	535	730	115	130	170	Трап 9012	164
21	32,0	25,0	580	800	130	145	190	Трап 10012	184
22	40,0	32,0	675	960	140	160	210	Трап 11012	205
23	50,0	40,0	730	1050	150	180	240	Трап 12016	240
24	63,0	50,0	820	1100	175	205	270	Трап 10012	260

Приклад. За табл.1.6 вибираємо заготовку гака №16, яка забезпечує Q=10 т при режимі роботи механізму до М6. Розміри бажано проставляти безпосередньо на ескізі гака (рис.1.2).

Під час проектування механізмів підіймання технологічного устаткування підприємств будматеріалів (бетоноукладачів, кантувальників та ін.) замість гака для приєднання каната до робочого органа (вантажної площадки, рами, бункера) використовується коуш із затискачами або інші способи, передбачені в пункті 4.7.3 [1].

3. Вибір блоків, розрахунок барабана