5.5.4. Выбор крюковой подвески

Крюковая подвеска выбирается с таким расчетом, чтобы она соответствовала принятой схеме и кратности полиспаста, грузоподъемности и режиму работы механизма. Учитывается также и диаметр уже выбранного студентом каната.

Нормальная крюковая подвеска (рис.5.9) состоит из двух щёк, канатных блоков 2, число которых изменяется в зависимости от грузоподъемности от одного до восьми, траверсы 3, в которой при помощи гайки 4 удерживается крюк 5, и оси 6 блоков. Варианты нормальных крюковых подвесок даны в прил. 2, где указаны все основные параметры подвесок: грузоподъемность, группа режима работы, диаметр каната и расстояние между наружными блоками. Ряд сведений содержит и стандартное обозначение типоразмера подвески. Например, подвеска 4-16-500 (прил. 2) состоит их четырех канатных блоков (первая цифра в обозначении), каждый из которых имеет диаметр 500 мм (последняя группа цифр) и рассчитана на подъем груза массой 16 т (вторая группа цифр).

Подбирая типоразмер крюковой подвески, необходимо выполнить три условия:

- грузоподъемность крюковой подвески не должна быть меньше заданной

Puc.5.9. Крюковая подвеска

массы поднимаемого груза;

- число подвижных блоков, обозначенных на схеме полиспаста (см.5.5.2), должно быть равным числу блоков, вмонтированных в принятую для этого механизма крюковую подвеску;

- наконец, следует обеспечить соответствие групп режимов работы подвески и механизма.

5.5.5. Определение основных размеров грузового барабана

Канатные барабаны служат для навивки каната и преобразования крутящего момента на валу в тяговое усилие каната, а вращательного движения вала в поступательное движение перемещаемого груза. Барабаны имеют цилиндрическую форму и изготавливаются литыми из чугуна марок СЧ15, СЧ18, СЧ24 для легких и средних режимов работы или из стали марок 35Л, 55Л для тяжелых режимов работы. Причем стальные барабаны могут быть как литыми, так и сварными.

По назначению различают барабаны для многослойной навивки каната и однослойной. Многослойные барабаны применяют в компактных конструкциях или при значительной длине навиваемого каната. Благодаря навивке в несколько слоев удается существенно уменьшить габаритные размеры барабана. Конструктивные особенности таких барабанов - гладкая, как правило, не нарезная поверхность и бортовые выступы (реборды), препятствующие сходу каната с барабана.

Барабаны для однослойной навивки (рис. 5.10), применяются в сочетании со сдвоенными полиспастами, но с обязательной винтовой нарезкой поверхности. Так как на барабан от сдвоенного полиспаста навиваются одновременно две ветви каната, то и на его поверхности устраиваются два нарезных участка с направлением нарезки от периферии к центру. Нарезные канавки упорядочивают укладку витков каната, увеличивают площадь контакта каната с барабаном, устраняют трение между соседними витками и таким образом уменьшают износ каната. Канавки нарезаются с шагом t=1,1dк, глубиной h=0,3 dк и радиусом донышка R=0,54dк. Расчет канатного барабана начинают с определения его гео­метрических размеров.

Рис.5.10. Канатный барабан 1 - обечайка барабана, 2 - нарезные участки 3 - ступицы, 4 - зубчатая муфта, 5 - опора вала.

Минимальный диаметр барабана D_б допускаемый правилами Росгортехнадзора, подсчитывают по формуле:

,

d_к- диаметр каната;

ω- коэффициент, расчётная величина которого зависит от типа подъёмного устройства, привода механизма и режима его работы (табл. 5.4).

Получив значение Д_б , , его следует увеличить до ближайшего значения стандартного ряда (разд. 3).

Таблица 5.4

Тип грузоподъёмных машин	Привод механизма	Режим работы механизма (группа режима)	Коэффи-циент ω
Все типы, за исклю- чением стреловых кранов, электроталей и лебёдок	Ручной Машинный	Лёгкий (1М) Лёгкий (2М,3М) Средний (4М) Тяжёлый(5М) Весьма тяжёлый(6М)	18 20 25 30 35
Стреловые краны	Ручной Машинный	Лёгкий (1М) Лёгкий (2М,3М) Средний (4М) Тяжёлый(5М) Весьма тяжёлый(6М)	16 16 18 20 25
Электрические тали Лебёдки для подъёма Грузов	Машинный Ручной Машинный	- - -	16 12 20
Лебёдки для подъёма людей	Ручной Машинный	- -	16 25

Однако, иногда в расчетах приходится еще более увеличивать диаметр барабана, чем достигается уменьшение его длины. И опасаться этого не следует, так как увеличение Д₆ продлит срок службы каната.

Следующим этапом в расчете барабана является определение его длины. Согласно расчетной схеме (рис. 5.11) длина барабана равна

,

где l_н- длина одного нарезного участка

l₀- длина гладкого среднего участка

l_К – длина концевого участка

,

где t- шаг нарезки;

Z_Р – число рабочих витков каната, навиваемых на один нарезной участок;

Z_непр=1,5 – число неприкосновенных витков, которые непременно должны оставаться на барабане после опускания груза на основание и тем самым разгружать узел крепления каната к барабану;

Z_кр=3-4 – число витков, используемых для крепления конца каната к барабану;

,

где l_Р - рабочая длина каната, навиваемая на один нарезной участок l_Р= Нα

Н – заданная высота подъёма груза;

α – кратность полиспаста.

, когда

или , когда

Расчёт по этой формуле выполняют только в случаях, когда полиспаст имеет больше трёх подвижных блоков. Если же их число меньше, то величину не рассчитывают, а принимают равной мм, чтобы не допустить перехлёста смежных ветвей каната.

В формулах:

В- расстояние между наружными блоками крюковой подвески (прил. 2)

h_min- расстояние между осью барабана и осью блоков крюковой подвески в её крайнем верхнем положении (рис. 5.11) приближенно можно принимать h_min;

- максимальный угол отклонения от вертикали каната в крайнем верхнем положении крюковой подвески. Предельный допускаемый угол отклонения для нарезных барабанов и для гладких барабанов .

Длина гладкого концевого участка, необходимого для закрепления обечайки барабана в станке при нарезании канавок приблизительно равна

Длину барабана с многослойной навивкой каната рассчитывают по другой методике. Если поверхность такого барабана не имеет нарезной канавки, то при наличии канатоукладчика витки каната укладываются

вплотную в каждом из n навиваемых слоёв.

Рис.5.11. Расчетная схема нарезного барабана

Тогда

где - расстояние между внутренними поверхностями реборд, равное

,

- число слоёв навивки,

- толщина реборды барабана.

Значения d_к, Н, Д_б в расчётных формулах следует подставлять в метрах.

Расчётные значения диаметра и длины барабана определены правильно, если выполнено условие

Когда условие не выполнено могут возникнуть проблемы с компоновкой механизма, а при>3 возрастут изгибные напряжения в обечайке барабана что так же не желательно. В последнем варианте целесообразно дополнительно увеличитьи повторить расчёты.