1.7. Деталі та вузли вантажопідйомних машин

1.7.1.Гнучкі підйомні органи

До гнучких підйомних органів належать канати і ланцюги.

Канат – це гнучкий виріб з дроту, рослинних або синтетичних волокон.

Основний тип гнучких органів, які застосовуються в підйомних машинах – це сталеві дротяні канати. Виготовляють канати з високоміцного сталевого дроту діаметром з . Існує багато різних конструкцій сталевих канатів (рис. 1.4), які застосовують залежно від умов експлуатації.

На канатних машинах спочатку дріт звивається в сталку, а сталки навколо осереддя – в канат. Канати виготовляють трьох сортів: В (вищий), І та ІІ.

Дослідженнями доведено, що працездатність канатів значною мірою залежить від конструкції осереддя. Осереддя в канаті правлять за опору для сталок, надають канату гнучкості, а також утримують в ньому мастило. У канатах застосовують в основному осереддя з рослинних волокон – коноплі, а також з синтетичних волокон – нейлон, капрон та металоорганічні.

Класифікують канати за такими ознаками:

За типом сукання:

• ТК – з точковим контактом окремих дротів між шарами при різнобічному суканні;

• ЛК – з лінійним контактом дротів суміжних шарів по всій довжині при однобічному суканні;

• ТЛК – точково-лінійним контактом, де два шари дроту сукані в один бік, а третій – в протилежний;

За кількістю сталок: одно-, три-, п’яти-, шести-, семи-, восьми- і вісімнадцятисталкові.

Конструкції канатів
а)	б)	в)
		г)
а – із дроту однакового діаметру; б – із дроту різного діаметру; в – паралельного звивання; г – хрестового звивання Рис. 1.4

Найпоширеніші в підйомних машинах шестисталкові канати хрестового сукання з числом дротів 222 і 336.

Переваги канатів: висока міцність; невелика погонна маса; велика гнучкість; можливість працювати на високих швидкостях; безшумність роботи; достатні довговічність і надійність; властивість зменшувати динамічні навантаження на механізм внаслідок пружності.

Ступінь спрацювання каната визначається числом обірваних дротів на довжині одного кроку. Установлено граничні норми обірваних дротів залежно від конструкції каната (5...14%).

Розрахунок канатів зводиться до визначення розривного зусилля, за яким вибирають тип і розміри каната з основними його параметрами, згідно стандартів.

Розрахункове розривне зусилля в канаті визначається згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.10)

де – робоче зусилля в канаті (біля барабана) поліспастової системи (натяг однієї вітки каната);

– мінімально допустимий коефіцієнт використання каната (мінімальний коефіцієнт запасу міцності каната), який вибирається в залежності від групи класифікації механізмів (режимів роботи) згідно норм Держнаглядохоронпраці.

Натяг однієї вітки каната поліспаста при підніманні номінального вантажу:

,

(1.11)

де – сила тяжіння номінальної маси вантажу, Н;

– кратність поліспаста;

– коефіцієнт корисної дії поліспастової системи;

– коефіцієнт, що враховує тип поліспаста (число ланок, що йдуть на барабан), – для простих поліспастів, – для здвоєних.

1.7.2. Блоки

Для належного спрямування гнучких тягових органів застосовують жолобчасті блоки (рис. 1.5).

Профіль блока Рис. 1.5

Виготовляють їх, в основному, литтям із сірого чавуну СЧ15 і сталі 25Л. Блоки великих діаметрів виконують зварної конструкції з сталі. Блоки бувають нерухомі (рис. 1.6, а) та рухомі (рис. 1.6, б; в) в залежності від рухомості осей.

Діаметр робочого блока по середній лінії навитого каната визначають з умов довговічності каната залежно від його діаметра згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.12)

де h₂ – коефіцієнт вибору діаметра блока, приймається згідно норм Держнаглядохоронпраці і залежить від групи класифікації механізму (режиму роботи).

Робочий діаметр блока по дну жолоба

.

(1.13)

Щоб запобігти защемленню канатів у жолобі блоків і для збільшення довговічності каната радіус жолоба блока вибирають більшим, ніж радіус каната

.

(1.14)

Висоту жолоба блока приймають

.

(1.15)

Нерухомі та рухомі блоки а) б) в) а – нерухомі; б, в – рухомі Рис. 1.6

Ширину жолоба на внутрішній поверхні обода блока та повну ширину обода блока відповідно приймають

; .

(1.16)

Зовнішній діаметр блока

.

(1.17)

Діаметр зрівняльного блока по середній лінії каната

,

(1.18)

де – коефіцієнт вибору діаметра зрівняльного блока, приймається згідно норм Держнаглядохоронпраці.

Частота обертання блока

,

(1.19)

де – швидкість каната.

Покажемо зв’язок між швидкістю каната і швидкістю підйому вантажу та визначимо зусилля в канаті для різних схем підйому вантажу (рис. 1.6).

Розглянемо схему підйому вантажу (рис. 1.6, а). Із схеми видно, що:

; ,

(1.20)

де – коефіцієнт корисної дії блока.

Для схеми підйому (рис. 1.6, б) відповідно буде

; .

(1.21)

Для схеми підйому (рис. 1.6, в)

; .

(1.22)

Коефіцієнт корисної дії блока, який враховує втрати на тертя у підшипниках та від жорсткості каната: на підшипниках ковзання ; на підшипниках кочення .