5.2. Блоки

По конструкции блоки подразделяют на блоки для канатов, сварных и пластинчатых пеней. В последнем случае блоки называют звездочками. В подъемном механизме (рис. 3) блоки применяют как для изменения направлении гибкого органа (отклоняющие и направляющие блоки), так и в качестве деталей по­лиспаста, который вводится с целью уменьшить натяжение в канате.

Блоки (рис. 5.4) бывают неподвижные, подвижные и уравнительные. Конструкции подвижных и неподвижных блоков одинаковы.

Рисунок 5.4. Ручьи блоков:

а – профиль ручья; б, в – ручьи, футерованные пластмассой; г – ручей, футерованный алюминием.

Конструкция блоков должна обеспечивать спокойное набегание на них тягового органа (цепи или каната). Кроме того, профиль ручья блоков должен иметь достаточную глубину, чтобы исключалось выпадение тягового органа из ручья. В целях предохранения от сильного износа, перегибания канатов и цепей, а следовательно, для обе­спечения большего срока служ­бы (долговечности) тягового органа рекомендуются следую­щие минимально допустимые диаметры блоков:

для пеньковых канатов - D_бл ≥ 10d_k ;

для стальных проволочных канатов - D_бл ≥ (16÷30)10d_k; для сварных цепей D_бл ≥ 20d_k

где D_бл — номинальный диаметр блока по оси гибкого органа;

d_k — диаметр каната.

Профиль ручья блока для проволочных канатов и размеры ручья нормализованы. Блоки, устанавливаемые на конце стре­лы или хобота, имеют глубину ручья не менее 5÷6 d_k.

При огибании блока гибким канатом сечение каната деформирует­ся, расширяясь в направлении оси блока. Чтобы избежать заклинива­ния каната в ручье блока, ручей изготовляют с увеличенной шириной (немного больше диаметра каната).

Рисунок 5.5. Схема подъемного механизма:

1 – направляющий блок; 2 – грузовой канат; 3 – блок подвески; 4 – подъемный барабан

Кроме указанного, боковые поверхности ручья канатного блока изготовляют с разводом на угол ≈45⁰. Это вызывается тем, что на­бегающая и сбегающая ветви каната располагаются не всегда в сред­ней плоскости блока, а могут иметь отклонения oт нее. Развод ручья блока уменьшает перегибание каната и износ проволок.

Блоки для сварных цепей имеют специальные гнезда, выполненные по окружности блока в соответствии с шагом цепи. В эти гнезда укла­дывается цепь.

Диск обода блоков диаметром до 600 мм делается сплошным, а при больших диаметрах—со спицами и количестве 4—6 штук. Блоки больших диаметров можно изготовлять литыми или сварными. Для литых блоков, предназначенных для кранов с тяжелым режимом ра­боты, в качестве материала рекомендуется стальное литье марок 25Л1 и 35Л по ГОСТ 977—65. Для кранов, работающих в легком и среднем режимах, блоки изготовляют чугунными марок СЧ12-28, СЧ15-32 по ГОСТ 1412—70 или СЧ28-48 по ГОСТ 1412—70. Неболь­шие блоки диаметром до 350 мм можно изготовлять штамповкой из стали марки Ст. 3. Рабочая поверхность ручья блоков и ступицы под­вергается механической обработке.

Блоки для сварных цепей по окружности имеют гнезда, выполнен­ные в соответствии с шагом цепи. В эти гнезда укладываются звенья цепи. По назначению блоки различают направляющие, урав­нительные и приводные.

Направляющие блоки служат для изменения направления движения каната. Уравнительные блоки применяют в сдвоенных полиспастах для выравнивания натяжений каната в обоих одинарных полиспастах. Приводные блоки используют вме­сто барабанов в подъемных лебедках лифтов и в приводных уст­ройствах канатных дорог, где для навивки каната большой длины потребовались бы барабаны значительных размеров.

Блоки (чугунные или стальные) выполняют литыми, иногда сварными. Диаметр направляющих канатных блоков и барабанов:

D_б = d_k(k_б – 1)

где k_б —коэффициент, учитывающий отношение диаметра блока к диаметру каната.

Для механического привода крановых механизмов коэффициент k_б равен при режиме работы механизма: легком —20, среднем — 25, тяжелом — 30, весьма тяжелой — 35.

Диаметр уравнительного блока принимают равным 0,8D_б на­правляющего блока. Диаметр приводных блоков:

D_б =(60÷100)d_k

При огибании блока канат вначале изгибается и принимает фор­му блока, укладываясь в его ручей, а при сбегании с блока выпрям­ляется (см. рис. 5.4). Сопротивление каната изгибу и выпрямлению называют его жесткостью. При движении каната блок вращается и на его оси возникает сила трения качения или скольжения в зависимости от типа подшипника. Для преодоления сопротивления жесткости каната и трения на оси блока необходимо, чтобы в сбегающей ветви усилие было больше, чем в набегающей, на значение сопротивления от жесткости каната и трения на оси блока Wбл. За одинаковое время канат с усилием в набегающей Sн и сбегающей Sсб ветвях пройдет равный путь, поэтому к.п.д. блока:

η_бл= S_н/ S_cб,= S_н/(S_н+ W_бл)

Так как на к.п.д. блока наиболее существенное влияние оказывают потери в опорах блока, зависящие от конструкции и состояния опор, то при практических расчетах с достаточной степенью точности, вследствие относительно малого влияния на к.п.д. других факторов, к.п.д. каждого блока принимают независимым от диаметра и конструкции каната, от размеров блока, от угла обхвата его канатом и от того, является блок подвижным или неподвижным по следующим рекомендациям: опоры блока на подшипниках скольжения η = 0,95 – 0,96; опоры блока на подшипниках качения η = 0,97 – 0,98. Меньшие значения принимают для блоков, работающих при повышенной температуре или в условиях запыленной или загазованной среды. Тогда натяжение ветви тягового органа, набегающей на блок, равно натяжению сбегающей ветви, умноженной на к.п.д. блока, т.е.

При обегании канатом неподвижного блока скорости движения набегающей и сбегающей ветви равны между собой. Если же набегающая ветвь каната со скоростью v₁ набегает на блок, ось которого перемещается со скоростью v₀, то скорость сбегающей ветви каната будет равна v₁+2 v₀, т.е. при прохождении каната через подвижный блок скорость сбегающей ветви каната равна скорости набегающей ветви плюс две скорости центра блока.