Стальные проволочные канаты

Классификация ГПМ

По конструкции и виду выполняемых работ

1.Домкраты

Служат для подъема грузов на небольшую высоту и для передвижения и выверки конструкций при их установке.

Домкраты делятся на:

1.1 Винтовые,

- грузоподъемностью до 50 т

- высотой подъема до 0,4 м.

- не требуют специальных тормозных устройств для удержания груза. Для обеспечения самоторможения угол подъема винтовой линии принимается меньше угла трения.

1.2 Реечные,

- грузоподъемностью до 100т

- высотой подъема до 0,6 м.

Удержание груза в поднятом положении осуществляется храповым устройством.

1.3 Гидравлические

- грузоподъемностью до 750т

- высотой подъема до 0,4 м.

При необходимости, для подъема тяжелых конструкций, домкраты могут быть объединены.

1.4 Пневматические.

2.Лебёдки – представляют собой сочетание приводного барабана и тягового органа. Служат для подъёма или перемещения груза в горизонтальном и наклонном направлении. Используются как самостоятельные машины так и составной частью сложных ГПМ.

Лебёдки бывают:

2.1. с ручным приводом

2.2. с электрическим

приводом.

К лебедкам также относят: · таль - подвешенная неподвижно компактная лебедка; · тельфер - подвешенная лебедка с приводом передвижения (ручной, электрический, гидравлический или пневматический).

3. Краны–

Универсальные ГПМ.

4. Подъёмники – ГПМ для вертикального подъёма грузов (автомобиля) и людей (лифты).

4. МЕХАНИЗМЫ ГПМ

ГПМ состоит из 4-х базовых элементов:

1. Привода (ручной, от электродвигателя, от ДВС),

2. Тормозного устойства

3. Передача (зубчатая, червячная, цепная)

4. Рабочий орган

- барабан, канатный полиспаст и грузозахватное устройство

у механизма подъёма ,

- ходовое колесо у механизма передвижения

- ОПУ (опорно – поворотное устройство) у механизма поворота

Расчёт механизма подьёма (МП) следует выполнять в следующем порядке:

1. Выбор кратности полиспаста и типа подвески

2. Подбор грузонесущего органа и грузозахватного приспособления

3. Установление основных размеров барабанов и блоков

4. Подбор двигателя и редуктора.

5. Расчёт тормозного устройства.

4.1 Выбор кратности полиспаста и типа подвески

Полиспаст – система, состоящая из подвижных и неподвижных блоков, огибаемых канатом, с помощью которого можно уменьшить усилие развиваемое лебёдкой, изменить направление прилагаемого к грузу усилия, уменьшить скорость подьёма груза по сравнению со скоростью каната.

Полиспаст изобрёл Архимед. Он используется для поднятия больших тяжестей и даёт выигрыш в силе во много раз. Рассмотрим его действие. Состоит полиспаст из двух групп блоков; одна группа насаживается на общую ось и закрепляется неподвижно. А вторая группа блоков, насаженных на другую ось, может подниматься и опускаться вместе с грузом, т.е. является подвижной. Выигрыш в силе составляет 2n (n – количество блоков), т.к. блоки действуют независимо друг от друга.

Вес груза распределяется между блоками поровну (Р/n), и с добавлением каждого нового блока сила уменьшается вдвое. В результате прикладываемая сила должна быть равна F=Р/(2n). Разумеется, выигрыш в силе приводит к проигрышу в расстоянии, так что в работе не выигрываем.

Неподвижным называется такой блок, ось которого при работе остается непод­вижной. Неподвижный блок дает воз­можность изменять направления усилия для подъема груза по сравнению с направле­нием движения груза, но не дает выигрыша в силе.

Подвижным блоком называют такой, ось которого опускается или поднимается вместе с грузом. Подвижный блок дает выигрыш в силе в два раза.

Кратность полиспаста - показывает во сколько раз требуемое для подъема груза усилие меньше заданной массы груза.

Так как число ветвей полиспаста, на которое распределяется масса поднимаемого груза, численно равно кратности полиспаста, можно рекомендо­вать следующий простой способ ее опре­деления. Если полиспаст мысленно рассечь плоскостью, пересекающей все ветви каната, который огибает блоки, то кратность полиспаста численно будет равна числу пересеченных плоскостью кана­тов. Чем больше кратность полиспаста i_п, тем меньше усилие Р, которое необходимо развить лебедкой для подъема заданного груза Q, и тем больше скорость наматыва­емого на барабан каната V_ккоторая обес­печивает заданную скорость подъема гру­за V_гр.

В зависимости от назначения полиспасты делятся на:

1. прямые, для

выигрыша в силе

2. обратные, для

выигрыша в скорости.

Применяются 2 типа подвески для барабанов:

1.Одинарные. В такихполиспастах один конец каната закреплён на барабане, а второй конец закрепляется при чётной кратности (рис. а) на неподвижном элементе конструкции, а при нечет­ной кратности (рис. б) — на крюковой обойме. При наматывании или сматывании каната с барабана, если отсутствуют обводные блоки, т. е. канат с блока крюковой обоймы непосредственно переходит на барабан, происходит перемещение груза не только по вертикали, но и по горизонтали.

2. Сдвоенные. Такие полиспасты (рис., а—в), состоят из двух оди­нарных полиспастов. В этом случае на барабане закрепляют оба конца каната. Для обеспечения нормального положения крюковой подвески при неравномерной вытяжке ветвей каната обоих поли­спастов применяют установку балансира или, что чаще, уравни­тельного блока С (рис.а). При установке уравнительного блока можно использовать целый канат без дополнительных креп­лений на балансирах. Однако осмотр и контроль состояния каната на этом блоке вследствие малого угла поворота затруднительны. Поэтому в кранах с тяжелым и весьма тяжелым режимом работы предпочтительно применять уравнительные балансиры А (рис. в).

Суммарное КПД полиспаста

КПД блока установленного на ПК;

КПД блока установленного на ПС;

i_п - кратность полиспаста;

t - число направляющих блоков.

Следует, однако, отметить, что с увеличением числа блоков уменьшается КПД полиспаста: например, если КПД одного блока 95%, то КПД полиспаста из четырёх блоков – 91%, а из десяти блоков – 78%.

4.2. Подбор грузонесущего органа (канаты и цепи) и грузозахватного приспособления

Грузовые канаты и цепи подбираются из стандартов по разрушающей нагрузке

F_расч=F_max n < F_разр

F_max – максимальная нагрузка на канате (цепи);

n – запас прочности;

F_разр – разрушающая нагрузка каната или цепи ( приводится в соответствующих стандартах на канаты и цепи).

F_max=Q∕ i_п η_п

Q - грузоподъемность

Коэффициент запаса прочности n для канатов и цепей
	Назначение каната, цепи
Грузовые и стреловые	Для подъёма людей	Для подъёма жидкого металла, ядов и взрывчатых веществ
Привод ГПМ	Ручной	Машиный	Любой	Машинной
Группа режима работы		1,		5,	Любая	Любая
n			5,5

Стальные проволочные канаты.

Они изготавливаются из стальной светлой или стальной оцинкованной проволоки диаметром от 0,2 до 2...3 мм. с расчетным пределом прочности при растяжении 2600 МПа (в среднем - 1600...2000 Мпа).

Классификация канатов

Ø по роду свивки:

1.- одинарной свивки (спиральные). Такие канаты обладают большой жесткостью, поэтому используются как растяжки, ванты или несущие канаты для кабельных или мостокабельных кранов. С блоками и барабанами работать не могут;

2.- двойной свивки. Эти канаты используются для работы с барабанами и блоками;

Ø по поверхности контакта
1. с точечным контактом TK;
2. c линейным контактом ЛК (срок службы на 30...100% выше)
а) с одинаковыми по диаметру проволоками в слое,
б) с разными по диаметру проволоками в слое,
в) с одинаковыми в слое, но разными по слоям диаметрами проволок,
г) с заполняющими пространство между слоями проволоками меньшего диаметра;
3. с точечным и линейным контактом ТЛК;

Ø по виду свивки:

1. обыкновенные;

2. раскручивающиеся (раскручиваются при снятии крепления);
3. нераскручивающиеся (из предварительно свернутых проволок);
4. некрутящиеся (закрутка прядей в разные стороны);

Ø по направлению свивки прядей
1. правого направления (слева - вверх - направо);
2. левого направления (справа - вверх - налево);

Ø по направлению свивки проволок в пряди
1. односторонней или параллельной свивки (стремятся к раскручиванию, нельзя подвешивать груз на одной ветви);
2. крестовой свивки (срок службы на 25...50% больше, применяются при многослойной навивке на барабан);
3. комбинированной свивки.

ЦЕПИ.

4.2.3 грузозахватнЫЕ приспособления

Наиболее широко применяемыми универсальными грузозахватными приспособлениями являются грузовые крюки и петли, к ко­торым груз прикрепляется с помощью канатных или цепных строп. Форма крюков выбрана такой, чтобы обес­печить их минимальные размеры и массу при достаточной проч­ности, одинаковой во всех сечениях.

4.3 Установление основных размеров барабанов и блоков

По характеру навивки каната барабаны для ГПМ подразделяются на:

1. Барабаны с однослойной навивкой

(Меньший износ, выполняются

нарезными)

2. Барабаны с многослойной навивкой

(в канате возникают большие контактные напряжения)

По форме рабочей поверхности различаются: · гладкие барабаны (здесь ещё необходимо предусмотреть реборды выше слоя каната на два его диметра) · барабаны с винтовой канавкой (канавка способствует правильной укладке каната, а при его сматывании с барабана - увеличивает трение, что обеспечивает угол сбега каната с барабана до 6o против 2o на гладких барабанах).

Толщину стенки барабана предварительно устанавливают по формуле:

(для стальных барабанов) δ=0,01Dб + 3 мм [ n ]Т =2

(для чугунных барабанов) δ=0,02Dб + 6 мм [ n ]В =5

Оболочка барабана, при габаритных отношениях L∕D_б≤3, проверяется только на сжатие σ_сж=F_max∕δt ≤ [σ_сж]=σ_В(Т)∕[n]_В(Т)

t=d_к+(2...3) мм - шаг нарезки

R=0,54 d_к - радиус канавки

D_б = d_к е - кинематический диаметр барабана и блоков

d_к– диаметр каната

е=12...30 – нормированный коэфф., зависящий от типа ГПМ и режима работы

Наименьшие допускаемые значения коэффициента е