Механизм подъема и его расчет (стр. 2 из 6)
Канаты воспринимают растягивающие нагрузки при движении и неподвижном состоянии кабины, в нормальных эксплуатационных и аварийных режимах.
От надежности работы системы подвески подвижных частей кабины зависит жизнь пассажиров. Поэтому к стальным канатам и тяговым цепям подъемников предъявляются повышенные требования прочности и долговечности. Эти требования нашли отражения в ПУБЭЛ Госгортехнадзора [1].
Канаты, поступающие на монтаж лифтового оборудования должны иметь документ (сертификат), характеризующий их качество и оформленный в полном соответствии с требованиями государственных стандартов. Аналогичные требования предъявляются к тяговым цепям.
Параллельно работающие канаты подвески кабин (противовесов) должны иметь одинаковые диаметры, структурные и прочностные характеристики.
Не допускается сращивание тяговых канатов механизмов подъема и ограничителей скорости.
Номинальный диаметр тяговых канатов подъемников для перевозки людей должен быть не менее 8 мм, а в ограничителях скорости и подъемниках не рассчитанных на транспортировку людей, – не менее 6мм.
Число параллельных ветвей канатов подвески кабины (противовеса) должно быть не менее указанных в таблице 4 ПУБЭЛ [1].
В подъемниках применяются только канаты двойной свивки, которые свиваются из прядей проволок относительно центрального сердечника, в виде пенькового каната, пропитанного канатной смазкой.
Обычно стальной канат состоит из 6 прядей и сердечника.
Условия работы канатов в подъемниках с КВШ отличаются наличием изгибающих, растягивающих, скручивающих и сдвигающих нагрузок, поэтому очень важно иметь большую поверхность касания проволочек в отдельных слоях. Этому требованию в наибольшей степени отвечают канаты типа ЛК с линейчатым касанием между проволоками.
В зависимости от структуры поперечного сечения прядей различают канаты ЛК-О – при одинаковых диаметрах проволок по слоям навивки, ЛК-Р с различным диаметром проволок.
Канаты с точечным касанием проволок имеют обозначение ТК.
В обозначении конструкции каната учитывается характер касания проволок, количество прядей и число проволок в каждой пряди: ЛК-О 6x19 или ТК 6x37.
При использовании канатов важно обеспечить не только достаточную их прочность, но и надежное соединение с элементами конструкции подъемника.
Стальные канаты должны рассчитываться на статическое разрывное усилие
Р=>
, (1.4)где Р – разрывное усилие каната, принимаемое по таблицам ГОСТ или результатам испытания каната на разрыв, кН; К – коэффициент запаса принимаемый по таблице 6 ПУБЭЛ в зависимости от типа канатоведущего органа, назначения и скорости кабины [1]; S – расчетное статическое натяжение ветви каната, кН.
Величина расчетного натяжения ветви канатной подвески должна определяться по следующим зависимостям: для канатов подвески кабины.
(1.5)для канатов подвески противовеса
(1.6)где Q – грузоподъемность кабины, кН; QК – масса кабины, кН; QП – масса противовеса, кН; QТК– масса тяговых канатов от точки схода с КВШ до подвески, кН; QН – масса натяжного устройства уравновешивающих канатов, кН; m – число параллельных ветвей канатов; Uп – кратность полиспаста; где DK = 0,08 м – диаметр катков; RP = 0,2 коэффициент – сопротивления передвижению от трения ребер о направляющие; f = 0,02 коэффициент трения качения ходовых колес о направляющие; μ = 0,01 коэффициент трения в цапфах катка; r = 0,025 радиус цапф;
рис.3. Расчетная схема строительного подъемника
Масса тяговых канатов определяется по формуле
(1.7)где
– приближенное значение массы 1 метра тягового каната, кг/м (принимается 0,4-0,5 кг/м), 
м.
Минимальное число канатов регламентируется данными таблицы 5 ПУБЭЛ в зависимости от типа подъемника и вида канатоведущего органа лебедки [1].
При грузоподъемности 500 – 1000 кг – от 4 до 6 канатов.
Неуравновешенная часть тяговых канатов при скорости кабины не более 1,4 м/с уравновешивается овальнозвенчатыми цепями, которые не требуют установки натяжного устройства. В этом случае, в формуле (1.6) принимается значение Qн=0.
Р = 8,88 х 12 = 106,6 кН.
По полученному статическому разрывному усилию выбираем типоразмер каната. ЛК-Р 1764 ГОСТ 2688-80:
Sраз = 108кН; dК = 14мм; qТК = 0,728кг/м.
В пассажирских подъемниках применяется прямая подвеска.
По расчетному значению разрывной нагрузки Р и таблицам ГОСТ определяется необходимый диаметр каната, так, чтобы табличное значение разрывной нагрузки было равно или больше расчетной величины.
После выбора типа и определения диаметра каната производится проверка фактической величины коэффициента запаса прочности каната подвески кабины или противовеса.
,(1.8)где РТ – табличное значение разрывной нагрузки выбранного каната, кН, Qтк = m * qткф* (3-4м) – фактическое значение массы каната от точки схода с КВШ до подвески кабины (противовеса).кг;
– фактическоезначение массы 1 метра тягового каната выбранного каната, кг/м. 
Правильному выбору каната должно соответствовать условие
(1.9)12,15 ≥ 12.
Если условие прочности (1.9) не выполняется, следует выбрать канат с большим значением удельной прочности или увеличить число параллельных ветвей.
Надежность и долговечность канатов подъемника определяются не только его прочностными характеристиками.
Для обеспечения долговечности каната важно обеспечить минимальное число их перегибов на отклоняющих блоках и допустимое по ПУБЭЛ соотношение между диаметром каната и огибаемого канатом цилиндрического тела (КВШ, отклоняющий блок). В связи с этим, диаметр КВШ и отклоняющих блоков следует определять с учетом условия долговечности
, (1.10)где D, d – диаметр огибаемого цилиндрического тела и каната, соответственно, м.; Е – коэффициент допустимого соотношения диаметров регламентируемый данными таблицы 3 и 4 ПУБЭЛ в пределах от 30 до 45 для тяговых канатов и от 18 до 35 для канатов вспомогательных устройств [1].
D = 14х 40 = 560 мм.
1.3 Расчет канатоведущего шкива
В конструкции механизмов подъема подъемников с канатной подвеской кабины (противовеса) канатоведущие шкивы используются для преобразования вращательного движения выходного вала механизма привода в поступательное перемещение кабины (противовеса).
В зависимости от кинематической схемы подъемника применяются также отклоняющие блоки.
Применение КВШ в подъемниковых лебедках позволяет существенно повысить безопасность пассажиров, практически исключая опасность обрыва канатов, так как кабина может быть подвешена на нескольких параллельных ветвях канатов, а высота переподъема ограничивается проскальзыванием канатов из-за посадки противовеса на буфер.
Независимость параметров лебедки с КВШ от высоты подъема открывает широкие возможности унификации лебедок с соответствующими технико-экономическими преимуществами.
Внешняя нагрузка КВШ, определяемая разностью натяжения канатов подвески кабины и противовеса, уравновешивается действием сил сцепления канатов с ободом. Эти силы зависят от угла обхвата шкива канатами и формы профиля поперечного сечения канавок [10. стр.36].
Для обеспечения работы КВШ без проскальзывания канатов применяются канавки специального профиля (рис. 4).
Канатоведущие шкивы и отклоняющие блоки изготавливаются из чугунного или стального литья. Отливка в зоне обода должна иметь достаточно высокую твердость и однородную структуру.
Расстояние между канавками обода КВШ зависит от диаметра каната
, (1.11)Ширина обода КВШ определяется числом параллельных ветвей канатов
, (1.12)где t, d – шаг канавок и диаметр каната, мм; m - число параллельных ветвей канатов; z – число обхватов канатами КВШ.
Рис.4. Профиль поперечного сечения канавки обода КВШ клиновая с подрезом, δ – угол подреза (угол клина)
мм 
ммДиаметр КВШ определяется в зависимости от кинематической схемы подъемника и условия долговечности.
После выбора редуктора лебедки производится уточнение диаметра барабана (КВШ) по кинематическому условию, гарантирующему обеспечение номинальной скорости движения кабины с погрешностью не превышающей 15%.