Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 9 из 38)

Для повышения долговечности каната необходимо стремиться к уменьшению числа блоков и избегать перегибов в противоположных направлениях. Срок службы канатов односторонней свивки в 1,25...1,5 раза больше, чем крестовой вследствие большей длины контакта проволочек с поверхностью касания и меньшей жесткости.

На долговечность канатов влияют материал и футеровка блоков. Чугунные блоки увеличивают срок службы каната примерно в 1,3 раза по сравнению со стальными; блоки с футерованными ручьями (капроном, текстолитом, алюминием) повышают долговечность канатов примерно в 2 раза. Алюминиевую футеровку применяют при высоких температурах окружающей среды и большой запыленности.

Степень износа каната определяется числом оборванных проволочек на длине одного шага. Госгортехнадзором установлена предельная норма оборванных проволочек в зависимости от конструкции каната (5–14%). Для обнаружения внутренних повреждений каната применяют дефектограф.

Расчет канатов на прочность по нормам Госгортехнадзора сводится к определению разрывного усилия, по которому выбирают тип и размеры каната

FpKFmax , 5.29

где K – коэффициент запаса прочности каната; выбирают в зависимости от назначения машины и режима ее работы: K=5...6 для кранов, K=9 для подъемников с людьми.

Расчѐт на долговечность по отношению ^Ddк 18...30, где D – диаметр блока (барабана); d_к – диаметр каната.

Г р у з о в ы е ц е п и в подъемных механизмах применяются реже, чем канаты, по следующим причинам: большая масса; меньшая надежность; невозможность контролировать

качество цепи при работе; не допускают высоких скоростей и толчков нагрузок из-за опасности внезапного разрыва; более высокая стоимость и др.

Рисунок 5.5– Грузовые цепи По конструкции они делятся на сварные (рис. 5.5, а) и пластинчатые (рис. 5.5, б). Сварные цепи применяются в талях, подъемных механизмах малой грузоподъемности и с ручным приводом, а также для подвешивания груза к крюкам. Изготавливают сварные цепи из стали 10, СтЗЦ, Ст2 (

370...450 МПа) без примесей серы и фосфора, во избежание красно- и хладноломкости.

Способы сварки: электродуговая, кузнечная, горновая. После изготовления для снятия внутренних напряжений цепи отжигают. Сварные цепи проходят испытания на разрыв под нагрузкой, равной половине разрушающей нагрузки. При этом не должно быть остаточных деформаций.

По конструкции сварные цепи различают на короткозвенные, когда шаг цепи р=2,6d и длиннозвенные р=3,6d; по степени точности – калиброванные (отклонения составляют: по шагу ±0,03d, по ширине звена ±0,05d) и некалиброванные (±0,1d). Калиброванные короткозвенные цепи применяют в качестве приводных. Расчет

цепей затруднителен, так как каждое звено на

Рисунок. 5.6– Схема блоках или барабане испытывает сложные

подвешивания груза на стропах деформации – растяжения, изгиба в двух

плоскостях, контактные напряжения и является статически неопределимой системой. Поэтому цепи, как и канаты, выбирают по разрывному усилию (5.29) согласно ГОСТ 2319–70, принимая коэффициент запаса прочности: для машинного привода К=6...8, для ручного К=3.

Максимальное натяжение цепи F_max зависит не только от веса груза и количества ветвей, но и от угла их наклона (рис. 5.6). Чем больше угол , тем больше натяжение ветви; при 90^o F_max стремится к бесконечности.

Допустимый угол 60^o.

Расчѐт на долговечность D/d20.

Достоинства сварных цепей: большая гибкость во всех направлениях, простота конструкции, малые габариты цепного привода. Недостатки: большая масса, недостаточная надежность вследствие того, что не исключается внезапность разрывов, большая чувствительность к динамическим нагрузкам, малые допустимые скорости движения цепи (0,5...1,5 м/с), что и ограничивает их применение (меньшее значение – на звездочках, большее – на гладких барабанах).

П л а с т и н ч а т ы е ц е п и состоят из пластин, соединенных между собой валиками. Число пластин зависит от грузоподъемности и может быть равно 2...12. Применяют пластинчатые цепи в талях и подъемных механизмах с направляющими, при больших нагрузках и малой высоте подъема, где требуются небольшие габариты привода и малая вытяжка тягового органа. Их изготовляют из стали 40, 45, 50 (О_д =570…600 МПа) и испытывают, как и сварные. Выбирают цепи по разрывному усилию (5.29).

Пластинчатые цепи имеют те же недостатки, что и сварные, но более надежны в работе, так как нет сварного стыка и элементы цепи выполнены из прочной стали; они обеспечивают более плавную работу привода, чем сварные цепи.

Сравнительный анализ канатов и цепей:

по п о г о н н о й м а с с е (при одинаковой разрушающей нагрузке) сварные цепи тяжелее канатов в 7…11, пластинчатые – 9…13; по д о л г о в е ч н о с т и : для канатов ^D_dк 18...30, цепей ^Dd 20 .

Таким образом, блоки для канатов нужны больших размеров;

по н а д ѐ ж н о с т и : у канатов о разрушении судят по обрывам

отдельных проволок, а цепи рвутся внезапно;

по с к о р о с т я м д в и ж е н и я : канаты работают спокойно и бесшумно при любых скоростях, для цепей сварных 1,5м/с, пластинчатых – 0,25м/с.

Таким образом, цепи имеют преимущество перед канатами в тихоходных подъѐмных механизмах с небольшой высотой подъема, для которых особенно важна компактность и минимальный вес.

5.3. Блоки и звѐздочки.

Блоки. Для направления гибких тяговых органов применяют желобчатые блоки (рис. 5.8, а). Их изготовляют в основном литьем из серого СЧ 15 или модифицированного чугуна; стали марки 25Л (для больших нагрузок и тяжелых режимов работы). Блоки больших диаметров выполняют сварной конструкции из стали.

Диаметр блока определяют из условий долговечности каната:

диаметр блока по центру каната D ed_к ; 5.30 диаметр по дну желоба D₁ e 1d_к.

Значение коэффициента е зависит от типа машины и режимов работы механизма e 18...30 .

Диаметр уравнительного блока не влияет на долговечность канатов, поэтому принимают

D_у0,6...0,8D. 5.31

Рисунок 5.7– Канатные и цепные блоки и звѐздочки

Во избежание защемления канатов в ручьях и увеличения долговечности каната радиус желоба принимают больше радиуса каната: r0,6...0,7d_к ; высота желоба h2...2,5d_к; в блоках, установленных на конце стрелы крана, во избежание соскакивания каната с блока, высота желоба увеличена до h 5...6 d_к .

Блоки, как правило, монтируют на подшипниках качения, что способствует повышению КПД полиспаста.

Для повышения долговечности блоков и канатов практикуется футеровка желоба пластмассами, капроном и алюминием. При этом срок службы увеличивается в 2–2,5 раза.