2.2 Выбор кинематической схемы механизма
Механизм подъема грузовых машин и установок состоит в основном из следующих узлов: привода, передаточного устройства, исполнительного органа, тормоза, приборов и устройств безопасности. В настоящее время разработан ряд унифицированных узлов грузоподъемных машин (барабаны, редукторы, колодочные и ленточные тормоза, средства и устройства безопасности и т.д.), которые позволяют компоновать из них механизмы, имеющие различные технические характеристики.
Примеры возможных кинематических схем механизма приведены на рисунке 2.1.
При разработке кинематической схемы необходимо решить вопрос о применении типа полиспаста. Полиспастом называют совокупность подвижных и неподвижных блоков, огибаемых гибким органом, предназначенную для выигрыша в силе (силовые полиспасты) или в скорости (скоростные полиспасты). В грузоподъемных машинах и установках наибольшее распространение нашли силовые полиспасты, которые подразделяются на одинарные и сдвоенные.
В сдвоенных полиспастах оба конца каната закрепляются на барабане, имеющем правую и левую нарезку. При подъеме или опускании груза одновременно наматываются или сматываются оба конца каната, обеспечивая равномерность нагрузки на опоры и металлоконструкцию. Они нашли широкое применение в мостовых, козловых и консольных кранах.
|
|
а) со сдвоенным полиспастом; б) с одинарным полиспастом
1 – привод; 2 – зубчатая муфта; 3 – тормоз; 4 – редуктор; 5 – упругая муфта;
6 – барабан; 7 – канат; 8 – крюковая подвеска 9 – уравнительный балансир,
10 – шкив - полумуфта.
Рисунок 2.1. Кинематические схемы механизмов подъема:
В одинарных полиспастах один конец каната закрепляют на барабане, а второй на крюковой подвеске или на неподвижной опоре. При подъеме или опускании груза канат наматывается или сматывается с барабана. При этом усилие от натяжения каната смещается вдоль оси барабана, вызывая нежелательные изменения нагрузки на опоры. Кроме того, в одинарных полиспастах не обеспечивается строго вертикальный подъем груза, имеется большое стремление к закручиванию крюковой подвески.
Основной характеристикой полиспаста является его кратность (передаточное число), которая определяется как отношение числа ветвей, на которых висит груз к числу ветвей, наматываемых на барабан:
ап=n0/nб, (2.3)
где ап – кратность полиспаста, n0 – число ветвей каната, на которых висит груз; nб – число ветвей каната, наматываемых на барабан.
Так как в начале проектирования трудно сразу установить параметры полиспаста, то при выборе его кратности ап можно пользоваться рекомендуемыми значениями кратности в зависимости от грузоподъемности, приведенными в таблице 2.3.
При больших грузоподъемностях (свыше 50 т) кратность сдвоенных полиспастов в соответствии с рекомендациями [6] можно принимать равной:
при 80 и 200 т – 4; при 100 и 250 т – 5;
при 125 т – 6; при 160 и 320 т – 8.
Таблица 2.3 - Типы и кратность крановых полиспастов
Характер навивки каната на барабан |
Тип полиспаста |
Кратность полиспаста ап, при грузоподъемности, т |
||||
до 1 |
2…6 |
10…15 |
20…30 |
40…50 |
||
Непосредственно |
Сдвоенный |
2 |
2 |
2;3 |
3;4 |
4;5 |
Одинарный |
1 |
2 |
– |
– |
– |
|
Через направляющие блоки |
Одинарный |
1; 2 |
2; 3 |
3; 4 |
5; 6 |
– |
Сдвоенный |
– |
2 |
2; 3 |
– |
– |
|
Полиспаст, как и всякий механизм, имеет коэффициент полезного действия (КПД), зависящий от типа подшипников и кратности полиспаста (см. таблицу 2.4).
Таблица 2.4 - Значения КПД полиспаста ηп
Тип подшипника |
Кратность полиспаста |
|||||||
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
10 |
12 |
|
скольжения |
0,98 |
0,96 |
0,94 |
0,92 |
0,90 |
0,86 |
0,82 |
0,78 |
качения |
0,99 |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,95 |
0,93 |
0,91 |
0,89 |