12.2.3. Блоки, звездочки и барабаны.

Блоки служат для плавного перегиба и изменения направления движения тягового органа. Блоки для каната (рис. 12.7, а) изготавливают из стали литьем, сваркой или штамповкой.

а) б)

Рис. 12.7

Звездочки для сварных цепей (рис. 12.7, б) имеют на своем ободе специальные гнезда для звеньев калиброванной цепи; звездочки для пластинчатых цепей представляют собой как бы зубчатые колеса.

В большинстве случаев в подъемных машинах применяют нарезные барабаны для однослойной навивки каната; барабаны для многослойной навивки (гладкие и нарезные) используют только при очень большой длине каната. Барабаны выполняют литыми или сварными, последние на 35…40 % легче литых.

В процессе работы в стенках барабана возникают напряжения от совместного действия изгибающего М и крутящего Т моментов (рис. 12.8).

При длине барабана L<3D₂ наиболее опасной деформацией является сжатие стенок. При выводе расчетной формулы на сжатие барабан рассматривают как пустотелый цилиндр, на поверхность которого действует равномерно распределенное давление от навитого каната, т.е. расчет стенки барабана сводят к частному случаю задачи Лямэ

Рис. 12.8

Из данной формулы, приняв D-≈D из-за <<D, определяют требуемое значение толщины стенки барабана

(F₁ – натяжение набегающей на барабан ветви каната).

Лекция 13

Тема 12. Грузоподъемные устройства

12.3 Приводы грузоподъемных устройств

Для осуществления движений грузоподъемных машин и их механизмов применяют машинный и реже ручной привод. В качестве машинного привода используют двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели.

А. Двигатель внутреннего сгорания - универсальный вид силового оборудования для передвижных подъемно-транспортных машин. Его преимущества: независимость от внешнего источника питания; постоянная готовность к работе;

высокий КПД; возможность регулирования скорости механизма;

относительно небольшие габариты и масса. Однако эти двигатели непригодны при работе с частыми пусками и сложны в обслу­живании.

Крутящий момент двигателей внутреннего сгорания срав­нительно постоянен, мало зависит от изменения частоты враще­ния, поэтому двигатель для подъемного механизма подбирают по режиму наибольшей загрузки, что соответствует периоду пуска.

Б. В грузоподъемных машинах преимущественно исполь­зуют электрический привод, отличающийся экономичностью, безопасностью в работе, легкостью управления, небольшими га­баритами двигателей, постоянной готовностью их к работе и возможностью регулирования скорости.

а) б) в)

Рис. 12.9

Электродвигатели подъемных машин должны удовлетво­рять следующим требованиям:

1) отсутствие перегрева изоляции обмоток двигателя в про­цессе длительной эксплуатации;

2) возможность пуска под нагрузкой и разгона механизма до установившейся скорости в заданный промежуток време­ни;

3) возможность нормальной работы в условиях кратковре­менных перегрузок, свойственных конкретному механиз­му.

Различают три режима нагрева электродвигателей:

- продолжительный (рис. 12.9, а), при котором рабочий период t_p так велик, что двигатель за этот период нагревается до устано­вившейся температуры Т_уст, при которой наступает тепловое рав­новесие и при мощности, развиваемой двигателем, Р_ф равной его номинальной (паспортной) мощности Р_ном Т_уст = [Т], где [Т] -температура, допускаемая теплостойкостью изоляции двигателя. В продолжительном режиме работают транспортирующие маши­ны общего назначения;

- кратковременный (рис. 12.9, б), при котором электродвигатель за время t_p работы не нагревается до установившейся температу­ры, а за время t_o паузы - охлаждается до температуры окружаю­щей среды. В этом режиме работают редко включаемые меха­низмы;

- повторно-кратковременный (рис. 12.9, в), при котором рабочие периоды длительностью t_p регулярно чередуются паузами дли­тельностью t₀. Длительность рабочего цикла Нагрев изоляции двигателя здесь меньше, чем в продолжитель­ном режиме (пунктирная линия), при одной и той же мощности.

Интенсивность использования двигателя в повторно-кратковременном режиме характеризуется относительной про­должительностью включения

Подъемные машины работают в основном в повторно-кратковременном режиме. В этом случае для нескольких номи­нальных значений ПВ_ном (15, 25, 40 и 60 %) приведены соответст­вующие значения номинальных мощностей Р_ном двигателей. При большой продолжительности включения режим работы считается продолжительным (ПВ = 100 %).

Двигатель подбирают по мощности, указанной в каталоге,

( ПВ_ф - продолжительность включения, заданная графиком рабо­ты) и проверяют на возможность пуска под нагрузкой и разгон в заданный промежуток времени.

В подъемно-транспортных машинах в большинстве слу­чаев применяют асинхронные двигатели: крановые серий MTF, МТН, MTKF и МТКН, характеризующиеся повышенной нагру­зочной способностью, большими пусковыми моментами, малым временем разгона; единой серии 4А с повышенным скольжением 4АС и повышенным пусковым моментом 4АР в приводах элек­троталей, кран - балок, подъемников и механизмов передвиже­ния.

В. Ручной привод осуществляется рукоятками (рис.12.1, б), тяговыми колесами (рис.12.1.а) и трещотками (рис. 12.1,в). Допустимое усилие рабочего, прикладываемое к ру­коятке, F_p = 0,1...0,2 кН соответственно при длительной и крат­ковременной (до 5 мин) работе. Длина рукояток 300...400 мм.

Тяговые колеса применяют в тех случаях, когда приводи­мый вал расположен высоко под полом. Усилие рабочего F_p=0,2...0,4 кН в зависимости от длительности работы, диаметр колеса обычно принимают 300...600 мм.

Трещотки позволяют поднимать груз за счет качательного движения рукоятки длиной не более 1 м, усилие рабочего F_p< 0,3 кН.

Передачу энергии от двигателя к исполнительным меха­низмам осуществляют через передачи механические, гидравлические и пневматические. Два последних также носят название гид­ропривод и пневмопривод, В грузоподъемных машинах гидро­привод применяют при небольшой высоте подъема, в большин­стве случаев в стреловых самоходных кранах.