1.2.2. Блоки

Для належного спрямування гнучких тягових органів застосовують жолобчасті блоки (рис. 1.6).

Профіль блока Рис. 1.6

Виготовляють їх, в основному, литтям із сірого чавуну СЧ15 і сталі 25Л. Блоки великих діаметрів виконують зварної конструкції з сталі. Блоки бувають нерухомі (рис. 1.7, а) та рухомі (рис. 1.7, б; в) в залежності від рухомості осей.

Діаметр робочого блока по середній лінії навитого каната визначають з умов довговічності каната залежно від його діаметра згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.3)

де h₂ – коефіцієнт вибору діаметра блока, приймається згідно норм Держнаглядохоронпраці і залежить від групи класифікації механізму (режиму роботи).

Робочий діаметр блока по дну жолоба

.

(1.4)

Щоб запобігти защемленню канатів у жолобі блоків і для збільшення довговічності каната радіус жолоба блока вибирають більшим, ніж радіус каната

.

(1.5)

Висоту жолоба блока приймають

.

(1.6)

Нерухомі та рухомі блоки а) б) в) а – нерухомі; б, в – рухомі Рис. 1.7

Ширину жолоба на внутрішній поверхні обода блока та повну ширину обода блока відповідно приймають

; .

(1.7)

Зовнішній діаметр блока

.

(1.8)

Діаметр зрівняльного блока по середній лінії каната

,

(1.9)

де – коефіцієнт вибору діаметра зрівняльного блока, приймається згідно норм Держнаглядохоронпраці.

Частота обертання блока

,

(1.10)

де – швидкість каната.

Покажемо зв’язок між швидкістю каната і швидкістю підйому вантажу та визначимо зусилля в канаті для різних схем підйому вантажу (рис. 1.7).

Розглянемо схему підйому вантажу (рис. 1.7, а). Із схеми видно, що:

; ,

(1.11)

де – коефіцієнт корисної дії блока.

Для схеми підйому (рис. 1.7, б) відповідно буде

; .

(1.12)

Для схеми підйому (рис. 1.7, в)

; .

(1.13)

Коефіцієнт корисної дії блока, який враховує втрати на тертя у підшипниках та від жорсткості каната: на підшипниках ковзання ; на підшипниках кочення .

1.2.3. Поліспасти

Поліспаст – це система рухомих і нерухомих (у просторі) блоків, що обгинаються гнучким органом (канатом або ланцюгом), призначена для виграшу в силі (силові поліспасти) або швидкості (швидкісні поліспасти).

У підйомних механізмах застосовують, в основному, силові поліспасти для зменшення зусилля у вітках каната та зниження передаточного числа редуктора. Швидкісні поліспасти використовуються обмежено – в тихохідних гідравлічних та пневматичних механізмах.

Силові та швидкісні залежності різних типів поліспастів можна простежити на відповідних простих поліспастах (рис. 1.7).

Поліспасти поділяють на одинарні та здвоєні залежно від числа канатів, які намотуються на барабан.

В одинарних поліспастах (рис. 1.8, а) верхні блоки нерухомі в просторі, нижні – рухомі (переміщуються разом з вантажем).

Недоліком одинарних поліспастів є те, що разом з підніманням вантажу відбувається його переміщення також по горизонталі, внаслідок чого реакції опор барабана змінюються і зменшується точність установлення вантажу.

Здвоєні поліспасти (рис. 1.8, б) забезпечують точне вертикальне переміщення вантажу і однакові реакції в опорах барабана. Здвоєний поліспаст складається з двох однакових поліспастів із зрівняльним блоком. На барабан (з правою і лівою різьбою) намотуються дві вітки каната поліспаста. Зрівняльний блок призначається для вирівнювання довжин правої і лівої віток каната поліспаста. Розміщується він по осі симетрії здвоєного поліспаста.

Характеристикою поліспаста є його кратність або передаточне число

; ,

(1.14)

де – число несучих віток поліспаста;

a – число віток поліспаста, що йдуть на барабан ( – для простих поліспастів; – для здвоєних).

Схеми поліспастів а) б) а – одинарні; б – звдвоєні Рис. 1.8

Визначимо найбільше зусилля в канаті . При підніманні вантажу, внаслідок втрат у блоках та від жорсткості каната, натяги у вітках розподіляються нерівномірно (рис. 1.8, а)

; ; ...

(1.15)

Рівняння рівноваги системи

.

(1.16)

Після визначення суми геометричної прогресії дістанемо формулу для визначення натягу вітки каната

.

(1.17)

Загальний ККД поліспаста знаходять як відношення корисної роботи при підніманні вантажу до затраченої роботи. Якщо блоки встановлені на підшипниках кочення, то і залежить від кратності .

Кратність поліспаста треба вибирати в залежності від вантажопідйомності крана. Чим більша кратність поліспаста, тим менші діаметри каната, блоків і барабана, менші передаточне число редуктора, маса і габаритні розміри, але при цьому збільшується довжина каната, барабана і число блоків.

На основі техніко-економічних розрахунків і практичного досвіду встановлено межі оптимальних значень кратності поліспастів залежно від вантажопідйомності крана. Для кранів загального призначення ця залежність наведена в табл. 1.2.

Таблиця 1.2

Кратність поліспаста в залежності від вантажопідйомності крана

	5	10...15	20...30	40...50	75...125
	2	2...3	3...4	4...5	5...6