Файл: Лекция 2 Полиспасты. Классификация, кратность, кпд. Гибкие элементы. Стальные канаты. Сварные и пластинчатые цепи.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 37
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, для ручного .
Максимальное натяжение цепи зависит не только от веса груза и количества ветвей , но и от угла наклона . \
Натяжение цепи (а): , , . Чем больше угол , тем больше натяжение ветви; при . Допустимый угол , тогда (б) .
Достоинства сварных цепей: большая гибкость во всех направлениях, простота конструкции, малые габариты цепного привода. Недостатки: большая масса, недостаточная надежность, большая чувствительность к динамическим нагрузкам, малые скорости движения цепи.
Пластинчатые цепи.
Они состоят из пластин, соединенных между собой валиками. Число пластин зависит от грузоподъемности и может быть равным 2…12. Применяют в талях и подъемных механизмах, при больших нагрузках и малой высоте подъема. Их изготавливают из стали 40, 45, 50 и испытывают как сварные. Выбирают цепи по разрывному усилию.
Пластинчатые цепи имеют те же недостатки, что и сварные, но они более надежны и обеспечивают более плавную работу привода, чем сварные.
Недостатком пластинчатых цепей является то, что они могут изгибаться только в плоскости, перпендикулярной осям шарниров, значительная масса и стоимость по сравнению со сварными, а также большой износ шарниров цепей.
III. Блоки.
Для направления гибких тяговых органов применяют желобчатые блоки (а). Блоком называется механизм в виде колоса с желобом по окружности, через который перекинут гибкий канат.
Б локи делятся на ведущие и направляющие. Ведущие блоки служат для передачи крутящего момента с одного вала на другой, направляющие блоки применяют для изменения направления цепей и канатов при подъеме и опускании грузов. Их изготавливают из серого или модифицированного чугуна СЧ 15-32, стали марки 25Л. Блоки больших диаметров выполняют сварной конструкции из стали.
Диаметр блока определяют из условий долговечности в зависимости от диаметра каната, типа механизма и группы режима работы: - диаметр блока по центру каната, - диаметр по дну желоба, - диаметр уравнительного блока не влияет на долговечность каната. Значение «е» зависит от типа машины и группы режима работы механизма (е=16…35), для лифтов е=41…46. Для увеличения долговечности каната радиус желоба = > радиуса каната , высота желоба . Блоки монтируют на подшипниках качения, что повышает КПД полиспаста. Частота вращения подвижного блока полиспаста - , где - скорость подъема, м/с; - кратность полиспаста. Для повышения долговечности блоков и канатов практикуется футеровка желоба пластмассами, капроном и алюминием. При это срок службы увеличивается в 2-2,5 раза.
Звездочки.
Звездочки для сварных цепей выполняют литыми из чугуна или стали. Звенья сварной цепи ложатся на звездочки в специальные гнезда, выполненные по форме звена. Поэтому звездочка представляет собой многогранник, длина грани которого равна длине звена цепи. Она захватывает набегающую цепь, звенья которой ложатся в углубления и создают силу натяжения.
Для получения компактного цепного привода с минимальными габаритами и массой, наименьшее количество гнезд на звездочке
.
Диаметр звездочки: , где - шаг цепи, - диаметр прутка, из которого сварена цепь, z – количество гнезд на звездочке.
Звездочки пластинчатых цепей изготавливают из стали ковкой, прокаткой и литьем. Они представляют собой зубчатые колеса, зубья которых захватывают цепь и создают крутящий момент. , где z – число зубьев звездочки. Для уменьшения габаритов привода принимают .
Канатные барабаны.
Типы барабанов:
1. с наре6зной и гладкой поверхностями;
2. обычной конструкции;
3. цилиндрические, конические, криволинейной формы.
В
большинстве ГПМ применяют барабаны с винтовыми канавками для наматывания каната в один слой. Назначение канавок –уменьшить напряжение смятия, устранить трение между соседними витками, уменьшить износ и повысить долговечность каната. Многослойная навивка каната позволяет сократить длину барабана, но при этом увеличивается износ каната и скорость навивки становится переменной. Поэтому барабаны с такой навивкой имеют ограниченное применение. По способу изготовления барабаны бывают: литые из чугуна (СЧ 15-32) или стали (сталь 25Л); сварные из стали или толстостенных труб с нарезными канавками и сварно-литые.
профили канавок на барабан.
В нарезных барабанах с обоих концов предусмотрены реборды, барабаны для сдвоенных полиспастов выполняют без реборд.
Барабаны имеют цилиндрическую форму, но когда требуется уменьшения натяжения наматываемого каната, применяют барабаны конической или другой формы, которая обеспечивает постоянство крутящего момента привода. В тяговых лебедках применяют фрикционные барабаны.
Диаметры барабана по оси каната и по дну канавок принимают такие же значения, как и для блоков
.
Профили и размеры канавок на барабане выбирают из условий обеспечения долговечной и надежной работы каната. Радиус канавки , где - диаметр каната. - шаг винтовой линии: , глубина канавок для обычных барабанов .
Длина нарезной части барабана, характеризуется канатоемкостью, зависит от длины наматываемого каната, определяемого высотой подъема груза h? диаметром барабана D и числом ветвей полиспаста m. Число витков барабана при одинарном полиспасте: ; где - высота подъема груза; - число ветвей каната; - средний диаметр барабана; - число запасных витков, ; - число витков для крепления каната.
Длина барабана: .
Длина барабана при сдвоенных полиспастах: ,
где - длина средней части барабана. , где - расстояние между осями крайних блоков крюковой подвески; - расстояние между осями барабана и блоков подвески в крайнем верхнем положении.
Длина каната при многослойной навивки на барабан (канатоемкость барабана): (1),
где - число витков в слое; - диаметр барабана первого слоя; - диаметр по второму слою.
При слоев каната на барабане будет: .
Подставив значения в формулу (1), получим:
В фрикционных барабанах тяговых лебедок канат не наматывается, а несколько постоянных витков, перекатываясь создают тяговое усилие от сил трения, зависящих от угла обхвата барабана канатом. Необходимое число витков определяется из условий создания требуемой силы тяги при небольшом усилии рабочего.
Соотношение натяжений набегающего и сбегающего ветвей каната определяют по формуле Эйлера: ,
где - минимальное число витков на барабане; - основание натурального логарифма; - коэффициент трения между барабаном и канатом.
Расчет на прочность.
Толщину стенки барабана определяют из условия сжатия, учитывая что он нагружен равномерно-распределенной нагрузкой.
Напряжение сжатия барабана: ,
где - шаг винтовой линии; - толщина стенки барабана.
При многослойной навивки каната:
Максимальное натяжение цепи зависит не только от веса груза и количества ветвей , но и от угла наклона . \
Натяжение цепи (а): , , . Чем больше угол , тем больше натяжение ветви; при . Допустимый угол , тогда (б) .
Достоинства сварных цепей: большая гибкость во всех направлениях, простота конструкции, малые габариты цепного привода. Недостатки: большая масса, недостаточная надежность, большая чувствительность к динамическим нагрузкам, малые скорости движения цепи.
Пластинчатые цепи.
Они состоят из пластин, соединенных между собой валиками. Число пластин зависит от грузоподъемности и может быть равным 2…12. Применяют в талях и подъемных механизмах, при больших нагрузках и малой высоте подъема. Их изготавливают из стали 40, 45, 50 и испытывают как сварные. Выбирают цепи по разрывному усилию.
Пластинчатые цепи имеют те же недостатки, что и сварные, но они более надежны и обеспечивают более плавную работу привода, чем сварные.
Недостатком пластинчатых цепей является то, что они могут изгибаться только в плоскости, перпендикулярной осям шарниров, значительная масса и стоимость по сравнению со сварными, а также большой износ шарниров цепей.
III. Блоки.
Для направления гибких тяговых органов применяют желобчатые блоки (а). Блоком называется механизм в виде колоса с желобом по окружности, через который перекинут гибкий канат.
Б локи делятся на ведущие и направляющие. Ведущие блоки служат для передачи крутящего момента с одного вала на другой, направляющие блоки применяют для изменения направления цепей и канатов при подъеме и опускании грузов. Их изготавливают из серого или модифицированного чугуна СЧ 15-32, стали марки 25Л. Блоки больших диаметров выполняют сварной конструкции из стали.
Диаметр блока определяют из условий долговечности в зависимости от диаметра каната, типа механизма и группы режима работы: - диаметр блока по центру каната, - диаметр по дну желоба, - диаметр уравнительного блока не влияет на долговечность каната. Значение «е» зависит от типа машины и группы режима работы механизма (е=16…35), для лифтов е=41…46. Для увеличения долговечности каната радиус желоба = > радиуса каната , высота желоба . Блоки монтируют на подшипниках качения, что повышает КПД полиспаста. Частота вращения подвижного блока полиспаста - , где - скорость подъема, м/с; - кратность полиспаста. Для повышения долговечности блоков и канатов практикуется футеровка желоба пластмассами, капроном и алюминием. При это срок службы увеличивается в 2-2,5 раза.
Звездочки.
Звездочки для сварных цепей выполняют литыми из чугуна или стали. Звенья сварной цепи ложатся на звездочки в специальные гнезда, выполненные по форме звена. Поэтому звездочка представляет собой многогранник, длина грани которого равна длине звена цепи. Она захватывает набегающую цепь, звенья которой ложатся в углубления и создают силу натяжения.
Для получения компактного цепного привода с минимальными габаритами и массой, наименьшее количество гнезд на звездочке
.
Диаметр звездочки: , где - шаг цепи, - диаметр прутка, из которого сварена цепь, z – количество гнезд на звездочке.
Звездочки пластинчатых цепей изготавливают из стали ковкой, прокаткой и литьем. Они представляют собой зубчатые колеса, зубья которых захватывают цепь и создают крутящий момент. , где z – число зубьев звездочки. Для уменьшения габаритов привода принимают .
Канатные барабаны.
Типы барабанов:
1. с наре6зной и гладкой поверхностями;
2. обычной конструкции;
3. цилиндрические, конические, криволинейной формы.
В
большинстве ГПМ применяют барабаны с винтовыми канавками для наматывания каната в один слой. Назначение канавок –уменьшить напряжение смятия, устранить трение между соседними витками, уменьшить износ и повысить долговечность каната. Многослойная навивка каната позволяет сократить длину барабана, но при этом увеличивается износ каната и скорость навивки становится переменной. Поэтому барабаны с такой навивкой имеют ограниченное применение. По способу изготовления барабаны бывают: литые из чугуна (СЧ 15-32) или стали (сталь 25Л); сварные из стали или толстостенных труб с нарезными канавками и сварно-литые.
профили канавок на барабан.
В нарезных барабанах с обоих концов предусмотрены реборды, барабаны для сдвоенных полиспастов выполняют без реборд.
Барабаны имеют цилиндрическую форму, но когда требуется уменьшения натяжения наматываемого каната, применяют барабаны конической или другой формы, которая обеспечивает постоянство крутящего момента привода. В тяговых лебедках применяют фрикционные барабаны.
Диаметры барабана по оси каната и по дну канавок принимают такие же значения, как и для блоков
.
Профили и размеры канавок на барабане выбирают из условий обеспечения долговечной и надежной работы каната. Радиус канавки , где - диаметр каната. - шаг винтовой линии: , глубина канавок для обычных барабанов .
Длина нарезной части барабана, характеризуется канатоемкостью, зависит от длины наматываемого каната, определяемого высотой подъема груза h? диаметром барабана D и числом ветвей полиспаста m. Число витков барабана при одинарном полиспасте: ; где - высота подъема груза; - число ветвей каната; - средний диаметр барабана; - число запасных витков, ; - число витков для крепления каната.
Длина барабана: .
Длина барабана при сдвоенных полиспастах: ,
где - длина средней части барабана. , где - расстояние между осями крайних блоков крюковой подвески; - расстояние между осями барабана и блоков подвески в крайнем верхнем положении.
Длина каната при многослойной навивки на барабан (канатоемкость барабана): (1),
где - число витков в слое; - диаметр барабана первого слоя; - диаметр по второму слою.
При слоев каната на барабане будет: .
Подставив значения в формулу (1), получим:
В фрикционных барабанах тяговых лебедок канат не наматывается, а несколько постоянных витков, перекатываясь создают тяговое усилие от сил трения, зависящих от угла обхвата барабана канатом. Необходимое число витков определяется из условий создания требуемой силы тяги при небольшом усилии рабочего.
Соотношение натяжений набегающего и сбегающего ветвей каната определяют по формуле Эйлера: ,
где - минимальное число витков на барабане; - основание натурального логарифма; - коэффициент трения между барабаном и канатом.
Расчет на прочность.
Толщину стенки барабана определяют из условия сжатия, учитывая что он нагружен равномерно-распределенной нагрузкой.
Напряжение сжатия барабана: ,
где - шаг винтовой линии; - толщина стенки барабана.
При многослойной навивки каната: