Вибір блоків, розрахунок барабана

Призначення та особливості конструкції

Блок призначений для зміни напрямку руху каната, канатний барабан– для перетворення обертальногоруху на поступальний рух каната (або ланцюга). Зрівняльний блок застосовується під час використання здвоєного поліспаста для вирівнювання зусилля в канатах.

Блоки оснащуються пристроєм, що виключає вихід каната з
рівчака блока. Проміжок між зазначеним пристроєм і ребордою блока не повинен перевищувати 20 % від діаметра каната.

Барабани вантажопідіймальних кранів і машин під одношарову
навивку каната повинні мати нарізані по гвинтовій лінії канавки, наявність яких підвищує довговічність каната.

У грейферних кранах з одношаровою навивкою каната на барабан і в спеціальних кранах, під час роботи яких можливі ривки та послаблення каната, бараба­ни повинні мати канавку глибиною не менш ніж 0,5 діаметра каната або спо­ряджатися пристроєм, що забезпечує проектне укладання каната на бара­бані або контроль положення на барабані (канатоукладачем).

Застосування гладкого барабана допускається в тих випадках, коли з конструктивних причин необхідна багатошарова навивка каната на бара­бан, а також у разі навивки на барабан ланцюга. Багатошарова навивка застосовується при великій довжині каната (висоті підіймання), оскільки при одношаровій навивці потрібна довжина барабана стає надмірною.

Реборди барабана для багатошарової навивки мають підійматися над верхнім шаром навитого каната не менше ніж на два його діаметри. Проектне укладання кожного шару каната на барабан має бути забез­печене канатоукладачем.

Канатоємкість барабана має бути такою, щоб при нижчому
можливому положенні вантажозахоплювального органу на барабані зали­шалися навитими не менше ніж півтора витки каната або ланцюга, не вра­ховуючи витків, що знаходяться під затискним пристроєм.

Розрахунок потрібного діаметра блоків та барабана

Діаметр блока та барабана визначається,насамперед, за діаметром каната. Нарощування діаметра збільшує вагу, вартість і трудомісткість ремонту і в той же час підвищує довговічність каната.

Мінімальні діаметри барабанів, робочих і зрівняльних блоків, що обгинаються сталевими канатами, визначаються за формулами [1]:

D₁ ≥ (К_б1-1) · d_к ; D₂ ≥ (К_б2-1) · d_к ; D₃ ≥ (К_б3-1) · d_к , (1.4)

де D₁, D₂, D₃ – діаметри, відповідно, барабана, робочого та зрівняльного блока по дну гвинтової канавки (у барабана) або рівчака (у блоків), мм; К_б1, К_б2, К_б3 – коефіцієнти вибору діаметрів барабана, робочого і зрівняльного блоків, що залежать від групи класифікації механізму підіймання та конструктивних особливостей механізму. Значення – слід вибирати згідно з табл. 1.7.

Допускається зміна коефіцієнтів К_б, але не більше, ніж на два кроки за групою класифікації в більший або менший бік, з відповідною компенсацією ве­личиною К_к за таблицею 1.3 або 1.4 на те ж число кроків у менший або більший бік.

Таблиця 1.7 - Коефіцієнти вибору діаметрів барабана (D₁), блока (D₂),

зрівняльного блока (D₃)

Приклад. Для групи класифікації механізму підіймання М4 за табл.1.7 К_б1=16; К_б2=18, К_б3=14. За (1.4) діаметри барабана та блоків:

D₁ ≥ (16-1) · 18=270 мм; D₂ ≥ (18-1) · 18=306 мм. Зрівняльних блоків при одинарному поліспасті немає, D₃ треба визначати тільки при m=2.

Вибір блоків

Блок вибирають із стандартного ряду так, щоб D₂ £ D_бл.ф . Для вибору можна використати табл.1.8, де наведено розміри стальних блоків відповідно до ОСТ 24.191.05, а також дані щодо розмірів чавунних блоків у довідковій літературі [2,3 та ін.]. Під час виконання індивідуального завдання всі блоки поліспастної системи (рухомі й нерухомі) можна вибирати однаковими. Під час виконання курсового проекту по ПТМ доцільно вибирати крюкові підвіски з рухомими блоками згідно дод. 1 [3], а компонування та розміри верхніх нерухомих блоків механізмів підіймання кранів –згідно дод. 3 [3].

Приклад. За табл 1.8 за D₂ =306 мм та d_к=18 мм вибираємо блок діаметром по дну рівчака D_бл.ф =324 мм і зовнішнім діаметром D_{бл з}=380 мм. Вибрані з табл.1.8 розміри бажано проставляти безпосередньо на ескізі блока (рис.1.3).

Таблиця 1.8 - До вибору блоків

Діаметр барабана

Розраховане в розділі 1.4.2 значення D₁ треба округлити в більший бік до стандартного значення з нормального ряду і вибрати діаметр барабана D_б по дну канавки: 160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000 мм. Для подальших розрахунків у разі використання одношарового навивання доцільно визначити діаметр барабана, виміряний за середньою лінією навитого каната D_б.сер ( рис.1.4).

D_б.сер. = D_б. + d_К. (1.5)

Приклад. За D₁=270 мм вибираємо з нормального ряду діаметр барабана D_б=320 мм. За (1.5) D_б.сер. = 320_. + 18=338 мм.

Рисунок 1.4 - До визначення розмірів барабана

Рисунок 1.5 - Схема для розрахунку довжини барабана

Довжина барабана

Довжина барабана залежить, насамперед, від довжини каната, який потрібно навити, тобто від висоти підіймання й кратності поліспаста. Довжину нарізного барабана з одношаровим навиванням визначають за формулами:

– для одинарного (рис.1.5, а) поліспаста L_б = l + l_ЗАКР ;

– для здвоєного (рис.1.5, б) поліспаста L_б = 2l + 2l_ЗАКР + l₀ ,

де l_ЗАКР – довжина гладенької кінцевої ділянки, необхідної для закріплення

заготовки барабана у верстаті під час нарізання канавок, l_ЗАКР = (4¸5)×d_К;

l₀ – довжина гладенької середньої ділянки барабана, працюючого із здвоєним поліспастом (у разі використання крюкової підвіски з двома блоками можна брати l₀ = 50мм; з трьома блоками – l₀ =150мм; з чотирма – l₀ =200мм; з п’ятьма – l₀ =250мм).

l – довжина нарізної частини барабана, мм (при здвоєному поліспасті –довжина одного з двох полів нарізки). Саме ця довжина, як правило, є основною. Вона знаходиться як добуток кроку нарізки t тасумарної кількості витків z_В:

l = z_В × t , (1.6)

Крок нарізки t(рис.1.4), як і інші розміри гвинтових канавок, визнача-ються діаметром канату і вибирається за нормаллю МН 5365-64. Можна орієнтовно вибрати крок, користуючись залежністю t = (1,1÷1,2)×d_К , округ-ляючи розраховану величину t у більший бік.

Сумарна кількість витків складається з основної величини z_Р – кількості робочих витківнарізки, необхідних для укладання каната під час підіймання вантажу на задану висоту, а також із додаткових витків, необхідних для закріплення кінця каната на барабані:

z_В = z_Р +z_ЗАКР + z_З,

де z_ЗАКР=(3÷4) – кількість витків, необхідних для закріплення; z_З =1,5÷2 –кількість запасних витків, необхідних для зменшення зусилля в канаті у місці його закріплення на барабані.

Кількість робочих витків знаходять діленням довжини каната L_К,якийпотрібно навити на одне поле нарізки барабана,наl_В - довжину одного витка каната:

z_Р = L_К / l_В . (1.7)

Довжина каната L_К (м), крім висоти підіймання, залежить від кратності поліспаста:

L_К = H × i_n, (1.8)

Довжину одного витка каната потрібно визначити в метрах:

l_В = p × D_б.сер. / 1000 , (1.9)

Для одинарного поліспаста бажано спроектувати так званий “короткий” барабан, у якого L_б £ (1¸3)×D_б. (для здвоєного – це не потрібно). Якщо з першої спроби наведену вище умову виконати не вдалося, то можна: знизити кратність поліспаста; наростити діаметр барабана; застосувати багатошарове навивання каната. Останній спосіб суттєво зменшує довговічність каната й потребує встановлення канатоукладача, але здатний зменшити довжину барабана в 2÷5 разів.

Для визначення потрібної довжини барабана з багатошаровим навиванням каната треба попередньо вибрати кількість шарів n = 2¸4 і розрахувати середню довжину одного витка каната: l_В.СЕР = p×(D_б. + d_К ×n). В останній формулі в дужках – розрахунковий середній діаметр витків навитого каната, знайдений за діаметрами нижнього й верхнього шарів. Кількість витків у одному шарі z_М=L_К / (n × l_В.СЕР), а потрібна довжина барабана L_б »1,1× z_М × d_К (за умови щільного навивання канатоукладачем).

Приклад. При одинарному поліспасті розрахункова схема барабана – 1.5а. За (1.9) розраховуємо довжину одного витка каната l_В = 3,14 × 338 /1000=1,06 м;по (1.8) – довжину каната L_К = 10×3=30 м;за(1.7) – кількість робочих витків z_Р =30/1,06=28,3 ≈29. Якщо прийняти крок нарізки t=1,1×18=19,8 ≈ 20 мм, z_ЗАКР=4, z_З =2, то сумарна кількість витків z_В =4+2+29=35, а довжина нарізної частини барабана за (1.6) l=35×20= =700 мм. Прийнявши довжину гладенької кінцевої ділянки l_ЗАКР=4×18= =72 ≈80 мм, одержимо необхідну довжину барабана L_б = 700+80=780 мм. Одержана довжина менша за три діаметри (780 <3 × 320 = 960 мм), тому барабан відноситься до “коротких”, корегування його довжини не потрібне. Остаточно приймаємо L_б = 800 мм.

Поиск по сайту: