Методические указания к выполнению лабораторной работы «Изучение конструкций основных деталей грузоподъемных машин»

Лабораторная работа № 6

Тема: Изучение конструкций основных деталей подъёмно-транспортных машин (стальные канаты, крюки, барабаны, блоки, ковши, полиспасты, стропы).

Цель работы: Ознакомиться с конструкциями основных деталей ИТН и произвести расчет простейшего механизма подъема груза. Оборудование: стенд снащенный основными деталями ПТМ, макеты лебёдок, действующие лабораторные установки.

Xод выполнения

1. Стальные канаты (тросы) - применяются в качестве тягового органе, ГИМ (грузоподъёмные машины), для строповки грузов, расчалки мачт и строительных конструкций во время монтажа.

Канаты изготавливают пеньковые и стальные. Классифицируют: 1) по назначению, 2) по механическим свойствам проволоки, 3) по виду покрытия поверхности проволоки, 4) по направления свивки, 5) по сочетанию направлений свивки элементов каната, 6) по способу свивки. Например, в зависимости от направления свивки проволок в прядях и прядей между собой различая канаты односторонней и крестовой свивки. Если проволки в прядь и пряди в канат свити в одном направлении (ЛК) - канат односторонней свивки, при свивке в противоположных направлениях (ТК) - крестовой свивки.

Пенька – сердечник из органического материала, пропитан смазкой Тонкая стальная проволока Канат ТК 6 х 19 ¸ 1

 

Шaг свивки - это расстояние между метками по длине каната, в которое укладывается число витков, разное числу прядей канала.

К – коэффициент запаса в зависимости от режима работы машины;

R – разрывное усилие каната.

легкий – К = 5

средний – К = 5,5

тяжелый – К = 6

При выборе каната, кроме расчетной прочности, учитывают срок службы, зависящий от диаметров огибаемых канатом блоков и барабанов. Чем меньше диаметр, тем быстрее канат приходит в негодность.

2. Полиспаст - это устройство для подъема и подтягивания груза, состоящее из подвижных и неподвижных блоков, последовательно огибаемых канатом. Блоки полиспаста собираются на осях в две обоймы: подвижную и неподвижную. Один конец каната закрепляют на подвижной или неподвижно обойме, а второй (обегающий) - на барабане лебедки.

Груз 9 подвешен к подвижному блоку и один конец каната закреплен неподвижно, то сила тяги на другой конце каната будет приблизительно в два раза меньше веса груза, а скорость подъема груза в два раза меньше скорости движения тянущего конца каната.

ηбл - к. п.д. блока учитывает потери на трение в подшипниках оси блока и на преодоление изгибной жесткости каната.

Применение полиспаста с подвижными блоками дает выигрыш в силе и проигрывает в скорости.

Основная характеристика полиспаста 1 - кратность - равна числу ветвей каната, на которые распределяется нагрузка, приложенная к подвижной обойме.

Тянущий конец каната сходит с блока верхней неподвижной обоймы. Полиспасты этого типа применяют в стреловых кранах.

Тянущий конец каната сходит с блока нижней подвижной обоймы. Полиспаст применяется в мостовых и козловых кранах.

Натяжение в ветвях полиспаста определяют по уравнению

Sn = S · ηбл.

где n – количество ветвей полиспаста, включая и тянущую.

Полиспаст для выигрыша в силе.

Полиспаст для выигрыша в скорости. Сила тяги в два раза больше Q.

 

Для обеспечения прямолинейности подъема груза применяют сдвоенный полиспаст (например, в козловых кранах).

При одновременном навивании обоих концов каната средняя его точка па уравнительном блоке В остается неподвижной. Уравнительный блок при подъеме груза не вращается и только при неравномерной вытяжке концов каната слегка проворачивается.

3 Блоки. Применяются для направления канатов. Профиль желоба (ручья) делается трапециевидным – расширяющимся для возможности бокового отклонения каната. Глубина желоба h = (1,5 - 2) · dk, ширина желоба В = (2 – 2,5) · dk, радиус дна желоба r = (0,5 – 0,7) · dk, обеспечивает боковое отклонение каната до 6º. Блоки (ролики) изготавливают из серого чугуна (СЧ 15 - 32) или из стали 25Л для больших нагрузок и тяжелых режимов работы и монтируют на втулках (из бронзы или из антифрикционного чугуна АСЧ - 1) или двух подшипниках качения, установленных в ступице блока.

Диаметр блока определяют из условий долговечности в зависимости от диаметра каната, типа механизма и группы режима работы

D ³ dk · (l – 1), где dk - диаметр каната в мм; l - зависит от типа машины и режима работы механизма.

4. Барабаны - служат для преобразования вращательного движения привода в поступательное движение подъема, опускания или подтягивания груза.

В механизмах применяют следующие типы барабанов:

1) с нарезкой и гладкой поверхностью;

2) с нарезкой и гладкой поверхностью;

3) обычной конструкции - с наматываемым канатом и фрикционные;

4) цилиндрические, конические и фрикционные;

5) литые из чугуна или из стали - сварные из стали - тонколистовой с накатанными канавками или из толстостенных труб с нарезными канавками и сварно-литые

Lk = Н · i + (1,5 – 2) · π · (Dбар + dk)

Н - максимальная высота подъема груза, м.

При однослойной навивке

Lk = π · (Dбар + dk) · z

z - число рабочих витков каната по длине барабана.

Длина каната должна бать меньше, чем канатоемкость барабана лебедки, т. е. меньше той максимальной длины, которая может быть навита на барабан диаметр Dбар длиной l0.

При многослойной навивке

Lk = π · Dср · n · z1;

где Dср – средний диаметр навивки;

n - число рабочих витков на гладком барабане z1 = l0 / dk;

h - число слоев каната.

Барабан с гладкой поверхностью.

Из условия техники безопасности 1,5 – 2 несматываемых витка

Барабан с нарезкой винтовых канавок.

Если l0 / Dбар > 3 – длинные;

Если l0 / Dбар < 3 – короткие;

δк / dk = 0,2 – 0,4 – мелкие;

δк / dk = 0,4 – 0,6 – нормальные;

δк / dk > 0,6 – глубокие.

Короткие барабаны рассчитывают только на сжатие.

S / δк · dk ≤ σсж

5. Грузовые крюки и скобы.

По конструкции крюки разделяют на однорогие (грузоподъемность до 75 т) и двурогие (свыше 75 т), изготавливаемые ковкой, штамповкой и с помощью заклепок из листовой стали, вырезанной по шаблону крюка. Применение сварки при изготовлении крюков, а так по заделке дефектов не допускается. Материалом служит малоуглеродистая сталь 20 или сталь 20 Г, а чугун не применяют из-за опасности внезапного разрушения. Крюки и их размеры выбирают в зависимости от грузоподъемности. Новые кроки доходят испытание на нагрузку в 1,25 раза выше номинальной в течение 10 минут.

Грузовой крюк.

6. Коуши. Коуш – кольцо грушевидной формы желобчатого сечения, предназначенное для предохранения каната от перетирания, истиранил и проволочек каната при изгибах.

После огибания коуша конец каната плотно прижимают к его основной ветви и обматывают проволокой из мягкой ста ли участок длиной не менее 15 диаметров каната, но не менее 300 мм или же применяют специальные зажимы в количестве не менее трех. Канат так же закрепляют путем заклинивания закладным коушем или заливкой расплетенного конца расплавленным свинцом или баббитом в конической втулке.

Коуш.

1 – коуш; 2 – канат; 3 – зажимы.

7. Стропы. Стропы применяют для подвешивания грузов к крику грузоподъемных кранов. Наиболее простым по устройству является универсальный кольцевой грузозахватный строп (а), который плотно обхватывает штучный груз, когда один его конец пропускается в петлю, образуемую вторим концом стропа. Свободный конец стропа накидывается на крюк крана. Широкое применение имеют стропы, состоящие из отрезков стального каната, с петлей и криком на концах (б) или же с двумя крюками (в). Многоветвевые стропы, применяемые для подъема длинномерных изделий (г) и плит (д) в горизонтальном положении.

Усилие, действующее на каждую ветвь многоветвевого стропа, по формуле

где Q - сила тяжести поднимаемого груза,

m - число стропов,

α - угол между направлением стропа и вертикалью.