Детали основные узлы грузоподъемных машин

В грузоподъемных машинах для передачи усилий по перемещению груза кроме деталей и узлов общего назначения, изучаемых в курсах «Детали машин» (валы, оси, подшипники, шестерни, муфты и т. д.), применяются детали и узлы специального назначения (грузовые и тяговые гибкие органы, грузозахватные приспособления, полиспасты, барабаны, блоки, остановы, тормоза и т. д.).

Проволочные стальные канаты представляют собой наиболее распространенные гибкие органы, обладающие высокой прочностью и надежностью в работе. Канаты называют грузовыми, если они входят в комплект механизма подъема; тяговыми если они перемещают груз, массу которого воспринимает несущая конструкция машины.

Канаты свивают из стальных проволок диаметром 0,2—3 мм с расчетным пределом прочности проволоки при растяжении 1,6-103—2-Ю3 МПа. Различают канаты одинарной, двойной и тройной свивки. Канаты одинарной свивки получают послойной навивкой друг на друга в различных направлениях отдельных проволок. Канаты двойной свивки изготовляют из предварительно свитых проволочных прядей, навиваемых на органический или металлический сердечник. В канатах тройной свивки в качестве прядей используют канаты двойной свивки малого диаметра.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Органические сердечники канатов, которые изготовляют из пеньки (реже из синтетических материалов), служат аккумулятором смазки. Металлическим сердечником канатов служит отдельная прядь или канат двойной свивки. Канаты с металлическим сердечником практически не подвергаются сплющиванию и применяются при многослойной навивке на барабан.

Свивка канатов может быть односторонней, когда проволоки в прядях и сами пряди свиваются в одном направлении (правом или левом), и крестовой, когда свивка ведется в противоположных направлениях. Обладая повышенной гибкостью и долговечностью по сравнению с канатами крестовой свивки, канаты односторонней свивки легче сминаются и раскручиваются под нагрузкой.

По характеру соприкосновения проволок в прядях различают канаты с точечным (ТК), линейным (ЛК) и точечно-линейным (ТЛК) касанием. Пряди канатов типа ТК (рис. III.1, а) свиты из проволок одинакового диаметра, а типа ЛК (рис. III. 1,6, в, г, д) и ТЛК (рис. III.\,е)—из проволок различных диаметров, что обеспечивает более плотное заполнение сечения каната и линейное касание проволок в прядях, при котором контактные напряжения ниже, чем при точечном. Поэтому канаты типа ПК обладают большей гибкостью, прочностью, износостойкостью и долговечностью по сравнению с канатами типа ТК.

Рис. 3. 1. Конструкция стальных канатов

В грузоподъемных машинах применяют преимущественно канаты двойной свивки типа ЛК с шестью прядями в поперечном сечении и числом проволок в каждой 19—37.

Канаты типа Л К имеют несколько разновидностей. К основному индексу каната добавляется буква О (ЛК-О) при одинаковом диаметре проволоки отдельных слоев пряди (рис. 3.1,б); буква Р (ЛК-Р)—при двух разных диаметрах проволоки в верхнем слое пряди (рис. 3.1,б); буквы РО (ЛК-РО), если проволоки разного и одинакового диаметров распределены по отдельным -слоям пряди (рис. 3. 1,г); буква 3 (ЛК-3), если между двумя слоями проволок размещаются заполняющие проволоки меньшего диаметра.

Диаметр стального каната dK (в мм) подбирают в соответствии с требованиям Госгортехнадзора по разрывному усилию Sp (в кгс, Н).

Государственная инспекция Комитета по надзору за безопасным ведением работ в промышленности и горному надзору.

Каждый канат снабжается заводским паспортом (сертификатом), в котором указывают диаметр каната, его назначение, механические свойства проволоки, вид покрытия, сочетание направления свивки, способ свивки, тип касания проволок в прядях, материал сердечника, номер ГОСТа.

Канат считается непригодным для эксплуатации, если число оборванных проволок в наружных слоях прядей на длине одного шага свивки превышает пределы, установленные нормами Госгортехнадзора.

Пластинчатые (ГОСТ 191—63) и сварные овальнозвенные (ГОСТ 2319—-70) цепи также используют в качестве гибких грузовых органов.

Рис. 3.2. Схемы крепления концов стальных канатов

Для крепления к канатам грузов, крюков, траверс и захватов на их концах имеются петли. Они получаются путем огибания конца каната вокруг стального овального кольца — коуша (рис. 3.2,а), который предохраняет канат от смятия и перетирания проволок на перегибе. После огибания коуша конец каната плотно прижимают к его основной ветви и обматывают проволокой из мягкой стали участок длиной не менее 15 диаметров каната, но не менее 300 мм или же зажимают специальными зажимами 3 в количестве не менее трех. Канат закрепляют также путем заклинивания закладным коушем (рис: 3. 2, б) или заливки расплетенного конца расплавленным свинцом в конической втулке 5 (рис. 3.2,0). Канаты могут крепиться в специальных соединителях 6 (рис. 3.2, г) путем опрессовки.

Рис. 3.3. Разновидность грузоподъемных крюков:
а — однорогий; б — двурогий; в — петля грузовая; г—крюк с замком

Для подвешивания штучных грузов и специальных захватных приспособлений к канатам грузоподъемных машин служат крюки и петли (рис. 3.3), изготовленные ковкой или штамповкой из мягкой стали. Для повышения безопасности работы крюки часто оснащают откидными замками, предохраняющими канат от соскакивания. Крюки и петли должны иметь клеймо завода-изготовителя и паспорт, в котором приводится их полная техническая характеристика.

Канатные стропы, изготовленные из стальных канатов, используют для подвешиваниягрузов к крюкам или петлям.

Рис. 3.4. Стропы для подъема грузов:
а — универсальный; б — облегченный; в — многовет-вевой

Различают стропы: универсальные, изготовленные в виде замкнутой петли (рис. 3.4,0); облегченные (одинарные), имеющие на концах крюк или петлю (рис. 3.4,6); многовет-вевые (от 2 до 8 ветвей, применяемые для строповки грузов в нескольких точках (рис. 3.4,в). Коэффициент запаса прочности К стальных канатов для стропов принимают не менее 10.

Крюками и петлями оснащаются подвижные грузовые блоки, ось которых перемещается в пространстве. Ось неподвижных (направляющих) блоков, применяемых для изменения направления движения каната, в пространстве не перемещается. Основной деталью каждого блока является колесо-ролик, на ободе которого имеется чисто обработанная профильная канавка (ручей) для каната определенного диаметра.

Однорольные и многорольные подвижные блоки применяют при монтаже санитарно-технических систем и оборудования из элементов небольшой массы в стесненных условиях. Однорольный монтажный блок (рис. 3.5, а) состоит из чугунного или стального ролика, вращающегося на подшипниках качения или скольжения вокруг оси, жестко закрепленной на щеках, связанных болтами. В нижней части щек шарнирно укреплена траверса, в которой на упорном шарикоподшипнике или сферической шайбе подвешен крюк.

Полиспасты (рис. 3.6) применяют для выигрыша в силе или скорости. Они состоят из подвижных и неподвижных одно- или многорольных блоков, огибаемых последовательно по определенной системе одним общим канатом (реже цепью). Подвижные блоки группируются в подвижной обойме, несущей крюк или петлю для захвата груза, неподвижные — в неподвижной обойме, прикрепляемой к какой-либо конструкции. Один конец каната закрепляют на подвижной (рис. 3.6, б) или неподвижной (рис. Ш.б.а, в) обойме, другой (сбегающий)—на барабане лебедки.

Полиспасты, применяемые для выигрыша в силе, называют редукторными, для выигрыша в скорости — мультиплцкаторными. Последние применяют реже. Редукторные полиспасты (рис. 3.6, а, б, в) позволяют уменьшить натяжение в канате, навиваемом на барабан лебедки (при соответствующем проигрыше в скорости подъема груза) и применяются как самостоятельные грузоподъемные устройства на монтажных работах или входят в состав механизмов подъема кранов, подъемников, одноковшовых экскаваторов и т. п. Мультипликаторные полиспасты (рис. 3.6, г) позволяют получать повышенные скорости перемещения груза или элемента рабочего оборудования машины при малых скоростях приводного механизма (обычно пневмо- или гидроцилиндра) и применяются в гидравлических и пневматических подъемниках, механизмах выдвижения-втягивания телескопических стрел стреловых самоходных кранов и экскаваторов-планировщиков, механизмах подъема-опускания рабочего органа траншейных экскаваторов и т. п.

Полиспаст характеризуется кратностью in, определяемой числом ветвей каната, на которых подвешена подвижная обойма. У полиспастов для выигрыша в силе свободный конец каната может сбегать с неподвижного (рис. 3.6, а) или подвижного (рис. 3.6, б, в) блоков.

Рис. 3,5. Монтажные блоки: а — однорольный; б — многорольный

Рис. 3.6. Полиспасты: о, б, в — для выигрыша в силе; г — для выигрыша в скорости; 1 — лебедка; 2 — неподвижная обойма; 3— подвижная обойма; 4— пневмо- или гидроцилиндр

Рис. 3.7. Крепление каната к барабану

Барабаны предназначены для навивания и послойной укладки на них канатов при перемещении грузов или грузовых тележек. Барабаны выполняют литыми (из чугуна или стали) и сварными из листовой стали. Они могут вращаться на подшипниках качения или скольжения вокруг неподвижной оси или же вместе с валом. Различают барабаны для многослойной и однослойной навивки каната. На поверхности последних нарезают винтовую канавку для правильного расположения каната и уменьшения его износа. Поверхность барабанов для многослойной навивки обычно выполняют гладкой, ограниченной с обеих сторон бортами (ребордами). Реборда должна выступать над последним слоем уложенного каната не менее чем на два его диаметра. Крепление каната на барабане осуществляется с помощью клина (рис. (3.7,а) в теле барабана, прижимных планок (рис. 3.7,о,в). или желобчатой закладной чеки, прижимаемой к канату винтами (рис. 3.7,г). Для уменьшения нагрузки на детали крепления на барабане при сматывании каната должно оставаться не менее полутора его витков.

Механизмы грузоподъемных машин снабжаются остановочными устройствами (остановами) и тормозами.

Рис. 3.8. Остановы и тормоза:
а — храповой останов; 6 — ленточный дифференциальный тормоз; в — колодочный тормоз с электромагнитом; г — колодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем

Остановы предназначены для стопорения и надежного удержания (фиксирования) поднятого груза в заданном положении. По конструкции остановы делят на храповые, роликовые и фрикционные. Наиболее распространены храповые остановы (рис. 3.8,а), состоящие из храпового колеса и собачки.

Храповое колесо жестко закреплено на валу или барабане подъемного механизма, ось собачки — на неподвижном основании. Собачка принудительно (с помощью пружины, груза и т. д.) вводится в зацепление с зубьями храпового колеса и препятствует его повороту при опускании груза. При подъеме груза храповое колесо вращается в обратном направлении и собачка свободно проскальзывает по его зубьям, не препятствуя вращению» Храповые колеса выполняют с внутренним и наружным зацеплениями. Для смягчения ударов при включении останова применяют не одну, а две или три собачки.

Тормоза. Принцип действия их основан на уравновешивании целиком или частично крутящего момента на валу механизма тормозным моментом, возникающим от сил трения между подвижными и неподвижными элементами тормоза.

По назначению тормоза делятся на стопорные и спускные.

Стопорные тормоза служат для остановки механизмов, отключенных от двигателя или удержания груза на весу, а спускные — для регулирования скорости опускания груза.

По характеру работы (действию) различают закрытые (нормально замкнутые) и. открытые (нормально разомкнутые) тормоза. Закрытые тормоза постоянно включены (замкнуты) в нерабочем состоянии усилием пружины или силой тяжести тормозного груза и выключаются (размыкаются) на период работы механизма. Открытые тормоза постоянно выключены (разомкнуты) и включаются (замыкаются) при торможении.

По способу управления тормоза делят на управляемые и неуправляемые (автоматические). Автоматические тормоза (обычно нормально замкнутые) устанавливаются, как правило, в механизмах с электроприводом и размыкаются под действием электромагнитов, электрогйдравлических или электромеханических толкателей. Управляемые тормоза приводятся в действие через систему рычагов мускульной силой рабочего и устанавливаются, как правило, в механизмах с ручным приводом, с приводом от парового двигателя или двигателя внутреннего сгорания. Для создания значительных тормозных усилий в систему управления тормозом включают гидравлический или пневматический усилители.

По конструкции тормоза разделяются на ленточные, колодочные, конусные и дисковые. Их устанавливают на приводном валу или непосредственно на подъемном (тяговом) барабане.

Ленточный тормоз (рис. 3.8, б) состоит из стальной ленты 5 с фрикционными накладками 6, охватывающей тормозной шкив 7 и системы рычагов, регулирующих натяжение ленты. При натяжении рычагами тормозная лента зажимает вращающийся шкив, осуществляя его торможение.

Различают простые, дифференциальные и суммирующие ленточные тормоза, которые отличаются друг от друга способом закрепления набегающего конца тормозной ленты. Простые и дифференциальные тормоза являются тормозами одностороннего действия и предназначены для торможения шкивов, вращающихся постоянно в одном направлении. По сравнению с простыми дифференциальные тормоза имеют значительно меньшее усилие включения. Суммирующие тормоза — двустороннего действия и устанавливаются при реверсивной работе шкива.

Колодочные тормоза (рис. 3.8, в, г) выполняют, как правило, с двумя тормозными колодками 10, зажимающими тормозной шкив с диаметрально противоположных сторон. К колодкам прикреплена стальная вальцованная лента, обладающая повышенными фрикционными качествами. Двухколодочные тормоза — стопорные, автоматические, нормально-замкнутые, двустороннего действия. Замыкание двухколодочных тормозов в большинстве современных конструкций осуществляется усилием сжатой пружины, размыкание — специальными тормозными электромагнитами, электромеханическими или электрогидравлическими толкателями, включаемыми параллельно приводному двигателю механизма. Размыкание тормоза происходит одновременно с включением двигателя.

Дисковые и конусные тормоза по конструкции и принципу действия аналогичны дисковым и конусным муфтам сцепления.