ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ И ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ НА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

БЛОКИ И ПОЛИСПАСТЫ

Для изменения направления гибкого тягового органа, а также для выигрыша в силе или скорости применяют блоки (рис. 10).

Неподвижные блоки (рис. 10, а), оси которых закреплены, служат для изменения направления каната. Подвижные блоки используются для выигрыша в силе (рис. 10, б) или скорости (рис. 10, в).

Система из двух обойм со смонтированными в них блоками (из которых одна обойма подвижная, а другая неподвижная), предназначенная для выигрыша в силе или скорости, называется полиспастом. На рис. 10, г показан полиспаст для выигрыша в силе, а на рис. 10, д — для выигрыша в скорости. В частном случае полиспаст может иметь одну обойму с одним подвижным блоком (рис. 10, б и б).

Принцип действия полиспастов основан на общеизвестном «золотом правиле механики»: выигрываешь в силе, проигрываешь в скорости и наоборот.

Основной характеристикой полиспаста является его грузовая кратность т, показывающая, на какое число ветвей распределяется сила поднимаемого груза в полиспасте для выигрыша в силе или на сколько ветвей передается усилие от обоймы подвижных бло­ков в полиспасте для выигрыша в скорости.

У полиспаста для выигрыша в силе (рис. 11, в) с кратностью Т ~ 4 нагрузку на канат без учета трения в блоках (идеальные блоки) определяют по формуле

Где G — сила груза и обоймы.

В действительности из-за трения на осях блоков, а также сопротивления от жесткости канатов натяжение сбегающей ветви будет больше 50.

5

Отношение = г|„ называется коэффициентом полезного

Действия (к. п. д.) полиспаста. Следовательно, в реальном поли­спасте натяжение сбегающей ветви каната при подъеме груза будет равно

ТЧ п

А при спуске

S--^. (12)

Соответственно скорость каната, наматывающегося па барабан

- Mvep, (13)

ГДе vBP — скорость подъема груза в м! сек.

При высоте подъема груза Я длина наматываемой части каната

L = Нт.

В полиспасте для выигрыша в скорости (рис. 10, д)

S = (14)

Цп

И скорость каната

(15)

При перемещении обоймы на длину L высота подъема груза

Н = Lm м.

К- п. д. полиспаста зависит от к. п д. отдельных блоков и может быть подсчитан следующим образом.

Обозначим через S натяжение конца каната, сбегающего с по­движного блока (рис. И, в). Тогда натяжение следующей ветви

Si "

Где гбА — к. п. д. блока. Соответственно

S2 = Sl46A И т. Д. При числе ветвей т натяжение последней ветви

O т—

Т-1 = ^Пб-1 ■

Из условия равновесия системы имеем

G = S + S, + S2 +• - = S (l + ц6Д + iiL +■ ■ ■ +C"1),

Откуда натяжение сбегающей ветви каната

1 + Чбл 4- Пбл Н------ + Чбл

Натяжение каната в идеальном блоке (без учета сопротивлений в блоках)

G

К - п. д. полиспаста

Ti« = - s - = ------------------- ^-------------------------

Числитель правой части равенства (17) представляет собой сумму членов убывающей геометрической прогрессии, в которой первый член равен единице; знаменатель прогрессии — ц6л, а число членов прогрессии — т. Вычисляя по известной из курса алгебры формуле сумму членов прогрессии, получим значение к. п. д. полиспаста, когда канат сбегает с подвижного блока

1 г>т

/ 1 Q4 (18)

При сбегаиии каната с неподвижного блока (рис. 11, а) нужно учитывать к. п. д. дополнительного неподвижного блока /L По­этому к. п. Д. таких блоков определяют по формуле

1,1 «о-па.) ' { }

К. п. д. блока iio., зависит от рода его подшипников и опре­деляется опытным путем. Для расчета можно принимать при подшипниках скольжения г|у, = 0,95 и при подшипниках каче­ния r](1j ^ 0,98.

Полиспасты, схемы которых приведены на рис. 10, г и 11, а и в, называют одинарными.

В мостовых, козловых и других кранах обычно применяют сдвоенные полиспасты (рис. 11, б), в которых на барабан нама­тываются два конца каната. При одновременном наматывании обоих концов средняя точка каната иа уравнительном блоке В (рис. 11, б) остается неподвижной. Уравнительный блок при подъеме груза не вращается и только при неравномерной вытяжке концов каната слегка проворачивается.

Сдвоенный полиспаст по существу представляет два отдельных

„ G „

Полиспаста, нагруженных каждый силои К - п. д. сдвоенного полиспаста подсчитывают по формуле (16), в которую вместо т подставляют кратность одной половины полиспаста т' =■ ,

Считая конец каната закрепленным па уравнительном блоке.

В сдвоенном полиспасте, как и в одинарном, грузовая крат­ность полиспаста определяется числсvt ветвей каната, восприни­мающих нагрузку. Скоростная кратность полиспаста в связи с навиванием на барабан одновременно обоих концов каната будет в 2 раза меньше.

В некоторых конструкциях кранов с гидравлическим приво­дом, изготовляемых на базе автомобилей и тракторов, а также в автопогрузчиках применяют полиспасты для выигрыша в ско­рости. Такие полиспасты выполняют по схеме, показанной на рис. 10, д. Подъем груза осуществляется с помощью гидроци­линдра. Жидкость насосом нагнетается в цилиндр /, давит на плун­жер 2, на котором укреплена обойма 3, и выдвигает плунжер вместе с обоймой. При кратности полиспаста т и ходе плунжера L Высота подъема Н = ML. В результате при небольшой величине L Можно поднять груз на значительную высоту.

Пример. Определить к. п. д. сдвоенного полиспаста по схеме, указанной на рис. 14, 6. Грузовая кратность т— 4; Т]бл '— 0,95.

По формуле (16), подставляя вместо т т' — -, находим

1 ~ ^ _ 1 — 0.95* _ ,,я " «'(1-тЫ " 2(1 -0,95) -°'У/Ь'

" Ьвисвнч

33

Т. с. в данном случае к. п. д. полиспаста выше к. п. д. одного неподвижного блока, что на первый взгляд кажется парадоксальным. Однако в данном случае никакой ошибки нет. Действительно, рассматривая одну половнну полиспаста {рис. 11. б), мы имеем только один подвижный блок, который при наматывании каната одно­временно сам поднимается вверх. Поэтому окружная скорость блока будет меньше, чем если бы он оставался неподвижным. Следовательно, и потери на тре­ние в подвижном блоке будут меньше, чем в неподвижном, что п получилось в данном примере.