Основні параметри поліспастів.

Основними параметрами поліспаста є передаточне відношення і_П, коефіцієнт корисної дії h_П і максимальне cтатичне зусилля натягу каната F_СТ.МАХ.

Передаточне відношення і_П, яке ще називається кратністю поліспаста, для силових поліспастів визначається в напрямі передачі потужності від вала барабана до вантажозахоплюючого пристрою

(3.1)

де V ₁ – швидкість підйому вантажу;

V_Б – швидкість каната, намотаного на барабан.

На рис.3.5 приведена схема силового одинарного поліспаста з картинами векторів швидкостей каната на блоках.

На рис.3.6 приведена схема силового здвоєного поліспаста з картинами векторів швидкостей каната на блоках.

а – схема поліспаста; б – картина векторів швидкостей рухомого блока 1; в - картина векторів швидкостей нерухомого блока 2; г - картина векторів швидкостей рухомого блока 3.

Рисунок 3.6 - Схема силового здвоєного поліспаста з картинами векторів швидкостей каната на блоках.

З рис. 3.5,б видно, що

(3.2)

де R₁ – радіус блока 1.

З рис. 3.5,г, при V₂=2V₁, BP_V=2P_VO₃. Враховуючи, що BP_V+P_VO₃=R₃, одержимо

(3.3)

Визначимо кратності поліспастів, рис.3.5 і 3.56

(3.4)

(3.5)

Як видно з формул (3.4) і (3.5), кратність поліспаста можна визначити за формулою

(3.6)

де Z_К – число віток тягового органу, на яких підвішений вантаж;

Z_Б –. число віток тягового органу, які набігають на барабан.

Для силових одинарних поліспастів - Z_Б=1, для здвоєних - Z_Б=2.

На рис.3.7 приведена схема силового здвоєного поліспаста з трьома рухомими блоками. Для такого поліспаста середній рухомий блок є зрівняльним (нерухомим).

Рисунок 3.7 - Схема силового здвоєного поліспаста з трьома рухомими блоками та картинами векторів швидкостей каната на блоках.

Кратність такого поліспаста визначається за формулами

(3.7)

(3.8)

Як видно з рис. 3.6 і 3.7 в здвоєних поліспастах зрівняльні (нерухомі) блоки завжди розміщуються по осі симетрії поліспаста, а найбільш зручною формулою для визначення кратності поліспаста є формула (3.6).

Для визначення передаточного відношення швидкісного поліспаста розглянемо рис.3.8 на приведена схема швидкісного поліспаста з картинами векторів швидкостей каната блоках.

Згідно цього рисунка кратність поліспаста визначається за формулою

, (3.9)

де V_Ш – швидкість руху штока привода.

Визначимо кратність швидкісного поліспаста через відношення віток каната. Кількість віток каната, на яких підвішений вантаж, для швидкісного поліспаста завжди рівна 1, тобто Z_К =1. Кількість віток каната, які переміщають шток привода, рівна 4, Z_Ш =4.

По аналогії з силовими поліспастами, при Z_Б º Z_Ш, за форму-лою (3.6) одержимо

(3.10)

Для визначення коефіцієнта корисної дії силового одинарного поліспаста, на рис.3.9, приводимо його розгорнуту схему

Коли поліспаст знаходиться в стані спокою то зусилля в кожній вітці каната рівне

(3.11)

При підійманні вантажу внаслідок втрат від сил тертя в опорах блоків і сил опору, які виникають при згині каната або ланцюга певної жорсткості, розподіл зусиль між вітками каната нерівномірний.

При підійманні вантажу

F ₁> F ₂>…> F_Z (3.12)

а – схема поліспаста; б – картина векторів швидкостей рухомого блока 1; в - картина векторів швидкостей нерухомого блока 2; г - картина векторів швидкостей рухомого блока 3.

Рисунок 3.8 - Схема швидкісного поліспаста з картинами векторів швидкостей каната на блоках.

Рисунок 3.9 - Розгорнута схема силового одинарного поліспаста.

При опусканні вантажу

F_Zк > F_{Zк- 1}>… F ₁ (3.13)

Натяг окремих віток каната при підійманні вантажу можна представити в виді формул:

…; (3.14)

де h_БЛ – коефіцієнт корисної дії одного блока поліспаста.

З умови рівноваги системи сил, рис.3.9, запишемо

(3.15)

Вираз в дужках є геометричною прогресією, яка визначається за формулою

(3.16)

З формул (3.15) і (3.16) одержимо

(3.17)

З врахуванням втрат потужності в опорах обвідних і направляючих блоків 1,…,n максимальне статичне зусилля натягу каната визначається за формулою

(3.18)

По формулі (3.18) визначаємо максимальне статичне зусилля натягу каната для силового одинарного поліспаста при підійманні вантажу. При опусканні вантажу максимальне статичне зусилля виникає у вітці каната, яка кріпиться до нерухомої поверхні, тобто F_СТ.МАХ = F_Zk.

Коефіцієнт корисної дії поліспаста визначаємо як відношення корисної роботи А_К, яка затрачається на підйом вантажу на висоту H, до роботи А_З, яка затрачається на намотування канату на барабан при цьому підйомі.

Довжина каната, який намотується на барабан при переміщенні вантажу на висоту Н, називається канатоємкістю барабана. Для механізмів підйомів вантажу з силовим одинарним поліспастом канатоємкість визначається за формулою

L=і_П×Н. (3.19)

Формула визначення к.к.д. одинарного поліспаста, при і_П = Z_K, запишеться в виді

(3.20)

З формул (3.18) і (3.20) одержимо

(3.21)

Здвоєний поліспаст ділиться на два одинарні поліспасти відносно своєї осі симетрії, на якій розміщений зрівняльний блок, кутова швидкість обертання якого рівна нулю. Натяг у вітках канату, які набігають на барабан, однаковий – F ₁. Для визначення максимального статичного зусилля натягу тягового органу в здвоєному поліспасті розглянемо його розгорнуту схему, рис.3.10.

Рисунок 3.10 - Розгорнута схема силового здвоєного поліспаста.

По аналогії з одинарним поліспастом умову рівноваги системи сил, рис.3.9. запишемо в виді

(3.22)

де Z^’_K – число віток канату одинарного поліспаста.

(3.23)

Враховуючи формули (3.16) і (3.23) з формули (3.22), одержимо

(3.24)

За формулою (3.20), при і_П = z^’_k i n =0, одержимо

(3.25)

З формул (3.24) і (3.25) одержимо

(3.26)

При використанні в механізмах вантажопідіймальних машин стандартних гакових кранових підвісок ОСТ 24.191.08 – 81 “Підвіски гакові кранові”, рис.3.11, таблиця 3.2, кратність поліспаста визначається в залежності від вибраного типорозміру підвіски. При використанні нестандартних вантажозахоплюючих пристроїв кратність поліспаста можна вибирати по таблиці 3.1 в залежності від заданої вантажопідйомності.

Рисунок 3.11 - Конструкції гакових кранових підвісок по ОСТ 24.191.08 – 81.

Таблиця 3.1

Тип поліспаста	Кратність поліспаста іП при вантажопідйомності в т
До 3	від 3 до 8	від 8 до16	від 16 до 32	від 32 до 50	Більше 50
Одинарний
Здвоєний

Таблиця 3.2 Підвіски гакові кранові. ОСТ 24.191.08-81

Типорозмір по стандарту	Число блоків	Розміри, мм	Маса, кг	Вантаж- ність,т	Режим роботи
D0	B1	B2	B3	B4
1-3, 2-336						-	36,4	3,2	Л,С
1-3, 2-406			47,8	В
1-3, 2-500			61,8	ДВ
1-5-406				70,6		Л,С
1-5-500			90,2	В
1-5-610				ДВ
2-5-336					61,3	Л,С
2-5-406			84,9	В
2-5-500				ДВ
2-8-406								Л,С
2-8-500				В
2-8-610				ДВ
2-10-406					Л,С
2-10-500				В
2-10-610				ДВ
3-10-336					Л,С
3-10-406				В
3-10-500				ДВ
3-12, 5-406					12,5	Л,С
3-12, 5-500				В
3-12, 5-610				ДВ
3-16-406					Л,С
3-16-500						В
3-16-610				ДВ
4-16-406									Л,С
4-16-500				В
4-16-610				ДВ
4-20-406					Л,С
4-20-500								В
4-20-610				ДВ
4-32-610					Л,С
4-32-710							В
4-32-810				ДВ
5-50-710							Л,С
5-50-810								В
5-50-960				ДВ

Дата добавления: 2017-02-01