Детали и узлы грузоподъемных машин. Группы и виды деталей и узлов. Специальные детали и узлы

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.

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.

аждый 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.

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.

. 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.

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.

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.

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.