Полиспасты. назначение и устройствоПолиспастами именуют систему, образуемую подвижными и неподвижными блоками, соединяющиеся между собой канатными (реже – цепными) передачами. Знаменитые ещё во времена античности, полиспасты и в настоящий момент собой являют устройство, без которого не может работать подъёмно-транспортная техника. По существу, за тысячелетия не очень поменялись и составляющие данного механизма. Полиспасты, их назначение и устройство – вопросы, важные для хорошего применения всех конструкций подъёмных механизмов.

Устройство полиспаста и условия его работы

Главная область использования полиспастов – стреловые механизмы кранов. Все разнообразие полиспастов может быть сведено к двум требованиям: либо повысить силу (силовые полиспасты), либо поднять скорость (скоростные полиспасты). В подъёмных кранах очень часто применяются первые, а подъёмниках – вторые. Подобным образом, схемы быстроходных и силовых полиспастов обоюдно обратные.

В полиспаст входят следующие составляющие:

 

  1. Блоки с неподвижными осями
  2. Блоки с подвижными осями.
  3. Обводные блоки.
  4. Обводочные барабаны.

 

Все перечисленные выше детали размещаются преимущественно в вертикальной компоновке, причём место установки барабана зависит от наличия обводных блоков: сверху, если блоки такого типа отсутствуют, и снизу – если присутствуют.

Полиспасты. назначение и устройство

Кол-во блоков с неподвижными осями всегда на один меньше, чем с подвижными. При этом общее кол-во блоков определяет (для силовых полиспастов) кратность увеличения суммарного усилия на механизме. Кол-во обводных блоков определяется размерами узла: с увеличением числа подобных блоков усилие также возрастает.

Силовые полиспасты, назначение и устройство которых отличается несколькими параметрами, самым важным из которых считается нагрузка, развиваемая в подъёмном механизме. Она возрастает с увеличением расчётной грузоподъёмности крана, кратности устройства (количества ветвей каната, на которых подвешен груз) и КПД блока. КПД предусматривает потери на трение в осевых опорах, а еще потери, определяемые жёсткостью каната или цепи.

Полиспасты. назначение и устройствоПолиспастов может быть несколько, тогда общаяя нагрузка на блок пропорционально уменьшается. Одинарные полиспасты конструктивно легче, но и наименее продуктивны. В них один конец неподвижно крепится на неподвижном элементе, а второй – на барабане. При этом угол отклонения очень ограниченный из-за угрозы схода каната с блока. Наличие обводного блока значительно делает лучше рабочие условия механизма: нагрузка становится симметричной, что уменьшает износ каната, и повышает допустимую частота вращения блоков. Стойкость действия полиспаста зависит также от расстояния между обводным и ключевыми блоками. С увеличением данного параметра прочность полиспаста как практичного узла увеличивается, хотя одновременно возрастает (благодаря наличию соединительной оси) и его сложность.
Иными схемами полиспастов, используемых как показала практика, считаются:

 

  • Сдвоенные трёхкратные, когда в схеме есть три рабочих блока и два обводных;
  • Сдвоенные трёхкратные, снабжённые уравнительной траверсой. Вариант применяется в грузоподъёмной технике, которая находится в эксплуатации в тяжёлых и особо тяжёлых условиях.

 

Характеристики в эксплуатации полиспастов и их выбор

На результативность, которой обладают полиспасты, на их назначение и устройство в определенном механизме влияние оказывают следующие факторы:

 

  1. Грузоподъёмность ключевого механизма, у которого в составе работают данные узлы.
  2. Кол-во обводных блоков: с ростом их числа потери на трение становятся больше.
  3. Углы отклонения канатов от средней плоскости барабана.
  4. Диаметры блоков.
  5. Диаметр каната/высота цепи.
  6. Материал каната.
  7. Характер опор (в подшипниках качения или скольжения).
  8. Условия смазки всех осей полиспаста.
  9. Частота вращения блоков или перемещения тяговых канатов (в зависимости от назначения устройства).

 

Полиспасты. назначение и устройство

Самые большие потери в полиспастах связаны с условиями трения. В особенности, КПД рассматриваемых механизмов, которые работают в подшипниках скольжения, в зависимости от условий их эксплуатации, составляет:

 

  • При неудовлетворительной смазке и при очень высоких температурах — 0,94…0,54;
  • При редкой смазке – 0,95…0,60;
  • При периодической смазке — 0,96…0,67;
  • При автоматической смазке – 0,97…0,74.

 

Меньшие значения соответствуют полиспастам с максимально предполагаемой кратностью. Потери на трение для узлов, которые работают в подшипниках качения, намного ниже, и составляют:

 

  • При недостаточной смазке и больших температурах эксплуатации – 0,99…0,83;
  • При нормальных рабочих температурах и смазке – 1,0…0,92.

 

Полиспасты. назначение и устройство
Подобным образом, используя современные антифрикционные покрытия контактной поверхности блоков, можно фактически вычеркивать потери на трение.

Углы отклонения каната, располагающегося на блоке/блоках полиспаста, формируют не только износ канатов и блоков, но и безопасность производственного персонала грузоподъёмного устройства. Это можно объяснить тем, что при превышении допустимых критериев сход каната с блока чреват производственной аварией. На этот показатель оказывают влияние материал канатов, профиль канавки барабана, а еще направление навивки.
Материалами канатов очень часто служат типы ТЛК-О по ГОСТ 3079, ЛК-Р по ГОСТ 2688 и ТК по ГОСТ 3071. Третий тип имеет самую маленькую жёсткость (не больше 1,7), что хорошо сказывается на предельно допустимом угле отклонения каната на полиспасте. Исходя из этого для канатов 2-ух первых типов жёсткость может достигать 2.

Полиспасты. назначение и устройство

Нормальными углами отклонения от оси полиспаста считаются углы 7,5…2,5 0 (меньшие значения принимаются для самых больших соотношений диаметра блока к диаметру каната). Вообще во время проектирования этих устройств это соотношение всегда пытаются подбирать в диапазоне значений 12…40. Допустимый угол отклонения канатов из маложёстких материалов меньше: до 6,5…2 0 .

ГОСТ позволяет увеличение предельного отклонения, в сравнении с рекомендуемым не больше, чем на 10…20% (зависит от рабочего режима техники для подъема грузов). На уравнительном блоке допустимые углы отклонения могут повышаться, но не больше, чем в 1,5 раза.

Для уменьшения углов отклонения на барабанах полиспастов делают профильные канавки, причём угол их направления зависит от направления навивки. Благодаря этому барабаны в механизмах сегодняшней конструкции всегда выполняют с крестовым профилем, подходящим под два этих типа навивки.

Запасовка полиспастов

Запасовка – технологическая операция изменения расположения ключевых грузовых блоков полиспаста, а еще расстояний между ними. Целью запасовки считается изменение скорости или высоты подъёма грузов путём конкретной схемы прохождения канатов по блокам устройства.

Схемы запасовки определяются типом техники для подъема грузов. Известно, например, что механизмы изменения вылета стрелы различны для ручной или электротали – с одной стороны, и для кранов – со второй. Благодаря этому для лебёдок запасовка выполняется изменением расположения оси направляющего блока, и предназначается исключительно для изменения длины вылета стрелы. В грузовых кранах запасовкой поправляют предполагаемую криволинейность перемещения груза. Не считая грузовых канатов, запасовку используют также и для канатных устройств перемещения рабочей тележки.

Полиспасты. назначение и устройство

Отличают следующие схемы запасовок:

 

  1. Однократная, которая используется для грузоподъёмных механизмов стрелового типа с гуськом. Крючек при этом навешивается на одной нитке каната, постепенно проходит через все недвижымые блоки, после этого накручивается на барабан. Этот метод запасовки наименее резельтутативен.
  2. Двухкратная, которая может быть использована на кранах, как с подъёмной, так и балочной стрелой. В первом варианте недвижымые блоки размещаются на головке стрелы, а противоположный конец каната крепится в грузовой лебёдке. В другом варианте один из кончиков каната крепят на корне стрелы, а второй постепенно пропускают через обводной барабан, блоки крюковой подвески, стреловые блоки, блоки оголовка башни и потом подводят к грузовой лебёдке.
  3. Четырёхкратная, применяемая для механизмов большой грузоподъёмности. Тут реализовывается одна из схем, вышеописанных, но отдельно по любому из блоков крюковой подвески. Две рабочих ветки каната при этом направляются на блоки рабочей стрелы. Соединение соседних полиспастов выполняется через дополнительный неподвижный блок, который ставится на стойке платформы поворота крана.
  4. Переменная, суть которой состоит в изменении грузоподъёмности крана. При подобном виде запасовки (она может быть и 2-ух-, и четырёхкратной) возможно подходящее увеличение массы поднимаемого груза. Для этого в двигающиеся блоки дополнительно устанавливают по одной или две подвижных обоймы. Удержание обойм создает сам грузовой канат из-за разницы в усилиях, которые делаются наличием крюковой подвески. Изменение кратности запасовки исполняется опусканием крюковой подвески на опору при продолжающемся сматывании каната.

 

2-ух- и тем более – четырёхкратная запасовка дает возможность делать безопасный подъём груза, который фактически вдвое превосходит тяговое усилие, развиваемое лебёдкой. При этом проворот канатов под нагрузкой исключается, что значительно уменьшает их износ.