Назначение, устройство, классификация канатов.

Стальные канаты в качестве гибких элементов широко применяют в строительных машинах, особенно в грузоподъемных кранах: башенных, козло­вых, стреловых, мостовых, ка­бель-кра­нах; у экскаваторов с меха­ническим приводом и мягкой подвес­кой рабочего органа. Если канат или цепь явля­ется составной ча­стью меха­низма подъема, их исполь­зуют подъ­емными или грузо­выми; если же они используются в каче­стве тяго­вого ор­гана в составе меха­низма, переме­щающего груз, масса ко­торого воспри­нима­ется не­сущей конст­рук­цией, их на­зывают тяго­выми.

Если по стальному канату как по рельсу перемещается грузовая те­лежка ка­бельного или коз­лового крана, его на­зывают несущим. Канат, используемый в качестве оттяжки для удержания кон­ст­рукции в опре­делен­ном положении, на­зывают вантовым или расчальным. Для обвязки под­ни­маемого груза при­меняют чалочные или строповые ка­наты.

Канат мо­жет быть оди­нарной свивки (спираль­ным), когда он сви­ва­ется сразу из большого числа отдель­ных про­воло­чек (рис. 14, а), или двой­ной свивки (см. рис. 14, б), ко­гда про­во­локи пред­вари­тельно свива­ются в пряди (стренги), а за­тем не­сколько прядей свива­ются во­круг мягкого или же­ст­кого сер­деч­ника в ка­нат. Канат трой­ной свивки (ка­бель) свива­ется из не­сколь­ких ка­натов двой­ной свивки.

Канаты двой­ной свивки с пень­ко­вым сердечником со­стоят из шести пря­дей по 37 или 19 проволо­чек в каждой пряди. Их при­меняют в каче­стве грузо­подъем­ных и тяго­вых средств; для свивки каната могут быть применены проволоки одного или разных диамет­ров. Канат одного и того же диа­метра, свитый из проволок разных диамет­ров, имеет большую прочность по сравне­нию с ка­натом, свитым из проволок од­ного диа­метра, так как при этом металл заполняет се­чение каната более полно.

Канаты различаются между со­бой по свивке проволок между от­дельными слоями прядей, направле­нию свивки про­волок и прядей, а также по роду свивки.

Канаты могут быть параллель­ной (од­носторонней) свивки, при этом на­правления свивки проволочек в пря­дях и свивки прядей в канат совпа­дают; кре­стовой свив­ки с про­тивопо­ложными на­правлениями проволочек и прядей; ком­бинированной свивки, когда часть пря­дей имеет одно на­правление свивки про­воло­чек, а дру­гая часть — проти­во­по­ложное.

Канаты параллельной (односто­рон­ней свивки) более гибкие и менее под­вергаются износу, чем канаты кре­сто­вой свивки, од­нако их примене­ние более це­лесообразно в случаях, ко­гда по ус­ло­виям работы исклю­чается воз­можность раскручивания (напри­мер в качестве гру­зово­го каната в лифте или подъемнике).

Свивка проволок в пряди разли­ча­ется тем, что один их слой с другим мо­жет иметь точечное касание (ТК), ли­ней­ное (ЛК) или точечное и линей­ное (ТЛК). Канаты с ли­нейным каса­нием про­воло­чек более долго­вечны. Для уве­личения стой­кости против коррозии ка­нат сви­вают из оцинко­ванных проволо­чек.

Сердечник каната, выполняемый в большинстве слу­чаев из пеньки, придает ему большую эластичность и слу­жит ак­кумуля­тором смазки. Ка­наты, предна­зна­ченные для работы в горячих цехах, имеют сердечник в виде ас­бестового шнура или пряди стальных проволок.

Канаты отличаются друг от друга по маркировке, в которой ука­зывают: диаметр каната, его назначе­ние (грузо­людской — ГЛ, грузовой Г), механиче­ские свойст­ва прово­локи (высшая марка — В, первая марка — I, вторая марка — II), вид покрытия (для лег­кого режима работы — АС, среднего — СС, жесткого — ЖС), на­прав­ление свивки (левая — Л), соче­тание направления свив­ки (од­но­сто­ронняя — О), способ свивки (рас­кру­чи­вающийся — р, нераскручиваю­щийся — Н), тип касания проволок в прядях, мате­риал сердечника (органи­че­ский сердеч­ник — О), номер ГОСТа.

2. Назначение, классификация, прин­цип действия тормозных уст­ройств.

Тормоза применяют для поглоще­ния инерции движе­ния при необходи­мо­сти оста­новки ма­шины или механиз­ма, для посте­пенного снижения скоро­сти движения перед остановкой и удер­жания остановлен­ной ма­шины или ме­ханизма в непод­вижном со­стоянии.

В грузоподъемных машинах тор­моза используют так­же для удержа­ния поднятого груза на весу и посте­пенно­го замедления скорости при его опускании.

Принцип работы тормоза осно­ван на использовании силы трения, возни­кающей от воздейст­вия тормоз­ного уси­лия между поверхностями двух деталей, одна из ко­то­рых жестко связана с за­тор­маживаемым ва­лом (тор­мозным шкивом, диском), а вто­рая (колодка, диск, лен­та) соединена с корпусом ма­шины. Сила трения зави­сит от величины тормозного усилия, нормального к по­верх­ности тре­ния, и фрикционных свойств кон­тактных по­верхностей.

По направлению тормозного уси­лия относительно оси затормажи­вае­мого вала тормоза мо­гут быть ради­аль­ными (ленточ­ные и колодоч­ные), у ко­торых тормоз­ное усилие на­правлено по ра­диусу тормозного шкива, и осевыми (дисковые и конус­ные), у которых тор­мозное уси­лие на­прав­лено вдоль оси затормаживае­мого вала.

По способу действия тормоза бы­вают нормально зам­кнутые (закры­тые) и нор­мально откры­тые. Нор­мально замк­нутые тормоза постоянно затянуты уси­лием, дейст­вующим на систему рыча­гов груза или пру­жины, и рас­тор­маживаются (при включении двигателя) с помощью вспомога­тель­ных устройств электромаг­нитом, гид­ротол­кате­лем и др. Нормально откры­тые тормоза замы­каются для за­тор­маживания, после от­ключения двига­теля маши­нистом с по­мо­щью проме­жу­точ­ных устройств (ры­чаж­ных, пневмати­ческих и гидравличе­ских).

По способу управления тормоза разде­ляют на авто­матически действую­щие и управляемые. К авто­матически действую­щим относятся тормоза: цен­тробежные, вин­товые грузоупорные, а также с некоторым допущением все нор­мально замкну­тые, рас­тормаживание ко­торых осу­ществ­ляется электромагни­тами и гид­ротолкателями.

К управляемым тормозам отно­сятся нормально от­крытые тормоза, за­мыкание которых осу­ществляется ма­шинистом. По­ложительным качест­вом управляемых тор­мозов является то, что создаваемый ими тормозной момент и время тормо­жения можно регулировать и, сле­дова­тельно, обес­печивать плавное (постепен­ное) замед­ление скорости. Однако свое­временность заторма­жива­ния нахо­дится в полной зависимости от вни­мания маши­ниста.

Механизмы подъема груза и из­ме­нения вылета крю­ка грузоподъем­ных машин с ма­шинным приводом долж­ны быть снабжены тормозами нормально замкнутого типа, раз­мы­кающимися при выключении привода.

Ленточные тормоза могут быть про­стыми, дифферен­циальными и сум­мирую­щими.

Простой ленточный тормоз (рис. 37, а) состоит из стальной ленты 2, ох­ватываю­щей тор­мозной шкив 3 и при­крепленной од­ним (набегающим) кон­цом к проуши­не кор­пуса машины паль­цем 1, а вторым сбегаю­щим кон­цом — к рычагу 8 пальцем 10. К ленте с внут­ренней сто­роны при­креплена фрикци­онная об­кладка 4.

При нажиме на педаль 7 тормоз­ная лента натягива­ется и плотно об­жимает (удерживает) тормозной шкив. При сня­тии усилия с педали рычаг приподнима­ется пру­жиной 9 и между тор­мозной лен­той и шки­вом образует­ся зазор 1...1,5 мм. Правиль­ное положение ленты отно­си­тельно шкива обес­печивает ко­жух 6 и скобы 5.

Дифференциальный ленточный тор­моз применяют для уменьшения уси­лия на педали тормозного рычага (см. рис. 37, б). Отличается от про­стого лен­точного тормоза тем, что оба конца его тормозной ленты прикреп­ляются к ры­чагу с двух сторон отно­сительно оси ка­чания

У простого и дифференциаль­ного ленточного тормо­зов усилие на тормоз­ном рычаге зави­сит от направ­ле­ния вра­щения тормозного шкива, по­этому их нецелесооб­раз­но приме­нять в ревер­сив­ных механизмах. Они более при­годны для механизмов, у ко­торых тормозной момент всегда на­правлен в одну сторону, например, для меха­низма подъема груза,

Суммирующий ленточный тор­моз двухстороннего действия приме­няют для торможения механизмов с тор­мозным мо­ментом, меняющим на­прав­ления (ме­ханиз­мов поворота, пе­редвиже­ния).

У суммирующего тормоза (см. рис. 37, в) лента дву­мя, концами при­кре­плена к рычагу по одну сторону оси ка­чания на рав­ном расстоянии (b — а), по­этому тормоз­ной момент на­тяжения ленты будет одинаковым не­зави­симо от направления вращения тор­мозного шкива. Уси­лие, при­кла­дываемое к пе­дали суммирующего тормоза, требуется большее, чем при применении тормоза про­сто­го Дейст­вия (при одинаковых ус­ловиях).

Тормозной момент, развивае­мый тормозом, всегда должен быть больше фак­тического мо­мента на валу тор­моз­ного шкива с учетом коэффициента за­паса k. По нормам Госгортехнадзора для грузоподъем­ных машин с ручным при­водом и с машин­ным приводом при лег­ком режиме ра­боты k = 1,5; при машин­ном приводе и режи­ме ра­боты среднем - 1,75; тяжелом — 2 и весьма тяжё­лом — 2,5.

При известном тормозном мо­менте М_T и диаметре тормозного шкива D_T натя­жение набе­гающего конца ленты

S _наб = 2M_Те^fa/D_T(e^fa-1)

и натяжение сбегающего конца ленты

S _c6 = 2M_T/D_T(e^fa— 1)

Коэффициент трения асбестовой тормозной ленты по чугуну и стали f =0,35...0,37.

Усилие G, которое необходимо прило­жить к педали рычага простого ленточ­ного тормоза:

G = S _c6 a-Q_pl₁/l,

где Q_p — вес. рычага; l₁ расстояние от оси вращения рычага до центра его тяжести; l — рас­стояние от оси вращения рычага до цент­ра педали.

Усилие торможения на педали сум­мирующего тормо­за с равными пле­чами (а = b):

G = [(S_c6+ S_Ha6) a - Q_p l ₁] l,

у дифференциального тормоза

G = (S_cб а —S_нaб b — Q_p l₁) l.

Рис. 37. Ленточные тормоза

а — простого действия; б — дифференциальный; в — сум­мирующий; /, 10 — пальцы; 2

— стальная лента; 3 — шкив; 4 — фрикционная об­кладка; 5 —скоба; 6 —ко­жух; 7 —

педаль; В — рычаг; 9 — пружина

Колодочные тормоза с двумя ко­лод­ками, расположен­ными с двух сто­рон шкива, имеют то преимущество, что не создают из­гибающей нагрузки на вал тормозного шкива. Двухколодочный тормоз состоит из двух стоек 1 с колод­ками 2 и обкладками 8, обжимающими тормоз­ной шкив 3 под воз­действием усилия на систему рыча­гов, соз­давае­мого затянутой пружиной 4 (см. рис. 38, а) или грузом 7 (см. рис. 38,6).

Тормоз размыкается электро­маг­ни­том 5 с подвижным звеном 6 или гид­ро­толкате­лем. В за­висимо­сти от типа при­меняемого электро­магнита разли­чают колодоч­ные тор­моза с короткохо­до­вым (см. рис. 38, а, в) или длиннохо­довым (см. рис. 38, б, г) электро­магни­том.

Усилие N_T прижатия тормоз­ных ко­ло­док к шкиву оп­ределяют исходя из не­обхо­димого тор­моз­ного момента М_T и фрикци­онных свойств материала об­кладки и тор­мозного шкива:

N_T = M_T/(D_Tf).

В колодочном тормозе с гидротолка­телем (рис. 39) электродвигатель 1 вра­щает крыль­чатку 2 насоса, рас­положен­ного внутри ци­линдра 4, которым пере­качивает­ся жидкость из надпоршневого пространства А в под­поршневое Б и вы­зывает перемещение гид­роцилиндра от­носительно поршня 3 и штока 5, связан­ного с корпу­сом тормоза, вызывая его растормаживание. Возврат поршня в ис­ходное положение и торможение шкива про­исходит под воздействием пружины 6.