1. В качестве гибких элементов в строительной машине широкое распространение получили стальные канаты, особенно в башенных, стреловых, мостовых и кабель - кранах, а так же у экскаваторов с механическим приводом и мягкой подвеской рабочего органа.
Если канат или цепь является составной частью механизма подъема, то их называют подъемными или грузовыми.
Если канат или цепь используются в качестве тягового органа в составе механизма, перемещающего груз, масса которого воспринимается несущей конструкцией – то их называют тяговыми.
Если по стальному канату (как по рельсу) перемещается грузовая тележка кабельного или козлового крана – его называют несущим.
Канат, который используется в качестве оттяжки для удержания конструкции в определенном положении, называют вантовым или расчальным.
Чалочные или строповые канаты используют для обвязки поднимаемого груза.
Конструкция каната выбирается с учетом назначений и условий его работы в машине. Грузовые и тяговые канаты должны быть гибкими, свободно подходящими по направляющим в блоке. Для несущих канатов большой гибкости не требуется, но требуется устойчивость против истирания.
Стальные канаты изготавливаются путем свивки из отдельных проволок небольшого диаметра в соответствии с ГОСТ – 3241 – 80, причем при одинаковом диаметре 2-х канатов наибольшей гибкости будет обладать канат, изготовленный из большего числа проволок.
Канат может быть:
1) Одинарной свивки (спиральный) – свивается сразу из большого числа отдельных проволок;
|
2) Двойной свивки – когда проволоки предварительно свиваются в пряди (стренги), а затем несколько прядей свивают вокруг мягкого или жесткого сердечника в канат.
|
|
|
3) Канат тройной свивки (кабель) – свивается из нескольких канатов двойной свивки.
Канаты одинарной свивки, из-за жесткости и способности раскручиваться, применяют на канатных дорогах и кабельных кранах.
|
Канаты двойной свивки с пеньковым сердечником состоит из 6 прядей по 37 или 19 проволочек в каждой пряди, их применяют в качестве грузоподъемных и тяговых средств.
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); сочетании направления свивки (односторонняя- О); способ свивки (раскручивающийся - Р, нераскручивающийся - Н); тип касания проволок в прядях; материал сердечника (органический сердечник - О); номер госта.
Прочность каната определяется по фактическому усилию напряжения каната S факт, возникающему при работе машины:
Sфакт R 
где, 
- разрывное усилие каната H, зависящее от диаметра каната, его конструкции и материала проволоки (из таб. 3) стр. 45 И.П. Барсов «Строительные машины и оборудование».
R – коэффициент запаса прочности
В зависимости от рода механизма и условий работы, коэффициент запаса прочности принимают:
- для канатных оттяжек –3,5
- для грузовых канатов при машинном приводе и легком режиме - 5; среднем – 5,5; тяжелом и весьма тяжелом – 6
- для канатов в лебедках для подъема людей – 9.
Стальные цепи применяются в строительных машинах в качестве гибких элементов привода грузоподъемных и тяговых органов ручных талей, тяговых органов транспортирующих машин (конвейеров, элеваторов), а так же в качестве строп при грузоподъемных работах.
|
|
Цепи подразделяются на 2 группы:
1. Сварные овально - звеньевые (изготовлены из стали Ст2 и Ст3)
| 
|
| а - звено | б – соединение звеньев |
2. Пластинчатые.
а – многопластинчатая б – способ соединения концов цепи
|
По конструктивным признакам сварные цепи подразделяются:
- короткозвенные
- длиннозвенные
- с распорками
По степени точности:
- калиброванные
- некалиброванные
Калиброванные отличаются меньшим отклонением размеров шага и ширины звена.
Пластинчатые цепи применяют в строительных машинах в качестве приводных, тяговых и грузовых устройств.
Тяговые пластинчатые цепи состоят из 2-х наружных и 2-х внутренних пластин удлиненной формы, соединенных втулкой.
Грузовыепластинчатые цепи применяются в ручных талях и определят на растяжении так же, как и стальные канаты, исходя из необходимого запаса прочности R.
Коэффициент запаса прочности сварных овально - звеньевых цепей работающих:
- на гладком барабане - не менее 3 при ручном приводе и не менее 6 – при машинном приводе.
- при работе на звездочке (калиброванной) – не менее 3 – при ручном приводе и 8 – при машинном. Для сварных цепей и стропующих устройств – не менее 5 – при ручном и при машинном приводе. Для грузовых пластинчатых цепей коэффициент запаса прочности должен быть не менее 3 – при ручном и не менее 5 – при машинном приводе.
|
|
2. Канатные блоки с гладким ручьем по ободу служат для направления перемещающихся канатов.
По роду работы блоки делятся:
- с неподвижной осью (направляющие)
- с подвижной осью (полиспастные)
Допустимый диаметр канатного блока определяется по формуле:
D³d ×e,
где, d – диаметр канала;
e – коэффициент, зависящий от типа грузоподъемной машины: 16 – для блоков стреловых каналов с легким режимом работы; 35 – для блоков грузоподъемных машин с весьма тяжелым режимом работы.
Поддерживающие канатные блоки для направления сварных цепей с шаром (r) могут иметь гладкий или фасонный ручей, который применяют когда блок (звездочка) заклинивается на валу и участвует в передаче крутящего момента от натяжения цепи.
|
| Канатные блоки: а – на подшипниках скольжения; б – на шарикоподшипниках; в – профиль ручья; г – угол отклонения каната от нормали |
3. Полиспастом называют систему, состоящую из нескольких подвижных и неподвижных блоков и каната, последовательно огибающего все блоки. Один конец полиспаста закрепляется на обойме подвижных или неподвижных блоков, а другой – на барабане лебедки.
В грузоподъемных кранах полиспаст применяют в механизме подъема груза. Они обеспечивают распределение силы тяжести груза на несколько ветвей каната, что позволяет применять канаты меньшего диаметра.
Сила тяжести Q груза, подвешенного к обойме подвижного блока распределяется на все рабочие ветви m комнат. Каждая ветвь в статическом положении будет нагружена силой, которая определяется:
Sk=Q/m,
где, Q – сила тяжести груза
m – число рабочих ветвей полиспаста.
При работе полиспаста зависимость между тяговым усилием Sk на сбегающей ветви каната и подъемной силой полиспаста Q (вес груза+вес подвижных блоков с крюком) приближенно выражается формулой:
Sk= Q / (m*nz)
где, m – число рабочих ветвей (кратность) полиспаста, равно числу огибаемых канатных блоков, когда канат сбегает с неподвижного блока полиспаста, и число блоков полиспаста + единица, когда канат сбегает с подвижного блока;
z – число блоков;
n - КПД одного блока: n= 0,98 – блок на подшипниках качения, n= 0,96 – блок на подшипниках скольжения.
Более точно КПД полиспаста определяется по формулам:
- при сбегании с неподвижного блока:
- при сбегании с подвижного блока:
Если между полиспастом и барабаном лебедки находится несколько отклоняющих блоков, усилие натяжения каната определяется с учетом КПД полиспаста и отклоняющих блоков:
где, Q – вес поднимаемого груза
q – вес подвижных блоков
m – число рабочих ветвей полиспаста
– общий КПД полиспаста
– КПД одного отклоняющего блока
z – число отклоняющих блоков (кроме блоков полиспаста)
4. При подъеме и перемещении грузов подъемными кранами в каждом цикле производят следующие вспомогательные операции:
-строповку груза и зацепление его с крюком крана
- снятие груза с крюка, освобождение его от стропов
- переноску стропов к месту захвата очередного груза.
Затраты времени на выполнение этих операций занимают значительное место в цикле и зависят от рода поднимаемого груза и совершенства грузозахватных устройств.
Конструкция и виды грузозахватных устройств зависят от рода материалов и вида изделий, для которых они предназначены, их разделяют на следующие виды:
- для крупных элементов и деталей стеновых панелей и плит покрытия, колонн, ферм, балок и крупных блоков – канатные и цепные стропы;
- для лесоматериалов и металлопроката;
- для мелких и штучных деталей – кирпич, сантехника и т.д.;
- для сыпучих и кусковых затареных материалов (песок, щебень, цемент)
- для цементных и известковых растворов (для бетонной смеси и других материалов)
Наиболее распространенными являются:
Крюки с крюковыми обоймами; канатные и цепные стропы; клещевые и эксцентриковые захваты, грейферы (одно-, двухканатные и моторные); магнитные плиты и пневмоприсосы.
| Грузозахватные крюки грузоподъемных кранов а – однорогий; б – двурогий. |
| Одноблочная крюковая обойма (подвеска) 1 – щека; 2 – блок; 3 – ось; 4 – шайба; 5 – гайка специальная; 6 – подшипник; 7 – траверса; 8 – крюк; 9 – предохранительная защелка. |
5. Остановочные устройства применяются для удержания поднимаемого груза от падения. Действие останова основано на вращении вала, передающего крутящий момент в направлении, соответствующем подъему груза и препятствии вращения барабана лебедки в обратную сторону.
По конструктивному исполнению различают остановы храповые: с наружным и внутренним зацеплением.
Фрикционные – роликовые (обгонная муфта) и клиновые.
| 
|
| Зубчатые остановочные устройства (храповики) а – с наружным зацеплением; б – с внутренним зацеплением; 1 – вал; 2 – храповое колесо; 3 – палец; 4 – собачка; 5 – корпус лебедки | Фрикционный роликовый останов (обгонная муфта) 1 – шкив; 2 – диск; 3 – ролик; 4 - пружина |
Занятие № 8.