Канатный привод. Описание

Канатный привод. Канатный привод применяется в кранах, подъемниках, экскаваторах, скреперах, бульдозерах и других машинах, т. е. распространен весьма широко. Он удобен тем, что позволяет просто обеспечить значительные поступательные перемещения приводимых органов при вращательном движении барабана основной машины привода — лебедки. Существует большое количество конструктивных разновидностей лебедок.

Барабанные лебедки обеспечивают поступательное перемещение каната при его наматывании или сматывании. Для грузоподъемных лебедок характерна контролируемая реверсивность: канат наматывается или сматывается только при действии привода. Лебедки часто применяют как самостоятельные машины, представляющие силовой орган различных подъемных устройств, монтируемых на строительных объектах, например, люлечных подъемников. Такие лебедки обычно имеют один горизонтальный барабан и называются однобарабанными. Известны также лебедки с вертикальным валом — кабестаны.

Специальный кабестан, служащий для подтягивания грузов пеньковым канатом на небольшие расстояния, носит названия шпиля. Барабан шпиля имеет вверху грушевидную форму и передает окружное усилие на канат за счет силы трения. Канат оборачивают несколько раз вокруг барабана, его свободный конец натягивают вручную. Этого бывает достаточно, чтобы шпиль развил соответствующую силу тяги.

Рабочим органом однобарабанной лебедки (рис. 2.49) является цилиндрический барабан 5 для однорядной или многорядной навивки каната. Вал барабана установлен в подшипниках на раме 4 лебедки и соединен с механизмом трансмиссии, в которую включено тормозное устройство 2. В электрических лебедках оно выполнено в виде колодочного или ленточного тормоза, который держит барабан в застопоренном состоянии при обесточенном двигателе 3, а отпускает барабан, когда двигатель включен и его вал вращается в ту или другую сторону. В простых электрических лебедках передача вращающего момента осуществляется через редуктор 1.

Рис. 2.49. Однобарабанная реверсивная лебедка (а) и ее кинематическая схема (б)

В крановых лебедках применяют компактные червячные редукторы 2 (рис. 2.50). К входному валу редуктора подсоединяют с помощью муфты двигатель 3, к выходному — барабан 4 лебедки. Управление такой лебедкой сводится к реверсивному включению и выключению двигателя. Для автоматического торможения предназначен тормоз 1. Выпускаются также лебедки с муфтой сцепления между трансмиссией и барабаном. Обычно такая муфта действует на принципе использования сил трения (фрикционных), поэтому лебедка называется фрикционной, а сцепная муфта — фрикционом. Многобарабанными лебедками экскаваторов и кранов обычно управляют фрикционами и тормозами.

Рис. 2.50. Однобарабанная лебедка башенного крана

Гибкие рабочие органы канатного привода — канаты — бывают стальные, значительно реже используют пеньковые. В последнее время появились канаты из искусственного волокна (нейлоновые). Они значительно прочнее пеньковых, но еще не получили настолько широкого применения, чтобы можно было судить об их рабочих качествах. Для свивки стальных канатов используют проволоку из углеродистой стали. Если отдельные проволоки свивают непосредственно в прядь каната, получается канат одинарной свивки; если же из проволок свивают пряди, а затем уже из прядей — тело каната, получается канат двойной (тросовой) свивки.

В грузоподъемных монтажных машинах обычно применяют канаты двойной свивки (тросы) (рис. 2.51) из шести прядей 1 с пеньковым сердечником 2, придающим канату большую эластичность и удерживающим смазку. В прядях такого каната происходит точечное касание, поэтому эти канаты отнесены к типу ТК.

Рис. 2.51. Канат тросовой свивки

Выпускают также канаты типа ЛК с линейным касанием. Они более износостойки, долговечны и надежны, но их изготовление значительно сложнее и дороже. Канаты типа ЛК чаще применяют в особо ответственных подъемных машинах, например, пассажирских лифтах. Канаты типа ТЛК (с точечно-линейным касанием прядей), занимающие промежуточное положение между канатами двух ранее упомянутых типов, получают все более широкое распространение.

Тип каната выбирают в зависимости от условий работы. Канат ТК6 х 19, содержащий по 19 проволок в каждой из шести прядей, применяют для устройства вант, оттяжек и в других случаях, когда канат мало подвергается изгибу. Канат ТК6 х 37 используют для изготовления чалочных приспособлений грузозахватных стропов. Канат ТК6 х 61 является наиболее мягким, его используют для работы в полиспастах и при многократной навивке на барабан.

Основной характеристикой каната является разрывное усилие, указываемое в сертификате завода-изготовителя. Допускаемая наибольшая нагрузка на канат должна быть в несколько раз меньше разрывного усилия. Величина этого отношения, называемого коэффициентом запаса Кз прочности каната, нормируется Госгортехнадзором и учитывает условия работы каната. Так, для грузовых и стреловых канатов грузоподъемных машин в зависимости от режима работы механизма коэффициент запаса прочности Кз = 5...6, для тяговых канатов К₃ = 4, а для канатов, используемых для оттяжек, Кз = 3,5. При выборе каната нужно учитывать грузоподъемность лебедки.

Пригодность каната для работы определяют по браковочным признакам, в том числе по числу обрывов отдельных проволок на длине шага свивки, т. е. расстояния по длине каната между витками одной и той же пряди (см. рис. 2.51). Браковочные нормы Госпроматомнадзор приведены в табл. 2.1.

Примечание. В числителе указано допустимое число обрывов в канатах крестовой свивки, в знаменателе — в канатах односторонней свивки

Еще одной специфической деталью канатного привода являются блоки (колеса с канатным ручьем по ободу), изменяющие направление движения каната. Полиспастные блоки 2 монтируют в обоймах 1 и 3 (рис. 2.52). В полиспастах грузоподъемных машин обычно используют крюковую нижнюю обойму 3, имеющую основу для крепления крюка.

Рис. 2.52. Полиспаст

На монтажных работах используют крюки с замками, предотвращающими соскакивание стропов.

Полиспасты в монтажных грузоподъемных устройствах делают обычно простыми; в них тяга осуществляется одним канатом. Кратностью полиспаста называют отношение скорости навивки каната на барабан к скорости подъема груза. Для простого полиспаста кратность равна числу рабочих ветвей. В ответственных грузоподъемных механизмах применяют сдвоенные полиспасты, в которых тяговыми являются два каната, навиваемых на общий барабан. Кратность таких полиспастов равна половине числа рабочих ветвей.