Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Сюда относятся в первую очередь различного типа конвейеры.
в) Устройства наземного и подвесного транспорта, представляющие тележки с перемещением по рельсам или без рельсов по земле или по рельсам по воздуху (подвесные дороги).
Этот вид транспорта может быть использован как для перемещения отдельных, так равно и массовых грузов.
В настоящем приложении к курсу «Детали машин» будут кратко рассмотрены отдельные элементы грузоподъемных машин.
Рассмотрим сначала простые подъемные устройства. 1. Основной частью таких машин является блок, т. е. диск, могущий вращаться вокруг оси; обод блока снабжен желобком или
канавкой, которую огибает гиб-|1| кая связь — канат или цепь
на неподвижные и подвижные. Если во время подъема груза геометрическая ось блока не перемещается, то такой блок называется неподвижным, в противном случае имеем подвижной блок.
Пусть неподвижный блок (фиг. 313) радиуса R огибается канатом, к концу которого подвешен груз Q, поднимаемый усилием P0 рабочего.
§ 2. ПРОСТЫЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
Фиг. 312.
Фиг. 313.
376
ЭЛЕМЕНТЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
Пренебрегая пока вредными сопротивлениями, составляем уравнение равновесия
QR -P0R = O,
т, е.
P0 = Q-
Следовательно, неподвижпый блок не дает выигрыша в силе, он применяется лишь для изменения направления силы, почему и называется также направляющим. В действительности, учитывая к. п. д.
T
Фиг. 314.
с учетом к. ц. д.
Фиг. 315.
P --Я-
блока т], получаем
P0 = -5- . (193)
В подвижном блоке (фиг. 314) один из концов каната (на чертеже левый) закрепляется неподвижно, а груз Q подвешивается к обойме или скобе а, висящей на оси блока. Принимая во внимание, что натяжение, каната будет везде одинаково и равно P0, из условия равновесия получим теоретически
2P0 = Q или P0 = LL f
(194)
Таким образом, подвижный блок дает выигрыш в силе теоретически в 2 раза, практически несколько меньше. Потери в блоках являются следствием двух причин:
а) трения в подшипниках, если ось блока вращается, или трения между втулкой блока и его осью, если она неподвижна;
б) жесткости канатов или цепей.
Жесткость гибких тел (канатов и цепей) проявляется в том, что канат, набегая на блок, не сразу принимает кривизну блока, т. е. начинает прилегать к нему не в точке А на конце горизонтального диаметра, а в некоторой точке А\ (фиг. 315), в результате плечо силы Q относительно оси вращения увеличивается по сравнению с теоретическим на некоторую величину е. То же происходит и при сбегании каната с блока; канат отделяется от блока не в точке Bx
ПРОСТЫЕ ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ МАШИНЫ
377
а в точке Bi, следствием чего будет уменьшение плеча силы P0 примерно на ту же величину е, в результате условие равновесия получим в виде
Q(R + e) = P0(R -е),
откуда
'.-oS±f-^ + ^)»o(i + i)-
Величина -д-, характеризующая жесткость каната, определяется
експериментально.
Жесткость цепей и связанные с этим явлением потери являются следствием трения в ввеньях цепи при набегании и сбегании цепи с блока, ибо звенья цепи при этом должны поворачиваться одно относительно другого.
Не останавливаясь на доказательстве, укажем, что при одинаковых диаметрах потери на жесткость в подвижном блоке вдвое меньше.
При учете обоих видов сопротивления (трения в подшипниках и жесткости канатов и цепей) получим следующие средние значения к. п. д.:
Для неподвижных блоков:
канат пеньковый ........ij = 0,86-г-0,93
канат стальной, цепь ......ij = 0,94 -г- 0,96
Для подвижных блоков:
канат пеньковый ........ij = 0,93-т-0,96
канат стальной, цепь ......t) = 0,97 -4- 0,98
Фиг. 316.
Если в подвижном блоке силу P0 и груз Q поменять местами, т. е. силу P0 прикладывать к оси блока (фиг. 316), то можем исполь-вовать блок для выигрыша в скорости.
В этом случае, если точка А приложения силы P0 прошла путь $, то точка приложения груза Q пройдет путь 2 s, из уравнения работ имеем теоретически
P0S = Q2s,
откуда
или с учетом к. п. д.
P0 = Q +
P0 = 2Q,
т]+1
2. Соединением подвижных и неподвижных блоков в одну общую систему получаем полиспаст. Полиспасты подразделяются на служащие для выигрыша в силе (применяются при подъеме грузов) и для выигрыша в скорости (используются в гидравлических и пневматических подъемниках). На фиг. 317 показана схема так назьь»
378
ЭЛЕМЕНТЫ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН
ваемого кратного полиспаста, состоящего из трех неподвижных и'трех подвижных блоков (кроме кратных применяются степенные полиспасты, которые здесь не рассматриваются).
Оси верхних блоков заключены в общую обойму а, оси нижних — в обойму Ь. Все блоки огибает канат, один конец которого С
Фиг. 317. Фиг. 318.
чески связь между силами P0 и Q определяется, исходя из условия равновесия нижней части полиспаста, в предположении равенства усилий во всех ветвях каната.
Рассекая канат плоскостью тп, имеем
Q = 6P0,
откуда
Г° - 6 ~~ п '
где п — число разрезанных канатов.
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ МАШИН 37!)
Приведем без вывода формулу, определяющую к. п. д полиспаста для случая, представленного на фиг. 317, когда канат сбегает с верхнего отклоняющего (неподвижного) блока:
