Канатный блок Советский патент 1993 года по МПК B66D1/30 

Изобретение относится к подъемно- транспортному машиностроению и может быть использовано при изготовлении блоков ПТМ.

Известен блок, содержащий ступицу и обод с желобом, выполненным радиусной кривой и двумя сопряженными прямыми.

Недостатками формы ручья являются чрезмерная жесткость пары трения из-за зажатости каната радиусной кривой желоба. В силу этого контактные напряжения в вершине и в верхних боковинах радиусной кривой желоба в период обтяжки достигают при подъеме груза величин порядка 1500 МПа, что приводит к интенсивному износу не только блока, но, что более важно, каната. При этом срок службы каната снижается до нескольких недель. Кроме того, рассматриваемый блок не исключает выпадение каната из блока при раскачивании груза.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является канатный блок, содержащий ступицу и обод с желобом и щеками.

Недостатком этого блока является все тот же завышенный износ радиусной кривой желоба и эксплуатируемого каната. Кроме того, за счет быстрого износа мест сопряжения различных кривых неоправданно увеличивается угол набегания, который может стать больше нормированной величины.

Целью изобретения является уменьшение износа каната и ручья блока.

Цель достигается тем, что в канатном блоке, содержащем ступицу и обод с желобом и щеками, профиль поверхности выполнен в виде кривой по уравнению

. У У1 с1ф2+(1-С1)фб,

где ci - константа, зависящая от диаметра каната did

XL yi - координаты верхней точки желоба, причём

64

X1 4pj-dk, У1 -gdk.

х, у - текущие координаты, причем начало координат помещено в вершину ручья блока.

Для исключения выпадения каната из блока при колебаниях груза его щеки для скорейшего сбегания каната в ручей выполнены криволинейными по уравнению

сз

у - yi - (У2 - yi) f (1 - УП-ТТ УД

(Х2-Х1)С2СЗ

где Х2, у2 - координаты последней верхней рабочей точки ручья, причем Х2 dK. У2 т 4/3

dk, C2 и сз - константы, зависящие от диаметра каната.

На чертеже изображен канатный блок в разрезе.

Канатный блок состоит из ступицы 1, обода 2 с желобом 3, включающим ручей 4 и щеки 5. Криволинейный ручей блока А в поперечном сечении определен следующим соотношением:

10

(+(1-С1)-Л/ а боковая щека ВС - параболической кривой

y yi-(Y2-yi)f (1-V1+/4(.

(Х2-Х1)С2СЗ

Точка В получена из условий гладкого сопряжения.

При работе канатного блока в.наиболее

тяжелом режиме подъема максимального груза нормальное сечение каната, принимая форму расширенного книзу овала, хорошо вписывается в ручей желоба, выполненного в виде кривой, и имеет довольно протяженную линию контакта, причем характер местных напряжений, обусловленный структурой каната, также выравнивается.

Перечисленное приводит к тому, что на

всем участке АВ (противоположная сторона ручья симметрична) контактные напряжения в паре канат - блок, вызванные механическими нагрузками, оптимальны и не превосходят величины 1200 МПа,

Ниже приведена сравнительная табл.1 контактных напряжений в паре канат - блок для различных диаметров канатов заявленного и стандартного блоков.

Значительно меньшие контактные напряжения в паре не только резко уменьшают износ канатов и блоков по ручью, но и за счет равномерного обжатия каната, особенно в начальный период эксплуатации, обеспечивают повышение его долговечности

(практически исключаются случайные обрывы проволок, смещение прядей, выход каната из ручья и т.п.). Кроме того, выполнение щек желобов в виде параболической кривой с обратной по отношению к форме ручья

кривизной исключает возможность выпадения из желоба и его скорейшее возвращение в ручей, что, с одной стороны, уменьшает возможность раскачивания груза, а с другой, позволяет сократить металлоемкость блока, так как в заявленном блоке высота щек может быть на 20-30% меньше стандартной.

Ниже приведен конкретный пример выполнения канатного блока (желоба и щек).

Расчет координат точек рабочего профиля и желоба для каната диаметром 30 мм приведен в табл.2. Значение параметров Ci, €2 и Сз в этом случае 0,60248, 0,66851 и 2,01667 соответственно.

Высота щек стандартного блока для каната диаметром 30 мм в соответствии с (1) 55 мм (приложение У, а у заявленного 40 мм, что составляет 77,3% от стандартного.

Заявленный канатный блок, как показа- ли теоретические расчеты, исследования на моделях и промышленные эксперименты, отвечает лучшим мировым образцам, а по показателям материалоемкости и долговечности значительно их превосходит. Но са- мое главное, что предложенная форма профиля ручья позволяет существенно увеличить ресурс стальных канатов, работающих в паре блок - канат, и уменьшить возможность их внезапного отказа. В силу вышесказанного применение заявленного канатного блока будет особенно эффективным в специальных и тяжелых металлургических кранах, перегружателях и шахтных подъемниках, шагающих экскаваторах, на рыболовных судах (ваерный канат, ваерный блок) и буксирных судах, где удерживание каната в желобе при работе под нагрузкой достаточно сложная задача.

Формул а изобретени я 1. Канатный блок, содержащий ступицу и обод с криволинейным в поперечном сечении желобом и щеками, отличающийся тем, что, с целью повышения

долговечности путем снижения контактных напряжений и повышения надежности, криволинейный в поперечном сечении рабочий профиль желоба определен следующим соотношением:

y-Yifci +o-ci))6,

где ci - константа, зависящая от диаметра каната oV. XL yi - координаты верхней точки желоба, причем

xi уу dk,

а х и у - текущие координаты с началом координат, расположенным в вершине ручья блока.

2. Блок по п.1, о т л и ч а ю щи и с я тем, что каждая щека в поперечном сечении имеет криволинейную форму, определяемую следующим соотношением:

сз

y yi-(y2-yi)(1-Vf7 JЈz n

(Х2 Xl) C2 СЗ

где Х2 и у2 - координаты последней верхней

л рабочей точки блока, причем Х2 dk, У2 o- dK

а С2 и сз - константы, зависящие от диаметра каната.

3. Блок по пп.1 и 2, от л и чающийся тем, что высота желоба равна не более 4/3 йк, где die - диаметр каната.

Использование: в подъемно-транспортном машиностроении. Канатный блок содержит ступицу 1, обод 2 с желобом 3. Желоб состоит из ручья 4 и щеки 5. Образующая профиля ручья блока описывается уравнением у yi cifx/xi)2 + (1-ci) (х/хА где ci - константа; xi и yi - величины, зависящие от диаметра каната. Образующая профиля его щек описывается уравнением У У1 - (У2 - У1)(СЗ/С2) {1 + 4 (X - Х1/(Х2 - X1)C2 C3J где С2 и сз - константы, а величины Х2 и xi зависят от диаметра каната. Высота блока может быть выбрана раной 4/3 диаметра каната. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Примечание: В числителе указаны контактные напряжения между канатом и стандартным блоком, в знаменателе - между .канатом и заявленным блоком. Величина нагрузок при расчетах максимальная.

Таблица 1

Таблица 2