Блоки. Отводные блоки и блочные обоймы применяют для оснащения такелажных средств (мачт, порталов, шевров, гидроподъемников и др.), а также при подъеме и перемещении грузов с помощью монтажных лебедок, кранов и других грузоподъемных средств. Отводные блоки используют для изменения направления движения каната, в том числе и в полиспастных системах, с применением одного или двух канатных блоков. Для удобства оснастки блоков канатом (рис. 1) их выполняют с откидной щекой, съемной серьгой или крюком.
Рис. 1. Отводные блоки: а — с откидной щекой; б — со съемной серьгой; в — со съемным крюком
Тяговая сила блока равна 2Sб, где Sб — сила в ветви, набегающей на барабан лебедки. Монтажные блоки и обоймы в зависимости от конструкции и назначения подразделяют на БМ — блоки монтажные (отводные), ОБМ — обоймы блочные монтажные (полиспастные), Основные параметры блоков БМ и обойм ОБМ приведены в табл. 1.
Таблица 1. Основные характеристики блоков БМ и обойм ОБМ
| Обозначение
блоков и обойм |
Наибольшая
тяговая сила, кН (тс), не менее |
Число
блоков |
Диаметр блока
по дну канавки, мм |
Максимальный
диаметр d каната, мм |
| БМ 1,6-1 | 16 (1,6) | 1 | 125 | 8,1 |
| БМ 3,2-1 | 32 (3,2) | 165 | 13,5 | |
| БМ 5-1 | 50 (5) | 200 | 16,5 | |
| ОБМ 10-2 | 100 (10) | 2 | ||
| ОБМ 16-3 | 160 (16) | 3 | ||
| БМ 10-1 | 100 (10) | 1 | 270 | 22 |
| ОБМ 32-4 | 320 (32) | 4 | ||
| ОБМ 50-5 | 500 (50) | 5 | ||
| БМ 16-1 | 160 (16) | 1 | 330 | |
| ОБМ 63-5 | 630 (63) | 5 | ||
| ОБМ 80-6 | 800 (80) | 6 | ||
| ВМ 25-1 | 250 (25) | 1 | 405 | 27 |
| ОБМ 100-5 | 1000 (100) | 5 | ||
| ОБМ 160-8 | 1600 (160) | 8 | ||
| ОБМ 200-10 | 2000 (200) | 10 | ||
| БМ 32-1 | 320 (32) | 1 | 465 | 31 |
| ОБМ 320-12 | 3200 (320) | 12 | ||
| БМ 63-1 | 630 (63) | 1 | 630 | 42 |
| ОБМ 400-8 | 4000 (400) | 8 | ||
| ОБМ 630-13 | 6300 (630) | 13 |
Пример исполнения монтажных блочных обойм с тяговой силой 6300 кН приведен на рис. 2.
Рис. 2. Неподвижная (а) и подвижная (б) блочные обоймы ОБМ-630 с тяговой силой 6300 кН
При монтажных работах широко применяется также значительное число отводных блоков и блочных обойм, изготовленных по техническим условиям. Отводные блоки выбирают по тяговой силе Тб в зависимости от сил S1 и S2 в ветвях каната, огибающего канатный блок, и угла между ветвями. Обычно при расчетах принимают, что силы в ветвях равны S1 = S2 = S3, а угол между ветвями учитывают коэффициентом е.
| Угол между ветвями, ° | 30 | 45 | 60 | 90 | 120 |
| Коэффициент е | 1,93 | 1,85 | 1,73 | 1,41 | 1,00 |
Если ветви каната, огибающие канатный блок отводного блока, параллельны между собой, то принимают е = 2.
Пример выбора отводного блока. Сила в одной из ветвей, огибающей канатный блок, составляет 17 кН, а угол между ветвями ∼ 70°. Принимают наибольшее значение е = 1,73. Требуемая тяговая сила будет равна Тб = 17 × 1,73 ≈ 29,4 кН. По табл. 1 подбирают тип отводного блока так, чтобы его тяговая сила была не меньше расчетной. Это блок БМ 5.
Монтажные полиспасты. Полиспаст — это система (устройство), состоящая из подвижной (нижней) и неподвижной (верхней) блочных обойм, соединенных между собой гибким элементом (канатом, цепью и т.д.). Такое соединение называют запасовкой полиспаста.
Полиспасты обеспечивают выигрыш в силе или скорости. На монтажных работах в основном применяют силовые полиспасты.
Различают полиспасты грузоподъемных средств (кранов, трубоукладчиков и др.) и монтажные.
Монтажные полиспасты могут быть одинарные и сдвоенные. Наибольшее применение в практике монтажных работ нашли одинарные полиспасты (рис. 3, а). Сдвоенные (рис. 3, б) применяют в особых случаях, когда по условиям монтажных работ требуется полиспастная система с уравнительным устройством, а также при недостаточности тяговой силы имеющихся в наличии лебедок и блочных обойм.
Рис. 3. Схемы полиспастов: а — одинарных; б — сдвоенных; 1…6 — грузонесущие ветви полиспаста
Важным параметром полиспаста является кратность m, влияющая на выбор диаметра каната, размеров канатных блоков, блочных обойм и др. Кратность полиспастов m равна отношению числа ветвей, на которых висит груз, к числу ветвей, наматываемых на барабан лебедки.
При монтажных работах чаще используются полиспасты, запасованные канатами двумя способами: параллельным (рис. 4, а) и крестовым (рис. 4, б).
Рис. 4. Способы запасовки полиспаста: а — параллельный; б — крестовый; 1…13 — грузонесущие ветви полиспаста; I…VI — отводные блоки; S — ветвь, наматываемая на барабан лебедки; G — вес груза
Наибольшее применение нашел параллельный способ запасовки полиспастов. Эксплуатация полиспастов, в том числе и монтажных, сопровождается отклонением его ветвей из плоскости вращения канатных блоков на некоторый угол, который не должен превышать 6°. В случае превышения указанного значения угла возможен сход ветви полиспаста с блока, а это создает аварийную ситуацию.
Тяговая сила полиспаста определяется наименьшей из тяговых сил двух блочных обойм, входящих в полиспастную систему. Поэтому блочные обоймы выбирают по требуемой тяговой силе Ту.
При вертикальном подвесе полиспаста ее рассчитывают следующим образом: Ту = вес груза или расчетная сила на полиспаст + вес строповых устройств + вес нижней (подвижной) обоймы + вес каната, запасованного в полиспаст + сила в ветви, сбегающей на барабан лебедки с верхней (неподвижной) обоймы.
Наибольшая нагрузка действует на неподвижную верхнюю блочную обойму. Когда ветвь, сбегающая на барабан лебедки, сходит с подвижной нижней обоймы, при расчете Ту ее сила не учитывается. При горизонтальном полиспасте Ту = G, где G – вес груза, или расчетная сила на полиспаст.
При наклонном подвесе полиспаста Ту = (вес груза + вес строповых устройств + вес нижней обоймы + вес каната + сила в ветви, сбегающей на барабан лебедки с верхней обоймы) × на косинус угла между продольной осью полиспаста и вертикалью.
При расчете и проектировании блочных обойм, предназначенных только для монтажных полиспастов, дополнительные нагрузки (вес строповых устройств, вес нижней обоймы и др.) уже учтены. В таком случае требуемую тяговую силу каждой из блочных обойм выбирают по весу груза или расчетной силе на полиспаст.
Для выбора диаметра каната полиспаста при известном весе груза (тяговой силе) G, кратности полиспаста m, числе отводных блоков t, типе подшипника, на который опирается канатный блок, необходимо рассчитать максимальную силу Sб в ветви полиспаста. В ряде случаев следует рассчитывать силу Sп в каждой ветви полиспаста. Максимальная сила Sб возникает в ветви, сбегающей на барабан лебедки (подвижная ветвь) при подъеме груза, и в неподвижной (мертвой) ветви при его опускании.
Эти силы определяются по формулам
где k = 0,01 — при опоре канатных блоков на подшипники качения; k = 0,02 – при опоре на подшипники скольжения; n = 0, 1, 2, 3, …, m – 1, m –1+ t – номер ветви.