Канатоведучі органи призначені для перетворення обертального руху вихідного вала механізму приводу RU (редуктора або електродвигуна в безредукторних лебідках) в поступальний рух кабіни і, в залежності від кінематичної схеми ліфта, противаги.
Залежно від конструкції ліфта його канатоведучим органом може бути барабан (рис. 2.15), канатоведучий шків (рис. 2.16) або зірочка.
У лебідках із зірочкою в якості тягового органу застосовується ланцюг Галля. Типові ліфти такими лебідками не оснащуються.
Основні вимоги ПББЕЛ до канатоведучих органів, блоків і контршківам такі:
• барабан лебідки повинен мати реборди;
• у лебідки з КВШ необхідно забезпечити зчеплення канатів зі шківом в робочому режимі і при випробуваннях ліфта;
• спадання канатів з приводних і напрямних елементів в робочому режимі і при випробуваннях ліфта повинно бути виключено.
В процесі експлуатації ліфта барабани, КВШ, контршківи, відхиляючі блоки і блоки натяжних пристроїв піддають огляду відповідно до інструкцій заводу-виготовлювача. При появі в них тріщин і відколів їх негайно заміняють.
Барабани. Їх виготовляють із сталевого або чавунного литва; на робочій поверхні нарізають напівкруглі канавки, звані струмками. В струмки виток до витка укладають канати (див. рис. 2.15). Для того щоб виключити тертя канатів один об другий і забезпечити їх плавне, без ривків, змотування з барабана, глибина струмків повинна бути не більше 0,2d, крок нарізки струмків t = 1,1d і радіус кривизни струмка r = 0,55d, де d - діаметр каната, мм.
Для виключення можливості сходу канатів з барабана в його торцевій частині роблять реборди, які повинні підніматися над намотаним канатом на висоту не менше одного діаметра каната. Допускається не виконувати реборди з боку (сторін) кріплення каната до барабана.
На барабан повинен бути намотаний тільки один шар каната.
Кількість канатів на барабанній лебідці повинна бути не менше двох. Для ліфтів з верхнім розташуванням лебідки на барабані нарізають однозахідні струмки (рис. 2.15,а) правого і лівого напрямків, а при нижньому розташуванні лебідки - однозахідні струмки тільки одного напрямку (лівого або правого) (рис. 2.15, б). В обох випадках при підйомі кабіни пара канатів, прикріплених до кабіни, буде намотуватися на барабан, а прикріплена до противаги тікати, а при спуску кабіни навпаки.
Кінці канатів повинні бути надійно закріплені на барабані. Найбільш поширеними є такі способи кріплення:
• петлею з зажимами (рис. 2.17, а). В цьому випадку вал 1 або ступицю 5 барабана 2 двократно огинають канатом 4, потім кінці каната стягують не менше ніж двома зажимами;
• притискними планками (рис. 2.17, б). При цьому способі канат 4, обігнувши барабан, за допомогою планок 6 притискається до його поверхні. У разі кріплення каната до ненарізаной частини барабана, рівно укладають виток каната і надійно затягують болти або шпильки 7. У разі кріплення каната до нарізаної частини зрубують гребені на стороні, протилежній планкам, після чого зачищають ці місця, щоб канат лежав на рівній поверхні. Число планок має бути не менше двох;
• затискачем в гнізді планкою (рис. 2.17, в). Кінець каната 4 пропускають на всю довжину передбаченого в барабані отвору і затискають гвинтами 9 з квадратними головками. Для запобігання пошкодження канатів болтами під болти встановлюють планку 8 з виступом, направленим у бік від обріза каната і який впирається в барабан;
• затискачем в гнізді клином (рис. 2.17, г). У клиновидний отвір барабана 2 пропускають кінець каната 4 і огинають останнім по контуру клин 10, в якому по всій довжині зроблена напівкругла канавка для укладання в неї каната. Потім канат разом з клином забивають в барабан з боку розширеної частини отвору. Краї отвору заокруглені, щоб вони не обрізали канат.
Канатоємкість барабана повинна забезпечити укладання не менше півтора запасних витків кожного закріпленого на барабані каната при найнижчих положеннях кабіни (противаги), не рахуючи витків, що знаходяться під затискним пристроєм.
З конструктивних міркувань при застосуванні барабана підвіска кабіни (противаги) виявляється можливою не більше ніж на двох паралельних гілках канатів. При багатошаровій навивці каната на барабан використовується канатоукладочний механізм.
Існують також барабани тертя, в яких канат жорстко не закріплюється на барабані, а зчеплення канатів з ним здійснюється за рахунок сил тертя.
Найменший допустимий діаметр барабана, КВШ, відхиляють блоків і контршківа, який вимірюється за середньою лінією огинального каната, мм, визначається з умови довговічності і розраховується за формулою:
де е - коефіцієнт допустимого співвідношення діаметрів барабана і тягового каната;
d - діаметр каната, мм.
Для ліфтів, в яких дозволяється транспортування людей, е = 40, якщо лінійна швидкість руху каната (при номінальній швидкості руху кабіни) не перевищує 1,6 м / с, і е = 45, якщо лінійна швидкість каната вище 1,6 м / с .
Для ліфтів, в яких не передбачена транспортування людей, е = 30.
Основними недоліками барабанів є:
• неможливість підвішування кабіни (противаги) на більш ніж двох паралельних гілках канатів;
• наявність залежності розмірів барабана від висоти підйому, що ускладнює уніфікацію і стандартизацію;
• небезпека затягування кабіни під перекриття шахти і обриву тягових канатів у разі неспрацьовування кінцевих вимикачів і «залипання» якоря контактора напрямки вгору.
Канатоведучі шківи. Вони мають значні переваги перед барабанами і дозволяють підвішувати кабіну і противагу на декількох паралельних гілках канатів. Розміри канатоведучого шківа не залежать від висоти підйому, а кількість застосовуваних канатів не обмежується двома.
Канатоведучі шківи, так само як і барабани, виготовляються із сталевого або чавунного лиття. Вони складаються з струпцини, диска і обода. Для полегшення конструкції шківа диск виготовляють відносно тонким з ребрами жорсткості. Струпцина КВШ насаджується на тихохідний вал редуктора, а в безредукторних лебідках - на вал електродвигуна. Кріплення струпцини здійснюється за допомогою гайки і контргайки, що накручуються на вал, а положення шківа щодо вала фіксується за допомогою шпонки. На ободі канатоведучого шківа проточені кільцеві канавки (струмки) однакового профілю, в які вкладаються канати. Виготовляють обід з сірого чавуну або сталевого лиття. Канати, взаємодіючи з струмками, зношують обід шківа, тому для забезпечення найменшого зносу КВШ відливка в зоні обода повинна мати досить високу твердість і однорідну структуру. Для зниження експлуатаційних витрат по ремонту КВШ його обід іноді роблять знімним (див. рис. 2.16, б).
Відстань t, мм, між канавками обода КВШ, блоку і контршківа визначається за формулою:
де d - діаметр тягового каната, мм.
Ширина В, мм, обода КВШ залежить від числа m паралельних гілок канатів, а при застосуванні в лебідці контршківа - і від числа z обхватів шківа канатами:
Діаметр КВШ визначається виходячи з кінематичної схеми ліфта і умови довговічності. Для ліфтів із прямою підвіскою кабіни і противаги, діаметр КВШ залежить від відстані між центрами підвісок і зазвичай більше одержуваного з умови довговічності. При будь-якій іншій кінематичній схемі діаметр КВШ визначається тільки відповідно до умовою довговічності. Зовнішня навантаження КВШ, що дорівнює різниці натягу канатів підвіски кабіни і противаги, врівноважується дією сил зчеплення (тертя) канатів з канавками шківа. Ці сили залежать від кута обхвату шківа канатами, форми профілю поперечного перерізу канавки, коефіцієнта тертя між канатом і робочою поверхнею канавки і співвідношення сил натягу в гілках канатів.
Тягова здатність КВШ характеризується тяговим коефіцієнтом, який визначається за формулою:
де Smax і Smin - відповідно максимальний і мінімальний натяг канатів кабінної і противагової гілок.
Якщо S1> S2, то S1 = Smax, а S2 = Smin, і навпаки (рис. 2.18). Тягове зусилля визначається як ∆S= S1 -S2 або
∆S = S2 - S1.
Тяговий коефіцієнт показує відношення більшого натягу канатів Smax кабінної або противагової гілки до меншого Smin до моменту початку проковзування каната на КВШ. При роботі ліфта більший натяг може бути як в кабінної, так і в противагової гілці канатів.
Для запобігання ковзання канатів в канавках КВШ під час роботи лебідки цим канавкам надають спеціальний профіль (рис. 2.19). Вибір конкретної форми канавки виробляється з урахуванням необхідної сили зчеплення канатів з КВШ і технологічних обмежень.
Напівкруглий профіль канавки (рис. 2.19, а) дозволяє максимально збільшити термін служби КВШ і тягового каната завдяки великій опорній поверхні каната в канавці. Однак тяговий коефіцієнт КВШ з напівкруглим профілем канавки невеликий, тому такий профіль канавок застосовують, як правило, на швидкісних ліфтах, при багатообхватному обгинанні КВШ канатами. Застосування на швидкісних ліфтах інших форм канавок недоцільно через їх швидке зношування. При тривалій експлуатації шківа з напівкруглими канавками тяговий коефіцієнт практично не змінюється.
У напівкруглій канавці з підрізом (рис. 2.19, б) площа опори тягового каната на КВШ менше, ніж в попередньому випадку, а створюваний цим профілем тяговий коефіцієнт більше. Оскільки площа контакту каната з ребром підрізу мала, тиск (напруга зминання) на канат по лінії контакту значний. Відповідно вище і сила тертя каната про КВШ, внаслідок чого зростає і тяговий коефіцієнт.
При прямокутній формі підрізу площа контакту канавки і каната в процесі експлуатації шківа не змінюється і тяговий коефіцієнт не зменшується. У міру зношування підрізаної частини канавки її профіль перетворюється в напівкруглий. Канати такого профілю розраховані на застосування каната певного діаметру.
Найбільшим тяговим коефіцієнтом володіє канавка з клиновим профілем (рис. 2.19, в). На жаль, в цьому випадку великий знос канавки і каната, обумовлений великим питомим тиском. У міру зношування канавки вона довгий час працює як напівкругла з підрізом, перетворюючись при зношуванні до дна в напівкруглу без підрізу. У клиновій канавці допускається замінювати канати одного діаметра іншими, з близькими розмірами. Недоліком даного профілю є підвищене зношування канатів на початку експлуатації шківа.
Клинова канавка з підрізом (рис. 2.19, г) має ті ж характеристики, що й клинова. Підріз застосовують для запобігання можливого ковзання канатів при зношуванні канавки до дна. Напівкруглі канавки з підрізом і без нього мають більш складні технології виготовлення в порівнянні з клиновими.
КВШ підлягають заміні, якщо величина зазору між канатом і дном канавки менше 2 мм (рис. 2.20). При нерівномірності осіданні канатів в канавках КВШ більше 0,5 мм його також рекомендується замінити.
Блоки і контршківи. Відхиляючі блоки, контршківи, блоки натяжних пристроїв врівноважувальних канатів призначені для реалізації заданої кінематичної схеми ліфта. Дані пристрої на відміну від блоків натяжних пристроїв каната обмежувача швидкості не призначені для передачі тягового зусилля.
Виготовляються вони з тих же матеріалів, що і канатоведучі органи, тобто з чавунного або сталевого лиття. Конструктивно вони складаються з струпцини, диска з ребрами і обода.
В одному випадку контршківи і блоки насаджуються на нерухомі осі і вільно обертаються навколо них на підшипниках кочення, встановлених всередині струпцин, в іншому вони жорстко з'єднуються з віссю і обертаються разом з нею на підшипниках кочення, встановлених на кінцях осі.
При переході з КВШ на контршків і назад геометрична вісь каната відхиляється від площини симетрії відповідної канавки, утворюючи кут збігу каната. При його великому значенні канат інтенсивно треться об стінки канавок КВШ і контршківа, внаслідок чого збільшується знос каната, КВШ і контршківа.
Для зменшення кута збігу каната, контршків зміщують щодо канавок КВШ в осьовому напрямку наполовину кроку між канавками.
У разі установки відхиляючих блоків поблизу барабана, так само як і у випадку з контршківом, виникає кут збігу канатів. Для його зменшення відхиляючі блоки повинні мати можливість зміщуватися в осьовому напрямку. З цією метою в струпцину блоку запресовують антифрикційні втулки, що дозволяють блоку вільно переміщатися уздовж осі. Поверхні тертя блоку і втулки повинні бути чистими і добре змазаними. Оскільки контршківи і блоки залишаються поза передачею тягового зусилля, в їх конструкції застосовується напівкругла канавка, що забезпечує мінімальне значення контактного тиску. Вимоги до ступеня обробки поверхонь обода ті ж, що і для канатоведучих органів.
