Lanové převody Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Institute of Technology And Business In České Budějovice

Tento učební materiál vznikl v rámci projektu "Integrace a podpora studentů se specifickými vzdělávacími potřebami na Vysoké škole technické a ekonomické v Českých Budějovicích" s registračním číslem CZ.1.07/2.2.00/29.0019. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Popis a použití lanového převodu   Lanový převod je opásaný převod, u něhož tažným členem je lano. Princip i geometrie jsou shodné s řemenovým převodem. Vzdálenost mezi hnací a hnanou řemenicí může dosahovat i několika kilometrů. Pro zamezení velkého průhybu lana se používají podpěrné kladky, které zároveň lano vedou. Napínací zařízení zajišťuje stálou velikost napínací síly a vyrovnává prodloužení či zkrácení lana v důsledku teplotních změn. Dnes se lanové převody se používají zejména u zdvihacích ústrojí, v jeřábech různé konstrukce, těžební technice a v neposledním řadě u lanových drah. Dále se užívají pro sklápění a vysouvání výložníků.

Příklad lanového převodu - jeřáb

Výhody a nevýhody lanového převodu vysoká únosnost ocelových lan vysoká mechanická účinnost nízká pořizovací cena nízké provozní náklady   Nevýhody: značné prodlužování lan nutnost stálé kontroly lan a uchycení jejich konců velké zatížení hřídelí a ložisek

Konstrukční uspořádání lanového převodu Vhodným konstrukčním uspořádáním lanových kladek docílíme potřebný převod (i). Převod charakterizujeme jako počet průřezů lana n mezi pevnými a volnými kladkami.

Konstrukční uspořádání lanového převodu

Lana Ocelová lana pro lanové převody jsou normalizovaná dle normy EN ČSN 12385-4. Lana se spojují splétáním. Pevnost drátku se pohybuje od 1270 - 1770 MPa. Dráty se splétají v pramence, dále pak v prameny a ty potom v lano. Mezi prameny bývá konopná duše napuštěná mazivem. Čím více se lano při práci třením zahřívá, tím se uvolňuje větší množství tuku. Vzájemný smysl vinutí pramene a lana může být stejnosměrný nebo protisměrný. Ocelová lana se musí v provozu pravidelně kontrolovat, zlomené a vyčnívající dráty se při prohlídce uštípnou, pokud počet uštípnutých drátů překročí dovolenou mez, lano se musí vyměnit. Ocelová lana se mažou mazáním nebo penetrací.

Lana Dle normy EN ČSN 12485-4 poznáme tyto druhy ocelových lan: standardní šestipramenní (a,b) šestipramenní Seal (c) šestipramenní Warrington (d) vícepramenní Herkules (e) Konstrukce jednotlivých druhů lan

Lanové bubny a kladky   Kladky se rozlišují na vodící a vyrovnávací. Vyrovnávací kladky jen vyrovnávají tah jednotlivých větví lan. Rozměry kladek jsou odvozeny od průměru lana. Při příliš malém poloměru ohybu, dochází k velkému namáhání nosných drátků z níž jsou lana spletena a může dojít k jejich poškození. Proto se odvozují rozměry kladek od průměru lana, aby byly zachovány optimální podmínky namáhání lana při jeho ohybu. Totéž je dodržováno i u lanových bubnů.

Průřez lanovou kladkou

Volba použitých ložisek Použitý druh ložisek se volí dle vhodnosti typu ložiska, dle velikosti síly a jejího charakteru, požadavků na údržbu, vlivu pracovního prostředí atd. Je možno použít : kluzná ložiska – bronzová nebo bimetalová pouzdra valivá ložiska – nejčastěji U valivých ložisek se dává přednost ložiskům s přímkovým stykem, které mají vhodnější vlastnosti pro tento způsob zatěžování. Z výrobních důvodů, je vhodné použití jehlových ložisek, neboť jejich konstrukce umožňuje velkou variabilnost rozměrů ložisek. Na následujícím obrázku jsou zobrazeny některé možné varianty řešení jak tvaru kladek, tak i provedení ložisek.

Lanový buben s motorem

Výpočet Ocelových lan Výpočet ocelových lan pro jeřáby Výpočet je dle normy ČSN 27 01 00   Maximální dovolené zatížení lana je dáno vztahem 𝐹 𝑛 = 𝐹 𝑝 𝑘 ≥𝐹 Kde  FP je jmenovitá pevnost lana (N)  F je zatížení lana (N) k je součinitel bezpečnosti lana

Výpočet Ocelových lan Součinitel bezpečnosti k volíme z tabulky, s ohledem na druha lana a jeho použití. Hodnota se pohybuje od 3 do 5. Pro lana, u nichž dochází ke střídavému ohybu, se zvyšuje součinitel bezpečnosti k o hodnotu 0,7. Zatížení svislého lana je dáno vztahem 𝐹= 𝑄+𝐺 𝑧∙𝑛 ∙ 𝑔 𝜂 Kde Q – hmotnost normového břemena, tj. břemena rovnajícího se nosnosti jeřábu nebo zdvíhacího zařízení (hák, včetně hmotnosti lan) G – hmotnost částí zvedaných současně s břemenem (kladnice, traverza, kleště apod.) z – počet větví lanového převodu (větev lanového převodu, je část lana, jejíž začátek je na bubnu, vedená přes jednu nebo více kladek a končící v pevném uchycení, nebo na vyrovnávací kladce) n – počet nosných průřezů v jedné větvi lanového převodu η – účinnost lanového převodu.

Účinnost lanového převodu Účinnost lanového převodu se liší od uspořádání lanového převodu a také od použitých ložisek. Poté platí 𝜂= 1− 𝜂 1 𝑛 𝑛∙ 1− 𝜂 1 pro uspořádání dle obr. 3.4 a)  𝜂= 𝜂 1 ∙ 1− 𝜂 1 𝑛 𝑛∙ 1− 𝜂 1 pro uspořádání dle obr. 3.4 b)   Za účinnost kladky η1 je třeba dosadit hodnotu odpovídající použitým ložiskům η KLUZ - kladky jsou uloženy v kluzných ložiskách (η1 = 0,96) η VAL - kladky jsou uloženy ve valivých ložiskách (η1 = 0,98) η1 je účinnost jedné kladky na pevné ose.

Uspořádání lanového převodu u jeřábu