Определение длины барабана и толщины его стенки

2.11.1 Определение длины барабана

 

Барабаны применяются с винтовой канавкой и однослойной навивкой каната. Рабочее число витков зависит от диапазона подъёма груза, кратности полиспаста, диаметра барабана и каната. Шаг нарезки выбирается в зависимости от диаметра каната /6, 27/.

Длина барабана определяется в зависимости от вида нарезки.

При одинарной нарезке (рисунок 2.7, а) длина барабана L, мм

,

где L_н – длина нарезной части барабана, мм;

- длина ненарезного участка, мм: » (1,5…2,0)t,

где t – шаг нарезки, мм; ориентировочно t»d_k+(2…5) мм, а более точно принимается из табл. У.2.13 (/27/, с.262)

При двойной нарезке (правой и левой) (рисунок 2.9, б) длина барабана L, мм

,

где b – расстояние между нарезками, b = 50…200 мм.

Длина нарезной части L_н, мм

где Z_p – рабочее число витков;

Z₃ – число запасных витков: Z₃ = 1,5…2,0 /20/;

Z_k – число витков на закрепление каната, Z_k =1…3 /31/

Рабочее число витков

,

где H_n – полная высота (диапазон) подъёма, м;

и - диаметр барабана и каната, м;

- кратность полиспаста.

Для нормальных пропорций барабана желательно, чтобы Lн < (3,0…3,5)

 

2.11.2 Расчет стенки барабана на прочность

Если длина барабана L<3D_б, то расчет ведется только на сжатие (так как напряжение изгиба и кручения не превышают 10…15% от напряжений сжатия).

Напряжения сжатия s_сж , Мпа /6/

,

где S – расчетное усилие в канате, Н;

d и t – толщина стенки и шаг нарезки, мм;

[s]_сж – допускаемое напряжение, Мпа

 

Р исунок 2.9 – Схемы барабана с нарезкой: а – одинарной; б – двойной

Для литых чугунных барабанов толщина стенки d, мм:

,

а для стальных барабанов (литых и сварных):

Допускаемые напряжения [s]_сж, Мпа, можно принимать /6/ для чугуна

[s]_сж= ,

а для стали:

[s]_сж= ,

где s_в и s_т – соответственно временное сопротивление разрыву и предел текучести, Мпа (/26/, табл.1.1.1; 1.1.10; 1.1.11).

Значения [s]_сж можно принимать из табл. 5 (/1/, с.125) или из табл. У.2.12 (/27/ с. 260).

Для относительно длинных барабанов, у которых L > 3 выполняется проверка прочности по напряжениям сжатия, изгиба и кручения.

Суммарное напряжение для стальных барабанов: s_сум , Мпа /7/

,

где s – напряжение от изгиба, МПа;

t_кр – напряжение от кручения, МПа;

При изгибе

; ,

где - наибольший изгибающий момент (при положении каната посередине барабана), (рисунок 2.10)

- момент сопротивления поперечного сечения барабана, мм³ ;

D_вн – внутренний диаметр барабана, D_вн=D_б-2d, мм;

При кручении

; ,

 

где W_n – полярный момент сопротивления, мм³;

M_кр – крутящий момент, м

M_кр = - при закреплении на барабане одной ветви каната;

M_кр = - при закреплении двух ветвей каната.