2. Определение натяжения ветви каната идущей на барабан

Определить усилие в канате, навиваемом на барабан, можно по формуле:

Q – вес поднимаемого груза, (кН)

0.05Q – вес подвесных приспособлений, (кН)

а – кратность полиспаста

_пол – КПД полиспаста

Q=mg=20,0*9.81=196.2 (кН)

= (196.2+0,05*196.2)/4·0,904 =56.97 (кН)

3.Подбор каната по разрывнму усилию

Для механизма подъема (рис. 2) башенных кранов и строи­тельных лебедок применяются, как правило, стальные канаты (тросы крестовой свивки), с одним органическим сердечником и числом проволоки 6x19=114 или 6x37=222.

В тех случаях, когда перемещаемый груз движется в направ­ляющих (подъемники, лифты), применяются канаты параллельной свивки, как более долговечные.

Канаты изготовленные из прямых проволок, даже крестовой свивки, стремятся раскручиваться. Известны канаты практически не закручивающиеся, изготовленные из предварительно деформи­рованных проволок, а также канаты не крутящиеся - многопрядные противоположным направлением свивки прядей по слоям; они иногда применяются в подъемных механизмах при подвеске груза на одной или двух ветвях, когда желательно предотвра­тить кручение груза. Канат подбираем по допускаемому разрывно­му усилию:

S_p=k ^.S_k

k - коэффициент запаса прочности каната, в зависимости от режима работы механизма:

k=5.0 - для легкого режима работы;

S_p=5.0*56.97=284.86 (кН)

По ГОСТу 3070-74 выбираем канат типа ТК 6x19 =114 с расчетным пределом прочности проволоки:  =2000(МПа)

d_k=22.5 (мм) - диаметр каната

S’_p=287 (кН) - фактическое разрывное усилие

Проверяем фактический коэффициент запаса прочности:

K₁= S’_p/S_k  k

K₁=287/56.97 =5.04 > 5.0 – условие соблюдено

4. Определение размеров барабана

Рис. 3 Схема барабана

Барабан выполняют литым из чугуна или стали и сварным стальным. Конструкция крепления каната к барабану должна быть надёжной, удобной для его замены и осмотра и простой в изготовлении. Канат в месте крепления не должен подвергаться резкому изгибу.

l’Б = 950

50

Канаты навиваются на барабаны. В зависимости от длины навиваемого каната последний укладывается на барабан в один или несколько слоев. Барабаны, на которые наматывают канат в несколько слоев имеет гладкую поверхность и борта, воизбежание сползания каната. Барабаны, на которые навивают в один слой канат, имеют винтовые канавки. Допускаемое отклонение каната от нормали к продольной оси барабана не должно превышать 4°, так как при превышении этого угла канат может перескакивать в соседнюю канавку.

l_б’– полная длина барабана

L_б – высота реборд над последним слоем каната

h_p - толщина стенки бара­бана

_ст - диаметр барабана по центрам 1-го слоя каната

D_б’- конструктивный диаметр барабана

D _б^реб - диаметр барабана по ребордам

Крепление концов стальных канатов к барабанам производят, например, с помощью зажима их металлическими планками (рис.4)

Диаметр барабана по центрам первого слоя навивки каната определяется в зависимости от коэффициента l , принимаемого по нормам Гостехнадзора для стреловых кранов:

l=16 – при легком режиме

Определяем диаметр барабана по центрам первого слоя навивки каната по формуле для легкого режима работы:

D_б =l ^. d_k

D_б= 16*22.5=360 (мм)

Конструктивный диаметр барабана определяется по формуле:

D_б’=D_б - d_k

D_б’=360 – 22.5=337.5 (мм)

Примем D_б’=337.5 (мм)

Рабочая длина барабана определяется исходя из канатоемкости барабана и числа слоев навивки каната:

l_б’=Ld_k /(D_бm+d_km²) – для многослойной навивки

Длина каната должна быть такой, чтобы при опускании гру­зового крюка до нижнего положения на барабане лебедки остава­лось не менее полутора витков каната, не считая витков нахо­дящихся под зажимным устройством, поэтому принимаем число за­пасных витков каната z = 2.

m - число слоев навивки каната, принимаемое так, чтобы:

l_б’/D_б’ =(2.5  3) (*)

при соотношении (l_б’/D_б’)>3 барабаны необходимо проверять на совместное действие изгиба и кручения.

Канатоемкость барабана определяем по формуле :

L= а ^. H

L= 4 ^.40=160 (м)

l_б’=120*0.0225 /(3.14*(0.338*3+0.0225*3²))= 0.707 (м)

Округляем до целых сантиметров l_б’=710 (мм)

Условие (*) для многослойной навивки выполняется, отношение (l_б’/D_б’)=2.15

Толщина реборд принимается конструктивно:

_р= d_k=22.5=22.5 (мм)