3.3.5.1.5 Определение размеров барабана

Диаметр барабана , измеряемый по средней линии навитого каната:

_{, (3.44)}

_.

_{Принимаем - диаметр барабана по дну канавок.}

Профили и размеры канавок на барабане выбирают из условий обеспечения долговечной и надежной работы каната

–радиус канавки:

_{, (3.45)}

_.

–шаг винтовой линии:

_{, (3.46)}

_.

–глубина канавок:

_{, (3.47)}

_.

Число витков нарезанной части барабана:

_, (3.48)

где zр - число рабочих витков для навивки половины полной рабочей длины каната;

zн - число неприкосновенных витков;

zк - число витков для крепления конца каната.

_.

Длина барабана рассчитывается по формуле:

_{, (3.49)}

_{где lк – длина одного гладкого концевого участка.}

_{, (3.50)}

_.

_{Подставляя значения в выражение (3.49), получим:}

_.

_{Схема барабана представлена на рис.3.19.}

Рисунок 3.19–Схема барабана

3.3.5.1.6 Расчет барабана на прочность

Толщину стенки барабана определяют  из условий сжатия, учитывая, что он нагружен равномерно распределенной нагрузкой вследствие огибания его натянутым канатом силой S_max. Напряжения определяем по следующей зависимости

_{, (3.51)}

где S_max – натяжение каната, t – шаг.

.

Допускаемое напряжение соответственно для чугунных

_{, (3.52)}

и стальных

_{, (3.53)}

где — запас прочности: для чугунных барабанов = 4...4,25; для стальных = 1,4... 1,5.

.

Предварительно толщина барабана может быть определена по эм­пирическим формулам: для чугунных барабанов

_{, (3.54)}

для стальных барабанов

_{, (3.55)}

Из условий технологии изготовления литых барабанов .

.

Толщину стенки следует проверить на устойчивость согласно неравенству:

, (3.56)

где _кр — критическое напряжение; n_y — запас устойчивости.

В расчетах принимают: n_y = 1,7 для стальных; n_y = 2,9 для чу­гунных барабанов.

.

Критическое напряжение в стенке барабана:

, (3.57)

.

.

, (3.58)

где f -коэффициент трения между канатом и барабаном; —угол обхвата канатом барабана. В расчетах принимают f = 0,1...0,16 и  = (3 ... 4) .

.

Усилие растяжения болта:

, (3.59)

где ₁ = 2 — угол обхвата барабана канатом при переходе от одной канавки планки к другой; z_б – число болтов; f₁ — приведенный коэффициент трения меж­ду планкой и канатом (при угле заклинивания каната  - f₁=f/sin, в случае использования в планке клиновой канавки - f₁=0,24).

.

Момент, изгибающий болт:

, (3.60)

где l — плечо изгиба.

.

Суммарное напряжение в болте при затяжке крепления с учетом растягивающих и изгибающих усилий:

, (3.61)

.

Принятый болт проверяют на растяжение:

, (3.62)

где k=1,3 – коэффициент учитывающий изгиб болта; k₃= 1,8 — коэффициент запаса крепления; d_б- диаметр болта, - допускаемое напряжение растяжения ( для Ст.3 принимаем равным 117 МПа).

Обычно при диаметре ка­ната до 12,5 мм принимают болты (шпильки) M 12, до 15,5 мм-болты M 16, до 17,5мм - болты М 20.

.

.

Крепление болта представлено на рис. 3.20.

Рисунок 3.20 –Крепление болта