ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ И ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ МАШИНЫ НА ЗАВОДАХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

БАРАБАНЫ

Барабаны для навивки канатов представляют собой цилиндры с гладкой поверхностью (рис. 12, б) или с канавками для укладки каната (рис. 12, а), изготовляемые из чугунного или стального литья, а иногда сваркой из листовой стали.

При однослойной навивке, что характерно для кранов, применяют барабаны с канавками по винтовой линии, в которые укладывается канат. Канавки увеличивают площадь соприкосно­вения каната с барабаном и уменьшают удельное давление, а также предотвращают трение витков друг о друга. Благодаря канавкам повышается срок службы каната и устраняется опасность защем­ления витков.

Радиус канавки (рис. 12, а)

Г = 0,54DK мм. (20)

Концы каната на барабанах закрепляют прижимными план­ками (рис. 12, в), обычно это делается на мостовых и козловых кранах, и в пазе барабана с помощью клиньев (рис. 12, д) или прижимных болтов (рис. 12, г). Последние два способа получили распространение на стреловых кранах.

Длина нарезного барабана по правилам Госгортехнадзора должна быть такой, чтобы при крайнем нижнем положении грузо­захватного приспособления на барабане оставалось не менее 1,5 витков каната, не считая витков, находящихся под зажимными планками.

Основными параметрами барабана являются диаметр и длина.

Если высота подъема Н м, кратность полиспаста т, а диаметр барабана м, то число рабочих витков

<21>

Для барабана с нарезными канавками длина составит

1 = {^Щ t 11 = + 1 + ^ W

Где tx = — ширина зазоров по краям для крепления каната посредством прижимных планок или зажимных клиньев (рис. 12, в, г и д); Г0 — число дополнительных никогда не сматываемых витков, уменьшающих нагрузку на канат в месте закрепления его к барабану; по нормам Госгортех­надзора ZQ = 1,5; T = DK - f (2ч-3) мм — шаг канавок.

Наличие запасных витков очень важно, так как в месте закреп­ления к барабану канат деформируется и в ием возникают допол­нительные напряжения. Пользуясь зависимостью Эйлера для тре­ния гибкой нити о барабан, можно определить натяжение каната в месте закрепления к барабану

= (23)

Где Swa(j 5 — натяжение каната, определяемое по формуле (16); е 2,71 — основание натуральных логарифмов; / -=-- 0,12ч-0,15 — коэффициент трения каната о барабан; а — угол обхвата в рад. Согласно правилам Госгортехнад­зора а — Зл.

Если на барабан наматывают две ветви каната (сдвоенный полиспаст), то для каждого конца каната длину барабана под­считывают по формуле (22), а между рабочими участками барабана оставляют промежуток /2 (см. рис. 12, а).

Величину 12 (см. рис. 11, з) выбирают конструктивно такой, чтобы канат, когда крюк находился в крайнем верхнем положе­нии, при сходе с барабана не отклонялся на угол (3, больший 6°. 3* 35

При многослойной навивке (см. рис. 12, б) и числе витков в каж­дом слое г длина каната, навиваемого на барабан,

L = zit [D, + Da + ■••-1- Dn),

Где Dlt D. j, . . Dn — диаметры окружностей, измеренные по центрам каната соответственно для 1, 2, 3-го и тг-го слоев.

Как видно из рис. 12, б,

Dx = D6 + dK D2 «= D6 + 3dK; Dn = D6 + dK (2n - 1), Тогда

L zn D6n + dK [1 -F 3 + . . . (2n — 1) ]}.

Слагаемые в квадратных скобках представляют сумму членов арифметической прогрессии, первый член которой равен единице, 'последний (2n—1), а разность прогрессии равна 2.

Вычисляя сумму членов арифметической прогрессии, получим

L ■-= 2Л (D6n - f dKnА). (24)

Толщину стенок барабанов б предварительно определяют по эмпирической формуле

Б = 0,02D,5 + (6-5-10) мм (25)

И проверяют расчетом.

Стенки барабана подвергаются совместному действию усилий сжатия, кручеиия и изгиба. Как показывает опыт, основным яв­ляется напряжение от сжатия.

Проверку напряжений сжатия в стенках барабана производят по формуле

= Щ=т < ^ (26)

Где S — натяжение каната в н;

О» — диаметр барабана в см; Б — толщина стенок барабана в см; T — шаг винтовой канавки в см;

[а] —допускаемое напряжение сжатия, принимаемое для чу­гуна марки СЧ 15—32 равным 8000 м/слг (800 кгс/см2); для сталь­ного литья марки 35Л—10 000 н1см2 (1000 кгс! см2); для листо­вой стали Ст. 3 — 11 000 н/см2 (1100 кгс/см2).

На рис. 13 приведены характерные схемы подъемных механиз­мов. В ручных лебедках, а также в некоторых простейших кранах применяют передачу крутящего момента на барабан открытой зубчатой передачей (рис. 13, а и б). В схеме, показанной на рис. 13, а, барабан и ведомое зубчатое колесо закреплены на валу н передача момента происходит через вал, который нагружен кру­тящим и изгибающим моментами. Вал барабана установлен на выносных подшипниках. 36

В схеме, изображенной на рис. 13, б, ведомое зубчатое колесо выполнено в виде венца, прикрепленного болтами к барабану, которому он непосредственно передает момент. Ось закреплена неподвижно, а подшипники размещены в торцовых стенках ба­рабана.

Типичной является блочная конструкция подъемных меха­низмов, в которых принимают стандартные закрытые зубчатые передачи (редукторы), работающие в масляной ванне.

Редуктор Муфтц-тормоз

&

IT Mt

= Ось

5)

Ц- -HQ- K - - h

Г) д) в)

Рис. 13. Схемы установки барабанов

На рис. 13, в показан случай, когда тихоходный вал редуктора удлинен и на нем укреплен барабан. Ввиду значительной кон­соли конец вала имеет дополнительный подшипник. Недостатком такой схемы является наличие трехопорного вала, напряжения в котором будут зависеть от точности монтажа дополнительного подшипника. В технологическом отношении здесь требуется из­готовление нестандартного редуктора с консольным валом, что представляет неудобства как при изготовлении, так и при транс­портировке.

Схемы, показанные на рис. 13, г, due, позволяют исполь­зовать стандартные редукторы. Наиболее компактные решения получаются по схемам, где в качестве одной из опор используется тихоходный вал редуктора (рис. 13, д и е).

На рис. 13, д показан случай, когда тихоходный вал редуктора выполнен пустотелым с конической или цилиндрической расточ­кой и в него вставлен конец вала барабана. Передача момента валу барабана осуществляется трением, возникающим при затяжке конуса, или специальными разжимными кольцами.

В схеме, показанной на рис. 13, е, один конец тихоходного вала редуктора расширен и в нем имеется расточенное отверстие, где

Установлен сферический шарикоподшипник или шаровой вкла­дыш. В них устанавливают один конец вала барабана, а другой конец опирается на выносной подшипник. Вал барабана соеди-

Няется с валом редуктора зубчатой самоцентрирующейся муфтой. На рис. 14 приведены эпюры изгибающих и крутящих моментов при различных схемах соединения барабанов с редукторами.