6. Барабаны

По числу слоев навивки каната различают барабаны с однослойной и многослойной навивкой. При навивке каната на барабан в два или более слоев второй или последующий слой оказывают давление на нижележащий слой каната, подвергая его дополнительному изнашиванию. Поэтому в большинстве механизмов подъема применяют однослойную навивку.

Если на барабан должен быть намотан канат большой длины, то однослойная навивка его будет нерациональной, так как потребуется увеличение размеров барабана. В этом случае применяют многослойную навивку или используют фрикционные барабаны.

Форма обода барабанов крановых механизмов может быть цилиндрической, реже конической или коноидальной. Наибольшее распространение имеют цилиндрические барабаны.

В механизмах подъема с машинным приводом при однослойной навивке каната применяют барабаны с нарезанными винтовыми канавками (рис. 5).

Рис. 5. Профиль канавки барабана для каната

При многослойной навивке каната могут быть использованы гладкие барабаны. В этом случае для равномерной укладки каната на барабан применяют канатоукладчики. Шаг винтовой нарезки мм. Толщину стенки литого барабану для предварительных расчетов определяют по эмпирическим зависимостям:

мм или ,

здесь – диаметр барабана;– диаметр каната.

Согласно РТМ 24.090.21-76 «Краны грузоподъемные. Барабаны канатные. Метод расчета» толщину цилиндрической стенки барабана можно определить по формуле

,

где – максимальное статическое натяжение каната;– шаг нарезки барабана;– допускаемое напряжение, определяемое по данным табл. 3.

Таблица 3

Допускаемые напряжения материала стенок барабана

Материал	Предел текучести , МПа	Предел прочности на изгиб , МПа	Допускаемые напряжения, МПа
			Группы режима работы механизма
			1М	2М	3М	4М и 5М	6М
Сталь:
ВМ Ст3сп	240	–	200	170	150	130	110
20	250	–	210	180	160	140	120
09Г2С	310	–	260	225	195	165	140
15ХСНД	350	–	280	240	210	175	150
35Л	280	–	230	210	170	140	120
55Л	350	–	260	230	200	165	140
Чугун:
СЧ 15	–	320	110	100	90	–	–
СЧ 18	–	360	130	115	100	90	–
СЧ 24	–	440	170	150	130	115	100

Влияние деформации стенки и каната учитывается коэффициентом

,

где – толщина стенки барабана, принимается равной;– модуль упругости.

У сдвоенных полиспастов при сходе с барабана ветви каната располагаются симметрично относительно середины барабана. Литые, сварно-литые или сварно-вальцованные барабаны устанавливают на цапфах или сплошных осях. Во вращение барабан приводится с помощью встроенной зубчатой муфты. При этом одна цапфа (или конец оси), лежащая на сферическом подшипнике качения, располагается в полости, выполненной на конце тихоходного вала редуктора, а другая – в опоре, закрепленной на раме. Зуб­чатый венец, выполненный как одно целое с тихоходным валом редуктора, и диск с внутренними зубьями, закрепленный на барабане, образуют зубчатую муфту.

Концы каната на барабане закрепляют, как правило, с помощью накладок шпильками или болтами. Накладок, под которыми размещают не менее двух витков каната, должно быть не менее двух. Они должны быть расположены так, чтобы при крайнем нижнем положении подвески на барабане оставалось не менее полутора витков каната.

Диаметр барабана, измеряемый по средней линии размещенного на нем каната.

а

б

Рис. 6. Углы отклонения каната на барабане

В механизмах подъема многих кранов применяют сдвоенные полиспасты, барабаны которых имеют два рабочих участка – один с левой, другой с правой нарезками. Общая длина такого барабана

.

Допускаемый угол отклонения каната на барабане в сторону пустой канавки (рис. 6,а) или ненарезанного участка

,

где – угол между направлением оси канавки на барабане и максимальным допускаемым отклонением от оси каната, находящегося в данной канавке и направленного в сторону пустой канавки;– угол подъема оси канавкина барабане.

Барабаны (рис. 7), на которые наматываются канаты, имеют цилиндрическую форму и канавки

а

б

Рис. 7. Барабаны: а – цапфами; б – с осью; 1 – вал редуктора; 2, 8 – сферические подшипники; 3 – цапфа; 4 – зубчатый диск; 5 – барабан; 6 – накладка; 7 – ось;

9 – опора