2.4. Барабан Основные размеры

Диаметр барабана по дну канавки Dбар>=dкан(e-1),

где dкан – диаметр каната; е – коэффициент, принимаемый по табл. 8. Диаметр барабана Dбар следует принимать по стандартному ряду чисел (см. табл. 6.)

Таблица 8

Тип крана	Группа режима
	1М	2М	3М	4М	5М	6М
Стреловые краны	16	16	17	18	20	25
Электроталь	22	22	22	22	-	-
Прочие	20	20	22	25	30	35

Если редуктор (см. ниже п.2.8) имеет запас по вращающему моменту и передаточному отношению, то путем увеличения Dбар можно уменьшить длину барабана до Lбар<Dбар и выполнить его консольным без внешней опоры, что существенно упрощает конструкцию.

Для электротали со встроенным двигателем диаметр барабана определяют конструктивно по диаметру статора электродвигателя d₃₀.

D_бар=d₃₀+2,4d_кан+5..10мм

Размеры основных конструктивных элементов барабана даны на рис. 10.

Шаг нарезки р=(1,1..1,2)dкан округляют до 0,5мм.

Толщина стенки для чугуна (СЧ15) δ≈1,2d_кан >=8мм; для стали (Ст3) δ≈d_кан.

Реборду предусматривают только на той стороне барабана, где нет крепления каната. При наличии ограничения высоты подъема и однослойной навивке каната на барабан от реборды можно отказаться.

Длина барабана, если на него наматывают одну ветвь каната (Рис. 11), т.е. при одинарном полиспасте (m=1),

L_бар=l_н+l_р+l_раз+l_кр=р(z_p+6),

где lн = 1,5р – расстояние до начала нарезки (см. рис.10); l_р =z_p*p – длина рабочей части барабана; z_p=α∙H/(π(D_бар+d_кан)) – число рабочих витков, Н- высота подъема; l_раз=z_раз*p=1,5p – длина части барабана, на которой размещаются разгружающие витки, регламентированные нормами техники безопасности [7]; l_кр=z_кр*р=3р – длина части барабана, на которой размещается крепление каната.

Если применен сдвоенный полиспаст с двумя барабанами, как например на рис. 9, то размеры каждого из них и из взаимное положение определяют исходя из условия непревышения допустимого угла (3^о) между осью каната и касательной к оси винтовой канавки.

Длина барабана при сдвоенном полиспасте и намотке обеих ветвей каната на один барабан при m=2 (рис.12)

L_бар=2(l_р+l_раз+l_кр)+l_св=2р(z_р+4,5)+l_св

Длины l_р, l_раз и l_кр и число рабочих витков z_p определяют так же, как в предыдущем случае; а длину свободной (ненарезанной) части барабана l_св≈l_подв*h_min/14 по условию непревышения допустимого угла между осью каната и касательной к оси винтовой канавки(3^о).

Прочность барабана

Напряжениями изгиба и кручения в стенке барабана можно пренебречь.

Напряжение сжатия в стенке барабана

σ_сж=F_max/(δ*p)<=[σ_сж]

Допускаемые напряжения : [σ_сж]=130Н/мм² для чугуна СЧ15; для стали Ст3 и 30Л [σ_сж]=110Н/мм².

Расчетные нагрузки подшипников.

Если барабан соединен с редуктором встроенной зубчатой муфтой, то наибольшие нагрузки на подшипники определяют по схеме, приведенной на рис.13.

Если на барабан наматывают одну ветвь каната (одинарный полиспаст), то нагрузку на подшипник 1 определяют в крайнем левом положении каната, на подшипник 2 – в крайнем правом:

F_r,max,1=F_max(l-l₁)/l; F_r,max,2=F_max(l-l₂)/l

где F_max – наибольшее натяжение в канате.

Если на барабан наматывают две ветви каната (сдвоенный полиспаст), то нагрузки на подшипники не зависят от положения канатов, и их определяют в предположении, что сила, равная 2 F_max, приложена в середине свободной части барабана. Эквивалентная радиальная нагрузка

F_rE=F_rmax*K_HE,

где коэффициент эквивалентности K_HE, принимают по табл.1.

Обычно подшипники 1 и 2 унифицируют, тогда расчетным является подшипник 2. Если нужно проверить ресурс подшипника 1, то расчетную частоту вращения принимают равной nбар/3,5 (см. п. 2.7).