7. Расчет блоков подвески.

Блоки служат для поддержания и изменения направления их движения. Перегиб каната на блоках является одной из причин износа канатов, поэтому, чем меньше диаметр блока, тем больше износ каната.

Допускаемый диаметр блока:

,

(12)

где d_к – диаметр каната, d_к = 8,3 мм;

е – коэффициент, учитывающий допустимый перегиб каната, для легкого режима е = 20.

.

Принимаем диаметр блока равный 200мм.

Рисунок 5- Профиль канавки блока

Профиль канавок блоков принимается по нормалям в зависимости от диаметра каната.

Каждый блок устанавливается на двух радиальных подшипниках. Нагрузка на один подшипник при максимальном грузе:

,

(13)

где k_д – динамический коэффициент, k_д = 1,2;

n_бл – число блоков в подвеске, n_бл = 2;

k_v - коэффициент вращения, k_v = 1,35.

.

Однако в связи с тем, что кран работает с разными грузами, расчёт следует вести по эквивалентной нагрузке, которую с достаточной точностью можно определить по следующей формуле:

,

(14)

где k_пр – коэффициент привидения, для легкого режима работы k_пр=0,6.

.

Требуемая долговечность подшипника L (в млн. оборотов) определяется по формуле:

,

(15)

где L_h – долговечность подшипника, для легкого режима L_h = 1000 ч.

n_бл – частота вращения блока, мин^-1.

Частота вращения блока определяется по формуле:

,

(16)

где V_к – скорость движения каната.

Скорость движения каната определяется по формуле:

,

(17)

где i_пл – кратность полиспаста, i_пл = 2;

V_г – скорость подъема груза, V_г = 0,16 м/с.

Следовательно:

,
,
.

Расчётная динамическая грузоподъёмность шарикового подшипника будет равна:

,

(18)

Подшипник выбирается по ГОСТу – 8338 – 75. Выбираем подшипник: Типоразмер 107. Габаритные размеры подшипника:

d = 35 мм;

D = 62 мм;

B = 14 мм.

8. Расчет барабана.

Барабан служит для навивки каната и создания тягового усилия. По технологии изготовления барабаны могут быть литыми (чугун марок СЧ-15-32, СЧ-28-48, или сталь марок 25Л и 35Л) либо сварными из стальных листов (Ст3). Расчётными параметрами барабанов являются: диаметр, длина, и толщина стенки. Диаметр барабанов определяется по той же формуле что и диаметр блоков. Для равномерной укладки каната на поверхности барабана наносятся винтовые канавки. При использовании сдвоенного полиспаста, когда на барабан наматываются две ветви каната, на одной половине барабана делается левая нарезка, на другой правая.

В этом случае при вращении барабана обе ветви либо наматываются, сдвигаясь к середине барабана, либо сматываются с барабана, смещаясь к его краям.

Расстояние между центрами канавок, или попросту говоря шаг, принимается равным:

. Принимаем t = 11мм.

(19)

Толщина стенки при предварительном расчёте может быть принята:

.

(20)

Принимаем толщину стенки равной 10 мм.

Принятая толщина стенки должна быть проверена на сжатие по формуле.

.

(21)

где F_max – максимальное усилие в канате, F_max = 7919Н;

[_сж]- допускаемое напряжение сжатия, материал – Ст3, следовательно _в = 240 МПа. Отсюда: [_сж] = 240/1,5=160 МПа.

Получаем:

.

Длина барабана при использовании сдвоенного полиспаста (на барабан наматываются две ветви каната) определяется по следующей формуле:

.

(22)

где l_кр – участок для закрепления конца каната, l_кр = =(2,5…3)*t=27,5…33. Принимаем 30мм.

l_тр – участок неприкосновенных витков трения (для уменьшения нагрузки на элементы крепления каната), l_тр=(1,5…2)*t=16,5…22. Принимаем 22мм.

l_р - участок навивки рабочей ветви каната;

l_к – длина концевой части барабана, l_к = (2…3)*t= 22…33. Принимаем 25мм;

l₀ – средний участок барабана.

Диаметр барабана принимаем равным 360 мм

Участок навивки рабочей ветви каната:

.

(23)

Средний участок барабана:

.

(24)

где l – длина траверсы, l = 200 мм.

h_min – минимальное расстояние между осью барабана и осью подвески, h_min = 600 … 1000 мм. Принимаем 650 мм.

Принимаем l₀ = 64 мм.

.