3 Розрахунок кріплення каната до барабана

До конструкції кріплення каната на барабані висувають вимоги великої надійності, приступності для огляду, зручності зміни каната. Нормами ГГТН обумовлене кріплення каната до барабана клиновими затисками або притискними планками. Найбільше застосування знайшла конструкція кріплення каната до барабана притискними планками, що мають трапецієподібні канавки (рис. 10).

Рисунок 10 – Схема закріплення каната до барабана

Канат утримується від переміщення силою тертя, що виникає від затиснення його між планкою і барабаном болтами або шпильками. Починаючи від планки, передбачають додаткові, недоторканні витки (1,5-2), що сприяють зменшенню сили в крапці закріплення каната. Крім того, при кріпленні планками канат із крайньої канавки барабана переводять відразу в третю, для чого частково вирубують виступи нарізки, що розділяють канавки. Середню канавку використовують для установки болтів або шпильок. Число одноболтових планок, відповідно до правил ГГТН, повинне бути не менш двох, установлених із кроком 60.

Натяг каната перед притискною планкою:

,

де е = 2,72 – підстава натурального логарифма;

f – коефіцієнт тертя між канатом і барабаном: f = 0,1–0,16;

 – кут обхвату барабана недоторканними витками каната;  = 4.

Сумарне зусилля розтягування болтів, що притискають канат до барабана:

,

де f₁ – приведений коефіцієнт тертя між планкою і барабаном:

,

 – кут нахилу канавки барабана,  = 40 (кут заклинювання каната 2 = 80);

₁ – кут обхвату барабана канатом при переході від однієї канавки планки до іншої; ₁  = 2.

За відомим діаметром болта визначають виникаючу у ньому напругу, яку порівнюють з тою, що допускається.

Звичайно приймають:

• при діаметрі каната до 12,5мм шпильки (болти) М12;

• при діаметрі каната до 15,5мм – шпильки (болти) М16;

• при діаметрі каната до 16мм – шпильки (болти) М20.

Сумарна напруга в болті при затягуванні кріплення з обліком зусиль, що розтягують і згинають:

,

де k – коефіцієнт запасу надійності кріплення каната до барабана k  1,5;

z – кількість болтів,

Р_н – сила, що згинає болти: ;

d₁ – внутрішній діаметр болта (діаметр западин різьблення), мм;

l – відстань від дна канавки на барабані до верхньої площини притискної планки, мм:

l = d_к + (8–16)мм,

[]_Р – напруга розтягування у болті, що допускається:

,

n – коефіцієнт запасу міцності при рівномірному розподілі навантажень між усіма болтами, n = 1,5–2,5.

Необхідну кількість болтів, при відповідному []_Р, знаходять за формулою:

.

4 Розрахунок осі барабана

Матеріалом осі барабана приймається сталь 45 ДСТ 1050-85 з межею міцності _у, що приведений у табл. Б13 (додаток Б). Навантаження на вісь змінюються по величині і за знаком (за симетричним циклом). Напруга, що допускається, [σ] для відповідних σ_В варто прийняти по табл.Б12 (додаток Б).

На підставі схеми механізму підйому вантажу складаємо розрахункову схему нагружения осі барабана (рис. 11).

Рисунок 11– Розрахункове навантаження осі барабана