3)Діаметр канату

4)діаметр барабану

5)довжина барабану

6)число шарів канату =3;

7)габаритні розміри 4570х3175х2187;

8)масса m=12000 кг.

3. Перевірочний розрахунок розмірів підйомного барабана

1. Необхідна канатомісткість барабана (довжина канату, що намотується на барабан при підйомі гака на висоту свічки)

, (4.13)

де h – переміщення гака при підйомі колони на довжину свічки, м.

, (4.14)

де, 𝛏=1,01-1,02 [4] – коефіцієнт, що враховує відношення переміщення гака до довжини свічки;

- довжина свічки;

- кратність оснастки талевої системи;

- довжина частини канату, що не змотується з барабана при нижньому положенні гака (безпечна довжина):

(4.15)

де с - число витків канату, які не змотуються з барабана в нижньому положенні талевого блоку.

Тоді

h=(1.01-1.02)

приймаємо , що h=24,24 м.

2 Фактична канатомісткість канату визначається з виразу

(4.16)

де - зовнішній діаметр навивки канату, мм;

- найбільший діаметр навивки канату, що визначається з формули:

, (4.17)

де z=3 – число шарів канату намотанного на барабан;

[5] – коефіцієнт зменшення діаметра навивки за рахунок зминання і вкладання канату.

Отже,

Отже, фактична канатомісткість канату майже в 3,5 раз більше необхідної канатомісткості барабана, тобто виконується умова:

4.4 Розрахунок бочки барабана

Питоме навантаження на барабан від натягу ведучої струни канату при трьох шарах навивка буде

. (4.18)

де - зовнішній радіус барабана;

– натяг ведучої струни канату;

– коефіцієнт, що враховує число рядів навивки канату.

Згідно рекомендацій, викладених в [5] при трьох шарах навивки визначається згідно формули

. (4.19)

де 𝛌 – коефіцієнт, що враховує вплив модулей пружності і площ перерізу канату і барабана, тобто

, (4.20)

де - площа перерізу дротів канату;

- модуль пружності канату [4];

- модуль пружності бочки [4];

- площа січення бочки, При довжині навивки t=30 мм, і товщині стінки бочки перерізу

Ϭ=(1,2-1,3)

Площа перерізу бочки буде

.

Тоді

.

Згідно формули (4.19) коефіцієнт буде

.

Визначаємо значення питомого навантаження:

Розглаядаючи бочку як товстостінну посудину визначаємо нормальні напруження в стінці бочки.

Напруження в волокнах внутрішньої поверхні

(4.21)

де – внутрішній радіус барабана.

Напруження в волокнах зовнішньої поверхні

. (4.22)

Тоді нормальні напруження в стінці бочки будуть

- від зовнішнього питомого навантаженн р:

,

;

- від зовнішнього питомого навантаження

,

;

Еквівалентне напруження визначаємо за енергетичною теорією міцності (4 теорія) для тривісного напруженного стану

(4.23)

Приймаємо, що , Тоді еквівалентні напруження на внутрішніх волокнах будуть

А на зовнішніх волокнах, згідно (4.23):

;

За отриманим напруженням визначаємо запас міцності за границею текучості матеріалу

, (4.24)

де - границя текучості матеріалу, МПа. Для сталі 20ХГ [4];

Тоді

Умова міцності виконується.

31