5. Определение основных размеров сборочной единицы «Установка барабана»

Выбираем установку барабана. Установка барабана представляет собой сборочную единицу – барабан с внешней опорой. В качестве внутренней опоры оси барабана используем конец тихоходного вала редуктора, имеющий расточку для размещения подшипника.

Рис. 4 Установка барабана

Диаметр барабана D_бопределяем:

D_б ≥d_k*e,

D_б=220 мм.

Определяем диаметр барабана D_б.oпо дну канавок,

D_б.o=D_б–;

D_б.o=220–11=209 мм.

Округляем диаметр D_б.o до стандартного значения, [1,стр.29]

D_б.o=320 мм.

Уточняем значение D_б

D_б =D_б.o+;

D_б=320+11=331 мм.

Определяем диаметр максимальной окружности, описываемой крайней точкой установки барабана

= D_б +5;

=331+511=386 мм.

Принимаем =386 мм.

Рис. 5 Сечение стенки барабана

Профиль канавок на барабане для стальных канавок

Определяем длину барабана l_б

l_б = 2l_р + 2l_пер +l_н,

где – длина нарезного участка;

- участок для нарезки канавок, куда укладывается канат

);

где - – шаг нарезки,

= (1,1….1,23),=1,2·11=13,2 мм.

Полученное значение округляем до значения, кратного 0,5. Принимаем =13,5 мм.

–число рабочих витков полной рабочей длины каната;

принимаем 1,5. Число неприкосновенных витков, требуемых правилами Госгортехнадзора РФ, для разгрузки деталей крепления каната на барабане;

принимаем 3…4. Число витков для крепления конца каната.

,

где - высота подъема (задана);

–кратность полиспаста

₌7*2/3,14*0,331 =13,4.

Принимаем =11.

=17(13,4+1,5+3)=241,65 мм.

l_пер- переходной гладкий участок для крепления барабана при нарезке витков

l_пер = (4...5);l_пер=411=44 мм;

- длина реборды барабана

; =0,811=8,8 мм.

Принимаем =9 мм.

Таким образом, общая длина l_б=29+244+241,65=347,65 мм.

5.1. Вычисляем толщину цилиндрической стенки барабана

Барабан изготавливаем методом литья из материала серый чугун СЧ 18 ГОСТ 1412-79 [1, табл. 3.1].

=88,3 МПа - допускаемые напряжения сжатия [1,табл. 3.1];

=353,0 МПа - предел прочности на изгиб [1,табл. 3.1].

Вычисляем приближенное значение толщины стенки

;

где - наибольшее статическое натяжение каната, Н;

- расстояние между соседними витками каната, мм; (рис. 5)

- допускаемые напряжения сжатия, МПа [1,табл. 3.1]

δ = 0.95*8264,6/13,5*88.3 = 6,58 мм.

Исходя из условий технологии изготовления литых барабанов, толщина стенки чугунного барабана

0,02D_б.o +(0,006…0,01),

где D_б.o - диаметр барабана по дну канавок, м;

=0,02·0,320+0,001=0,016 м.

Принимаем = 16 мм.

5.2. Проверка на устойчивость цилиндрической стенки барабана

Проверяем устойчивость цилиндрической стенки барабана

,

где – запас устойчивости цилиндрической стенки;

[] – допускаемое значение запаса устойчивости цилиндрической стенки. Для серого чугуна []=2.

–коэффициент, учитывающий влияние деформаций стенки барабана и каната [1, стр. 31]

,

где – модуль упругости каната, для шестипрядных канатов с органическим сердечником=88260 МПа;

–площадь сечения всех проволок каната, =104,61 мм² [1, табл. П.2.1];

–модуль упругости стенки барабана, для чугунных - = 98000 МПа;

- толщина стенки барабана, =16 мм;

- шаг нарезки канавок на барабане, =17 мм

;

–критическое напряжение для чугунных барабанов,

=0,6·,=0,6·353=211,8 МПа;

–номинальные напряжения в цилиндрической стенке,

, МПа.

Запас устойчивости стенки барабана

;

5,92>2.

Условие выполняется.