4.Расчёт грузового барабана

Расчёт грузового барабана сводится к определению числа слоёв навивки, проверки на прочность и расчёту крепления запасовки грузового каната на барабане.

Определение числа слоёв навивки на барабане проводится в следующей последовательности:

• число витков при навивке в один слой можно вычислить по формуле:

z=L/p, (4.1)

где L-длина барабана, мм; p=2 мм, шаг.

Тогда, z=600/2=300

• длина первого слоя определяется по формуле:

l₁=zπ(D+d) (4.2)

l₁=300π(400+30)=405060 (мм)

• длина второго слоя:

l₂=zπ(D+3d) (4.3)

l₂=300π(400+30*3)=461580 (мм)

• длина третьего слоя:

l₃=zπ(D+5d) (4.4)

l₃=300π(650+30*5)=1036200 (мм)

Число слоёв навивки каната на барабан вычисляем методом сравнения:

l₁≥K, (4.5)

значит, для данного барабана необходимо 1 слой навивки.

Эскиз барабана приведён на рисунке 4.1.

Проверка барабана на прочность сводится к определению толщины стенки при расчёте на сжатие:

σ_сж=F_шk_{сниж.нат.}/dδ ≤ 0,28[σ_б], (4.6)

где F_ш-натяжение в грузовом канате в шкентеле; k_{сниж.нат.}=0,75; [σ_б]=833 МПа-

твёрдость по Бринеллю, δ-толщина стенки.

Натяжение F_ш определим по формуле:

F_ш=k_грgG_ном/i (4.7)

Тогда, F_ш=0,75*9,81*20/2=73,575 (кН)

Исходя из формулы (4.6), вычислим толщину стенки:

δ=F_шk_{сниж.нат.}/ d[σ_б]0,28 (4.8)

δ=73575*0,75/28*833*0,28=8,45 (мм)

В данной работе, для литого барабана, рассматривается запасовка каната односторонними прижимными планками.

Расчёт натяжения каната под планкой осуществляется следующим образом:

• сила натяжения первого витка:

F₁=gG_ном/e^fἀ, (4.11)

где e=2,718; f=0,12-0,14 – коэффициент трения; ἀ=2π – угол обхвата.

Следовательно, F₁=9.81*20000/ e^0.13*2π=86,72 (кН)

• сила натяжения второго витка:

F₂=F₁/ e^fἀ, (4.12)

F₂=86,72/ e^0.13*2π=38,33 (кН)

• сила натяжения третьего витка:

F₃=F₂/ e^fἀ, (4.13)

F₃=38,33/ e^0.13*2π=16,94 (кН)

• сила трения под планкой рассчитывается по формуле:

F_тр=F₂+F₃=38,33+16,94=55,27 (кН)

• сила затяжки болта можно рассчитать по формуле:

F_зат=2F_тр/3f=2*55,27/3*0,13=283,44 (кН)

Схема для запасовки каната приведена на рисунке 4.2.

А(увел.)

1-барабан

2-реборда

3-канал для запасовки

4-прижимная гайка

5-прижимная планка

Рис.4.1 Эскиз барабана

Рис. 4.2. Схема запасовки каната