1.7.4. Канатні барабани

Барабани служать для перетворення обертового руху двигуна в поступальний рух вантажу. Поверхня барабана являється ємністю для укладки каната. За способом виготовлення барабани бувають: литі – з чавуну СЧ15 або сталі 25Л; зварні – з тонколистової сталі або з товстостінних труб. За конструкцією барабани застосовують з гладенькою (рис. 1.8, а) та нарізною (рис. 1.8, б, в) поверхнями.

У більшості підйомних машин використовують барабани з гвинтовими канавками для намотування каната в один ряд. Призначення канавок – зменшити напруження зминання, усунути тертя між сусідніми витками, а отже, зменшити спрацювання і підвищити довговічність каната.

Багаторядна навивка каната дає змогу зменшити довжину барабана, але при цьому збільшується спрацювання каната і швидкість навивання стає змінною.

В окрему групу входять нарізні фрикційні барабани, які застосовуються в механізмах пересування.

Нарізні барабани бувають: з односторонньою нарізкою (рис. 1.8, б), застосовують в простих поліспастах та з здвоєною нарізкою (зустрічною) (рис. 1.8, в), застосовують в здвоєних поліспастах.

Профілі канавок на нарізному барабані показано на рис. 1.9.

Діаметр барабана по середній лінії навитого каната визначається згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.27)

де – коефіцієнт вибору діаметра барабана, приймається згідно норм Держнаглядохоронпраці і залежить від групи класифікації механізму (режиму роботи).

Діаметр барабана по дну канавки:

.

(1.28)

Якщо в барабан для талей вмонтовується електродвигун, тоді діаметр барабана погоджується з зовнішнім діаметром статора двигуна.

Канатні барабани а) б) в) а – з гладенькою поверхнею; б – з односторонньою нарізкою; в – з здвоєною нарізкою Рис. 1.8

Нарізний барабан Рис. 1.9

Розміри профілю канавок барабана – радіус канавки , глибина канавки та крок нарізки визначаються:

; ; .

(1.29)

Товщина стінки барабана:

• чавунного , але не менше 12 мм;

• сталевого , але не менше 10 мм для литого.

Визначимо число робочих витків нарізної частини барабана:

.

(1.30)

Загальне число витків згідно норм Держнаглядохоронпраці

,

(1.31)

де – число запасних витків;

– число витків для кріплення каната.

Визначимо повну довжину барабана:

– при простому поліспасті (рис. 1.8, б)

;

(1.32)

– при здвоєному поліспасті (рис. 1.8, в)

,

(1.33)

де – довжина гладкої частини барабана між нарізками, приймається конструктивно.

При розрахунках на міцність барабани умовно ділять на: короткі, якщо і довгі, якщо .

Стінки коротких барабанів розраховують на стиск:

,

(1.34)

де – допустиме напруження стиску, для чавунних барабанів менше значення, а для сталевих – більше.

Довгі барабани розраховують на сумарне напруження згину та кручення:

,

(1.35)

де – еквівалентний момент;

– осьовий момент опору стінки барабана, ;

– допустиме напруження згину: для чавунних барабанів , для сталевих барабанів .

Еквівалентний момент

,

де – момент згину;

– момент кручення;

– перевідний коефіцієнт.

; .

Частота обертання барабана, об/хв.:

.

(1.36)