Определение диаметра барабана

3.3 Определение диаметра барабана

В соответствии с рекомендациями Правил Госгортехнадзора /4, с. 16/ минимальный диаметр барабана D_б, огибаемыми стальными канатами, по средней линии навитого каната определяется по формуле:

, (3.7)

где h₁ – коэффициент выбора диаметра барабана, для режима работы 7М h₁=22,4 /4, с.16, таб. 3/;

d_к – диаметр каната, мм;

.

Учитывая, что для перематывающих лебедок существует и другая рекомендация, например, D_б=(40-60)d_к, дающая большие габариты, увеличим несколько диаметр барабана и примем его равным D_б=1000 мм.

3.4 Определение количества ветвей каната на барабанах

(3.8)

где k – коэффициент запаса, принимаем k = 1,3;

S_max = S_наб = 118,49 кН – максимальное натяжение каната, или усилие в набегающей на барабан ветви;

S₀= S_сб – минимальное натяжение каната, или усилие в сбегающей с барабана ветви, кН;

е = 2,718 – основание натурального логарифма;

μ – коэффициент трения каната с барабаном, зависит от материалов трущихся поверхностей и формы ручья. Для смазанных канатов при полукруглой канавке на чугунных или стальных ободах μ = 0,12;

α=π – угол обхвата барабана одной ветвью каната;

с_ж – коэффициент, учитывающий сопротивление жесткости каната.

(3.9)

,(3.10)

где  - коэффициент жесткости, определяемый по эмпирической формуле, где диаметры подставляются в сантиметрах:

 . (3.11)

.

.

С целью уменьшения нагрузки на канат и улучшения условий его работы на канатосборной катушке примем уменьшенную величину предварительного натяжения S₀ = 7 кН.

принимаем n=8, тогда количество ручьев на каждом барабане:

. (3.12)

3.5 Проверка принятой величины минимального натяжения

По условию непроскальзывания каната по ручьям барабана при подъеме полного груза должно выдерживаться соотношение:

, (3.13)

.

Полученное значение меньше принятого S₀ = 7 кН, таким образом условие обеспечивается с запасом:

. (3.14)

По условию возможности опускания порожнего грузозахватного органа должно выдерживаться соотношение:

, (3.15)

где S_min – минимальное натяжение ветви каната, сбегающей с барабана, при опускании порожнего грузозахватного устройства, вес которого принят равным (см. пункт 3.2) G_п = Q_пg = 9∙9,18 = 83 кН.

.

По формуле (3.1) считаем минимальное натяжение ветви кната, сбегающей с барабана:

.

Таким образом, S_min = 9,1кН > 0,30 кН, т. е. условие выполняется с запасом:

.

3.6 Определение нагрузок, действующих на перематывающие барабаны

В соответствии с принятой схемой запасовки каната механизма лебедки (см. рис. 2.1) изобразим расчетную схему действующих нагрузок на перематывающих барабанах (рис. 3.1).

Усилия в ветвях каната определяются зависимостью Л. Эйлера:

, (3.16)

При подъеме полного груза:

.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема нагрузок на перематывающих барабанах

Усилия в остальных ветвях каната, наматываемых на барабаны, определяется:

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Принятое значение S₀ = 7 кН больше расчетного (что и требуется) с запасом:

.

Суммарные усилия, действующие на барабаны: