Диаметр барабана выбирается таким образом, чтобы при навивании на него волокна или проволоки каната не испытывали больших напряжений изгиба.
Практикой установлены минимальные размеры барабана для проволочного каната вычисляют по формуле:
D0≥(16/30)dk
Диаметр барабана принимают из ряда, мм: 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280, 320, 360, 400, 450, 500.
Полезная длина барабана определяется в основном его канатоемкостью, т. е. длиной каната, которая должна быть намотана на него. Величина l определяется заданной высотой подъема груза Hmax и кратностью принятого полиспаста iп:
По величине l находят количество рабочих витков каната на барабане:
На барабане должно быть предусмотрено место для двух-трех дополнительных витков, которые никогда не должны сматываться с барабана и которые служат для уменьшения усилия действующего на крепление конца каната к барабану.
Полное число витков каната на барабане:
где zd=3 – число дополнительных неприкосновенных витков.
|
|
Полезная длина барабана:
Величину S принимаем для гладкого барабана равной диаметру каната, для бороздчатого значение S принимаем согласно таблицы:
Таблица 3 Данные для расчета барабана
Для определения полной длины барабана L нужно к полезной, его длине L0 прибавить (рисунок 8) участки L’ и L’’ для закрепления конца каната, на фланцы и т. д.:
где L’ =80…130 мм – длина гладкой части барабана;
L’’ =4·z мм – на закрепление каната с одной стороны барабана.
Рисунок Схема расположения участков на теле барабана
Толщина стенки чугунного барабана определяется по следующей эмпирической формуле:
Основным напряжением, возникающим в барабане под действием огибающего его каната, является сжатие. Для определения величины этого напряжения вырежем из барабана один виток и применим к нему теорию напряженного состояния кольца, подверженного распределенному по его наружной поверхности давлению (задача Ламэ).
При натяжении каната T0 его давление 1 погонного см на поверхность барабана равно:
А удельное давление на 1 см2 этой поверхности:
Наибольшие напряжения сжатия при таком нагружении получаются на внутренней поверхности кольца:
Подставим в это уравнение значение p и упростим его, приняв D0≈Dв. Тогда после преобразований получим:
Допускаемое напряжение сжатия для чугунных барабанов принимается пределах до σсж=700 кг/см2, а для литых и сварных стальных барабанов σсж=1000 кг/см2.
Кроме сжатия, в теле барабана возникают еще дополнительные напряжения изгиба и кручения, значительно меньшие σсж. Наибольшие напряжения изгиба получаются при набегании каната на середину барабана, крутящим же моментом является грузовой момент барабана:
|
|
Напряжения и моменты сопротивления:
где W и Wp – соответственно, экваториальный и полярный моменты сопротивления поперечного сечения барабана.
Внутренний диаметр барабана: