Легкое вращение блока при окружной скорости до 300 м/мин обеспечивает запрессованная в ступице бронзовая или чугунная втулка. При большей скорости блок устанавливают на шариковых или роликовых подшипниках качения.

Звездочки

Звездочки представляют собой блоки с фасонной поверхностью для работы со сварными и пластинчатыми цепями.

Для сварных калиброванных цепей применяют литые из стали и чугуна звездочки.

По сравнению с блоком уменьшается диаметр. Шейки выполняются плоскими и поэтому звенья цепи при работе не испытывают изгибающих напряжений.

Диаметр начальной окружности (по центру прутка из которого сделана цепь).

Для пластинчатых цепей звездочки делают литыми или из проката.

где t - шаг цепи, z - число зубьев звездочки.

Назначение и конструкции барабанов

Барабаны предназначены для преобразования вращательного движения привода в поступательное перемещение груза. Кроме того барабаны служат и для собирания каната.

Обычно они цилиндрической формы, но иногда, когда для работы крана требуется постоянство момента (например, в механизме изменения вылета стрелы), т.е. применяются барабаны конической формы.

М = Smax Rmin = Smin Rmax =const,

Барабаны выполняются литыми из чугуна (не ниже марки СЧ 15-32) или из стали (не ниже 23ЛIII), а так же сварными из стали (не ниже Вст3сп).

По характеру навивки каната барабаны подразделяются на

· барабаны однослойной навивки,

· барабаны многослойной навивки.

Последние, из-за значительных деформаций каната в нижних слоях, целесообразно применять лишь при очень большой длине каната. Кроме того, каждый последующий слой укладывается с противоположным направлением навивки, что приводит к смятию и выпучиванию витков.

По форме рабочей поверхности различаются

· гладкие барабаны

· барабаны с винтовой канавкой по обечайке (канавка способствует правильной укладке каната, а при его сматывании с барабана - увеличивает трение, что обеспечивает угол сбега каната с барабана до 6 градусов против 2 градусов на гладких барабанах.

Для однослойной навивки:

· шаг нарезки t= d+(2...3) мм;

· радиус канавки R=0,54 d .

По требованиям Госгортехнадзора бортики должны выступать над верхним слоем каната на величину не менее 2d.

Канатоемкость барабана зависит от высоты подъема груза

L = H in,

где L - рабочая длина каната;

H - наибольшая высота подъема груза; in - кратность полиспаста.

Число рабочих витков нарезки

На барабан дополнительно наматывается 1,5...3 витка, которые в процессе работы никогда не сматываются и служат для уменьшения нагрузки на точку закрепления каната.

Количество нарезанных витков на барабане

Длина нарезанной части барабана без учета нарезки, необходимой для закрепления каната на барабане (еще 1...3 витка - см. ниже)

Для сдвоенного барабана длина не нарезной части b

Для нормальной работы канат не должен отклоняться от плоскости, проходящей через ось блока более, чем на угол г, зависящий от формы ручья блока.

где 2a =60 град, а г принимают в расчетах для гладких барабанов 2 градуса, а для нарезных барабанов 6 градусов.

Минимальное расстояние h от направляющего блока до оси барабана:

· для гладких барабанов

· для нарезных барабанов

где l - длина рабочей части барабана.

Многослойная навивка увеличивает канатоемкость барабана. При z витках в k слоях длина каната в первом слое.

Общая длина каната во всех k слоях:

Так как навивка может быть неравномерной, вводят коэффициент Ш = 0,9 и тогда

Канатоукладчики предназначены для предохранения каната:

· от смещения;

· от запутывания;

· от ослабления.

Схема канатоукладчика: 1 - барабан, 2 - привод канатоукладчика, 3 - ходовой винт с двусторонней резьбой, 4 - направляющая, 5 - канат, 6 - каретка.

Закрепление конца каната на барабане.

По требованиям Госгортехнадзора канат закрепляют:

· прижимными планками;

· клиновыми зажимами.

На планке должно быть не менее двух болтов, причем

· при диаметре каната d не более 31 мм ставят одну планку;

· при d более 31 мм ставят две планки.

Натяжение каната в точке А при полутора запасных витках

где f = 0,1 - минимальное значение коэффициента трения, a=3p - минимальный угол обхвата барабана неприкосновенными

Расчет барабанов на прочность

Расчет барабана однослойной навивки.

Барабан представляется в виде полой трубы. Влияние ступиц не учитывается.

Допущения:

1. пренебрегаем толщиной стенок по отношению к диаметру;

2. нагрузка от каната приложена непосредственно по дну канавки под канатом;

3. величина нагрузки от каната на барабан не меняется по длине витка каната.

В результате взаимодействия с канатом барабан испытывает следующие нагрузки:

· сжатие,

· кручение,

· изгиб.

Однако при L?3D (где l - длина барабана, а D - диаметр барабана) напряжения от изгиба и кручение составляют вместе около 10% от напряжений сжатия, что позволяет отнести изгиб и кручение к неучитываемым нагружениям.

Таким образом расчет проводится только на сжатие барабана.

При огибании канатом с натяжением S барабана диаметром D, усилие на элементарную дугу кривой с центральным углом da равно

При длине этой дуги

погонное давление составит

При шаге нарезки винтовой канавки t внешнее распределенное давление:

Напряжения сжатия по формуле Ламе:

где D1 = D - 2d - внутренний диаметр барабана.

Тогда

при допущении, чтo

так как толщина барабана значительно меньше его диаметра.

Поэтому проверочный расчет барабана производится по формуле

При этом для стальных барабанов

а для чугунных

где у т - предел текучести, а у в - предел прочности при изгибе.

Для литого чугунного барабана

а для литого стального

Напряжение изгиба стенки барабана

Напряжения кручения

При необходимости учета всех видов напряжений

Барабаны многослойной навивки рассчитываются аналогично однослойным с учетом того, что удельное давление при многослойной навивке

Список литературы

1. Курсовое проектирование грузоподъёмных машин. Ред. Козак С.А.

-М:Высш. шк., 1989.-319 с.

2. Справочник по кранам. Александров М.П., Гохберг М.М., том 1,2.

-Л:Машиностроение ,1988.

3. Подъёмно-транспортные машины. Атлас конструкций.,под ред. Александрова М.П. и Решетникова Д.Н.-М.:1987.