Применение подъемно-транспортных машин для комплексной механизации производства (стр. 10 из 38)

Блок для сварных калиброванных цепей показан на рис. 5.7, б.

Звездочки. Приводные звездочки (рис. 5.7, в) для калиброванных сварных цепей изготавливают из стали или чугуна. Гнезда и круговые пазы в звездочке выполнены в соответствии с формой и размерами звеньев в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Поэтому звездочка представляет собой многогранник, длина грани которого равна длине звена цепи. Она захватывает набегающую цепь, звенья которой ложатся в углубления, и создает силу натяжения.

Для получения компактного цепного привода с минимальными габаритами и массой наименьшее количество гнезд на звездочке обычно z5. Ориентировочно диаметр звездочки

D₀20...30d, 5.32

где d – диаметр прутка стали, из которого сварена цепь.

З в е з д о ч к и пластинчатых цепей (рис. 5.7, г) изготовляют из стали Ст4, Ст5, стали 20 ковкой, прокаткой (наиболее прогрессивный и экономичный способ) и литьем из стали 25Л. Они представляют собой зубчатые колеса, зубья которых захватывают цепь и создают крутящий момент.

Начальный диаметр звездочки

p

D0 180 , 5.33

sin z

где z – число зубьев звездочки.

Для уменьшения габаритов привода принимают z8...10 .

5.4. Канатные барабаны.

В механизмах применяют барабаны (рис. 5.9): с нарезной и гладкой поверхностями; с наматываемым канатом и фрикционные; цилиндрические, конические и криволинейной формы;

по способу изготовления барабаны бывают: литые из чугуна (СЧ 15) или стали (сталь 25Л); сварные из стали – тонколистовой с накатанными канавками (для легких условий работы) или из толстостенных труб с нарезными канавками и сварно-литые.

В большинстве грузоподъемных машин применяют барабаны с винтовыми канавками для наматывания каната в один слой. Назначение канавок – уменьшить напряжение смятия, устранить трение между соседними витками, а ,следовательно, уменьшить износ и повысить долговечность каната. Многослойная навивка каната позволяет сократить длину барабана, но при этом увеличивается износ каната и скорость навивки становится переменной. Поэтому барабаны с такой навивкой имеют ограниченное применение.

В нарезных барабанах с обеих концов предусмотрены реборды, барабаны для сдвоенных полиспастов выполняют без реборд.

Общий вид установки барабана 6 с редуктором 1 приведен на рис. 5.9, а. Конец выходного вала 2 редуктора имеет фасонную форму: на наружной поверхности нарезаны зубья 4, а внутри – выточка, куда помещен сферический подшипник 3, обеспечивающий статически определимую систему привода и компенсацию перекосов при монтаже. На внутренней части втулки 5, скрепленной с барабаном, нарезаны зубья, которые входят в зацепление, образуя зубчатую муфту, через которую крутящий момент передаѐтся на барабан. Профили канавок на барабане показаны на рис. 5.9, б. Для правильной укладки каната на барабан, особенно при многослойной навивке, применяют канатоукладчики (рис. 5.9, в): от цепной передачи 4 приводится во вращение винт 1 с правой (левой) резьбой, перемещающий каретку 2 по направляющей 3. Ход каретки за каждый оборот барабана равен диаметру каната.

Барабаны, как правило, имеют цилиндрическую форму, но когда требуется изменение натяжения наматываемого каната по определенному закону (в механизмах изменения вылета и др.), применяют барабаны конической (рис. 5.9, г) или другой формы, обеспечивающей постоянство крутящего момента привода. В тяговых лебедках находят применение фрикционные барабаны

(рис. 5.9, д).

Диаметры барабана по оси каната и по дну канавок определяют соответственно по формулам (5.30), т. е. принимают такие же значения, как и для блоков. Допускается уменьшение диаметра барабана на 15% по сравнению с диаметром блока, т. е.

D0,85ed_к 5.34

Профили и размеры канавок на барабане (рис. 5.9, б) выбирают из условий обеспечения долговечной и надежной работы каната. Радиус канавки r 0,6...0,7 d_к , где d_к – диаметр каната; р – шаг винтовой линии: p d_к 2...3 мм или p1,1d_к ; глубина канавок для обычных барабанов h 0,25...0,4 d_к; для барабанов грейферных кранов и в других случаях, где возможно ослабление натяжения каната, во избежание выхода каната из канавок последние выполняют более глубокими и с большим шагом p

Рисунок 5.8– Канатные барабаны

Длина нарезной части барабана, характеризующая его канатоѐмкость зависит от длины наматываемого каната, определяемого высотой подъема груза Н, диаметром барабана D и числом ветвей полиспаста z. Число витков нарезной части барабана при одинарном полиспасте

n_в n_к, 5.35

где n_н – число неприкосновенных витков, согласно нормам Госгортехнадзора принимают n_н1,5...2; n_к –число витков для крепления каната.

Длина барабана ℓn_вp 5.35 Ширину реборд барабана выбирают конструктивно. Длина барабана при сдвоенных полиспастах

ℓ 2n_вp ℓ₁, 5.36

где ℓ₁ – длина средней (ненарезной) части барабана, определяется конструктивно из условий допускаемого угла отклонения

каната на барабане (рис. 5., е). Ориентировочно

ℓ₁ b 2h_mintg , 5.37

где b – расстояние между осями крайних блоков крюковой подвески; h_min – расстояние между осями барабана и блоков подвески в крайнем верхнем положении.

Длина каната при многослойной навивке на барабан (канатоемкость барабана)

ℓ n_в D₁ D₂ ... 5.38

где n_в – число витков в слое; D₁ – диаметр барабана (по центру канатов) первого слоя; D₂ – диаметр по второму слою и т.д.

В фрикционных барабанах тяговых лебедок канат не наматывается, а несколько постоянных витков, перекатываясь, создают тяговое усилие от сил трения, зависящих от угла обхвата барабана канатом. Фрикционные барабаны бывают цилиндрической и коноидальной формы. Необходимое число витков определяется из условий создания требуемой силы тяги при небольшом усилии рабочего.

Расчет на прочность. Толщину стенки барабана определяют из условий сжатия, учитывая, что он нагружен равномерно распределенной нагрузкой вследствие огибания его натянутым канатом силой F (рис. 5.9). Выделим из барабана кольцо шириной р и заменим действие отброшенной нижней части силами F.

Рисунок 5.9– К расчету барабана на прочность

Сила, действующая на элементарную площадку на поверхности полукольца в пределах угла d

dF Rd pq,

где q – нормальное давление. Сумма проекций элементарных сил на вертикальную плоскость

2F 2 dFcos 2 Rpqcos d .

0

Откуда q

Максимальное напряжение сжатия внутри толстостенного цилиндра, нагруженного равномерным внешним давлением, определяем по формуле Лямэ:

5.39

Известно, что R R₁ 2R, R , где – толщина стенки барабана.

Тогда с некоторым допущением, подставив эти значения в формулу (5.39), получим формулу для напряжения сжатия:

^c F/p 5.39