Деталі і вузли вантажопідіймальних машин

Навчальний елемент – НЕ2.4

Тягові барабани механізмів вантажопідймальних машин. Обсяг годин - 2

Загальні відомості. Канатні або тягові барабани застосовують в механізмах підйому вантажу, механізмах переміщення кранового (вантажного) візка і зміни вильоту стріли з канатною тягою. Барабани представляють собою металічну пустотілу товстостінну циліндричну конструкцію з нарізаною (рис.3.18,а) або гладкою поверхнею (рис.3.18,б). Гвинтова канавка, нарізана на поверхні барабана, застосовується, в основному, при одношаровій навивці каната на барабан. Канавка збільшує поверхню контакту витків каната з барабаном, усуває тертя між витками, і як наслідок, підвищує довговічність роботи канатів. Барабани з гладкою поверхнею застосовують для багатошарової навивки каната. При такій навивці збільшується спрацювання каната, а швидкість навивання стає змінною. Такі барабани застосовують тільки при дуже великих довжинах навитого каната і при обмежені довжини барабана. В лебідках бурового обладнання, наприклад в агрегатах для підземного ремонту свердловин, гвинтова канавка застосовується і при багатошаровій навивці каната на барабан. Для правильної укладки каната на барабан, а також для запобігання каната від зміщення при послаблені натягу, застосовують канатоукладчики різних типів, рис. 3.19.

Рисунок 3.18 - Конструкції канатних барабанів

Канатоукладчики, рис.3.19,а…г, застосовують для багатошарової навивки каната на барабан з гладкою поверхнею. В канатоукладчику, рис.3.19,а, канат 2 проходить через блок 1, який має можливість переміщатися вздовж осі 3 під дією зусилля натягу каната. На рис.3.19,б приведена схема канатоукладчика, в якому канат 2 проходить між двома підпружиненими гладкими роликами 4. В канатоукладчику, рис. 3.19,в, канат 2 притискається до барабана роликом 4, який встановлений на підпружинених важілях 5. Канатоукладчик, рис.3.19,г, складається з каретки 7, яка здійснює зворотньо-поступальний рух по направляючій 3 під дією гвинта 6. Гвинт 6 з’єднаний з валом барабана ланцюговою або зубчастою передачею 8. Передаточне число передачі вибирається таким, щоби за один оберт барабана каретка 7 перпмістилася на один крок навивки каната. Канатоукладчики такого типу мають основне застосування при багатошаровій навивці каната на барабан з гладкою поверхнею. Для барабанів з гвинтовою нарізкою застосовують канатоукладчики, рис.3.19,д, які складаються з гайки-кільця 9, яка переміщається при обертанні барабана по його гвинтовій канавці і направляючій 3.

На рис.3.20 наведені схеми з’єднання барабана з редуктором приводу.

Рисунок 3.20 – Схеми з?єднання барабана з редуктором

З’єднання барабана з редуктором приводу за допомогою зовнішньої сполучної муфти, рис.3.20,а, характеризується блочністю конструкції, відсутністю надлишкових зв’язків, зручністю монтажу. Недолік схеми – великі габарити, через що вона не застосовується в кранових візках прольотних кранів, і неспіввісність осей валів барабана і редуктора, що вимагає застосування компенсаційної муфти.

В схемах, рис.3.20,б,в, застосовується багатоопорний вихідний вал редуктора, який одночасно являється валом барабана. Ці схеми застосовуються для одержання мінімальних габаритів приводу. Недоліки схем – статично невизначена система багатоопорного вала, порушення принципу блочності, застосування спеціальних конструкцій редуктора. В схемі, рис.3.20.б, похибка

установки окремої опори барабана приводить порушення точності зачеплення в редукторі, схема, рис.3.20.в, дуже чутлива до похибок монтажу. Внаслідок приведених вище недоліків ці схеми мають дуже обмежене застосування.

В схемах, рис.3.20,г,д, барабан з редуктором з’єднується за допомогою відкритої зубчастої циліндричної передачі, колесо якої встановлюється на валі барабана, рис.3.20,г, або безпосередньо на барабані, рис.3.20,д. Недоліки схем – швидке спрацювання відкритої передачі, внаслідок чого вони застосовуються тільки в ручних і спеціальних механізмах.

Найбільш раціональною схемою є з’єднання барабана з редуктором приводу спеціальною зубчастою муфтою, вмонтованою безпосередньо в барабан, рис.3.20,е. Недолік схеми – необхідність розробки спеціальної конструкції муфти при діаметрі барабана по дні гвинтової канавки меньше 320мм, тому схему застосовують, в основному, при 320мм. За способом виготовлення барабани бувають: литі з чавуну марок СЧ15, СЧ18, СЧ24, для режимів роботи Л і С, або сталі марок 35Л, 55Л, для режимів роботи В і ДВ; зварні з тонколистової сталі марок ВСт3сп, 20 з накатаними канавками, для режиму роботи Л, або з товстостінних труб з нарізними канавками для режимів С, В, ДВ. Найбільш раціональною конструкцією барабанів з гладкою або нарізною поверхнею для одинарного поліспаста є конструкція, в якій реборда, яка запобігає зіскакуванню каната, розміщена на протилежному кінці вузла кріплення каната. Висота реборди - В ряді конструкцій барабанів реборди розміщені з двох сторін. В барабанах з нарізною поверхнею для здвоєного поліспаста реборди відсутні.

На рис.21,а....е наведені конструкції зєднання канатного барабана з редуктором приводу.

а)

б)

в)

г)

д)

е)

Визначення основних геометричних розмірів канатних барабанів. Основним геометричним параметром, який визначає всі основні розміри барабана, є діаметр барабана по середній лінії навитого каната DБ. Розрахункове значення цього діаметра визначається за формулою

(3.32)

де е – коефіцієнт, який залежить від типу машини та групи режиму роботи, табл.3.6;

dK – діаметр каната.

Розрахункове значення діаметра барабана по дні гвинтової канавки визначається за формулою

(3.33)

Одержане значення заокруглюють до найближчого більшого стандартного значення з ряду: 160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000.

Уточнене значення діаметра барабана по середній лінії навитого каната визначається за формулою

(3.34)

Профіль і розміри канавки на барабані вибирають з умов забезпечення довговічної і надійної роботи каната.

Радіус канавки визначається за формулою

(3.35)

Крок гвинтової канавки визначається за формулою

(3.36)

Крок гвинтової канавки також може бути вибраний з таблицi 3.8 в залежності від діаметру каната.

Число робочих витків гвинтової канавки визначається за формулою

(3.37)

де Н – висота підйому вантажу,м.

Загальне число витків нарізаної частини зовнішньої поверхні барабана

(3.38)

де ZКР – число витків для кріплення каната;

ZН – число недоторканих