Грузоподъемные машины Александров (1004169), страница 26
Текст из файла (страница 26)
одягпегося в данное канавке и иапрзь оси каната, наход иа барабане. канавки; е = агс(К Н(п0б) — угол подъема оси канавнз !зз Угол отклонения у, в сторону заполненной канавки (рис. 4.17, б) определяют при условии иезадеваиия каната, находящегося в соседней канавке: 1ц уе =- 18 (ав — а), где ат — угол между нвгрввлением оси канавки не барабане и мексимальным допускаемым отклонением от оси каната, находящегося в данной канавке н направленного в сторону заполненной квнавки. Для предварительных расчетов можно принимать допускаемые углы у„и ут в пределах 2 — 3'. Гладкие барабаны для многослойной навивки с обеих сторон н барабаны с канавками, предназначенные для навивки одной ветви каната, со стороны, свободной от крепления каната, должны иметь реборды, возвышающиеся над верхним слоем навитого каната не менее чем на два его диаметра.
Барабаны для сдвоенных полиспастов выполняют без реборд. Расчет барабана с однослойной навивкой. Эти барабаны изготовляют литыми (из серого чугуна или стали) и сварными (из листовой стали) (см. 121 с.). При наматывании каната стенка барабана находится в напряженном состоянии, испытывая сжатие, изгиб и кручение.
Для расчета условно барабан рассматривают как полую трубу без ступиц (рис. 4.18, а). Основным напряжением в стенке барабана является напряжение сжатия, возникающее в результате навивки на барабан каната натяжением 3 . Для определения напряжения сжатия находят максимальное давление каната на барабан, направленное нормально к поверхности барабана.
При этом пренебрегают диаметром каната по сравнению с диаметром барабана и считают, что усилие приложено непосредственно к диаметру барабана В по дну канавки. Условно выделяют из барабана полукольцо шириной, равной шагу нарезки 1 (рис. 4.18). Влияние отрезанного полукольца заменяют двумя натяжениями каната 5 х. При этом принимают условие, что усилие 8 постоянно по длийебарабана, хотя известно, что по мере приближения витков каната на барабане к месту крепления натяжение в иих вследствие сил трения между канатом и стенкой барабана уменьшается.
Рис. 4.И. Схема расчета барабана с однослойной иививкой 12э ,б,' 1и„= р2Ж вЂ” 25 „= О, откуда радиальное давление между канатом и стенкой барабана р= 25 „)И. (4.7) При определении напряжения сжатия рассмотрим стенку барабана как цилиндр, нагруженный равномерным внешним давлением р (рис. 4.18, б). Это частный случай задачи Ламе для определения напряжений в толстостенном цилиндре. Для случая р,„= 0 напряжение сжатия г е а~ — — ~п — '" Рн'Р ' р = (4.8) ре Ла гз йе да наг Максимальное значение а, определяем, подставляя в формулу (4.8) значения текущею радиуса г, равного )с,„, т.
е. максимальные значения напряжения сжатия возникают иа внутренней стенке барабана: 2ма а,,„= — р„„р, т — =а,, р — Ран где )с" = еа2; В,„= В,„)2 (здесь О,„=  — 28). Тогда (4.9) В' — К„= (П вЂ” Пвн)Р-, О „) =48(П вЂ” 8). Подставив в (4.9) значения р из формулы (4.7), получаем 22нмт2Е>~ ~ем,гкеб (О Пренебрегая толщиной стенки б по сравнению с В, имеем а, = Я „1(16). (4.!0) Для гладких барабанов шаг г принимают равным диаметру ка. ната. Напряжения изгиба и кручения в стенке барабана незначительны по сравнению с напряжением сжатия, их учитывают тольке прн расчете барабанов, длина которых будет более 3 — 4 диаметров.
Напряжение изгиба стенки барабана а„= Мн/йг, где йг — энваторнгльный момент сопротивления сечения барабана. Напряжение кручения в стенке барабана т = )14нрl)1) нр где 1рнр — полярный момент сопротнвлення сечения барабана. 124 Известно, что если на какую-либо поверхность действует равномерно распределенная поверхностная нагрузка р, то независимо от формы поверхности проекция равнодействующей силы от этой нагрузки на заданную ось равна произведению этой распределенной нагрузки на площадь проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к заданной оси (рис.
4.18, б). Тогда сумма проекций сил на ось у Зквивалеитиые напряжения по теории ввергни формоизмеиеиия где бе Стальные барабаны 150 200 Чугунные барабаны 3,7 3,0 2,5 2,9 2,4 2,0 2.5 2 0 1.7 100 5,2 4,6 !25 41 37 150 34 3! 2,! 1,7 1,4 Пеева — ( — г'еж+ ов). Билиидрическую стенку барабаиа иа устойчивость рассчитывают з соответствии с указаниями РТМ 24.(Ю.й! — 76.
Козффициеит запаса устойчивости Г! — ов((фосж! "" Хг где (л! — рекомендуемый кпчффиниент аапаса устойчивости пнхнндрнческой стенка, (л! =.. 1.7 н 2,0 соответственно для стальных н чугунных барабанов; оеж — напряжение сжатия на внутренней стенке барабана, определяемое по формуле (4.10й а„— критическое напряжение: Он 0,92лб — ~à — г (4.1!) 17вм (адесь о„0,8 от и О,б ов„— соответственно дпя стальнык н чугунных барабанов; ое„— предел прочности при иагнбе; йвв — внутренний радиус стенки барабана; ! — расстояние между ступицами барабана (см. рнс. 4.!8, а).
Если фактический коэффициент запаса устойчивости и оказался меньше рекомендуемого зиачеиия (л1, то увеличивают толщину стенки барабана или устаиавливают ребро жесткости, тогда ! будет расстояние между ступицей барабаиа и ребром жесткости. Расчет стенки барабана иа устойчивость ие проводят, если при а, и отношении !:!/Ь (табл. 4.о), значение 7.И ие будет превышать зяачеиий, указанных в этой таблице.
Расчет барабанов для миогослойиой иавивки. Барабаны для многослойной навивки каиатов выполнены литыми и сварными. При миогослойиой иавивке каната возникает радиальное давление на степку, вызывающее напряжение сжатия в стенке барабана, и распориое давление, действующее иа его реборды, С увеличением числа слоев радиальное и распориое давления возрастают. Однако 4.3. Значение ь/!0 увеличение радиального давления не пропорционально увеличению числа слоев навивки, оно уменьшается с их увеличением. Это обаясняется следующими причинами. При наматывании каната возникаег радиальная деформация сжатия стенки барабана и деформация сечения каната. После наложения нового слоя каната стенка барабана получает дополнительное сжатие, однако часгь радиального усилия воспринимается первым слоем каната, который представляет как бы вторую трубу.
При наложении третьего слоя радиальное усилие передается на второй слой каната, который воспринимает часть нагрузки, а другую часть передает на первый слой, который также воспринимает часть нагрузки, передавая основную ее часть на стенку барабана. При наложении последующих слоев процесс передачи радиального усилия на стенку барабана аналогичен. Распорное давление, действующее со стороны каната на реборды барабана, возрастаег с увеличением числа слоев навивки.
При большой канатоемкости барабана распорное давление будет значительным, что является главной причиной разрушения барабанов с многослойной навивкой, так как в местах крепления реборды к стенке барабана возникают болыпие местные напряжения изгиба. При определении радиальной нагрузки на стенку барабана при многослойной навивке необходимо учитывать радиальную деформацию стенки барабана и поперечную деформацию каната. С учетом указанных деформаций радиальное давление на стенку барабана, согласно исследованиям Б. С. Ковальского и С. В. Кожина, определяют по формуле ра = [агс(д)х' р — т) агс(д — + — (1 — т! — "+')] (а, (4.12) 1+ 6 ' — )г Р 'г' (:) чт ~ т где м — параметр, представляющий отношение модуля продольной упругости Еэ к модулю поперечного сжатия К: е = )/7Ев7К (4.13) (здесь 7 — коэффициент, равный отношению суммарной площади сечения всех проволок каната в слое навивки к полной площади слоя навивки; с увеэичениек натяжения каната и его поперечного обжатня коэффициент т возрастает; т = 0,37 ...
0,5, т = 0,37 для канатов Т!(; Е„ = (7 ... 13) 1Оэ МПа для шестипрадпых канатов с органическим сердечником, "К принимают по следующим данным; Напряжение растяжения а канате и, МПа ... 200 250 300 ЖО Модуль поперечного сжатия К, МПа, для каната; 6Х!9+ ! о, с 200 225 250 275 бх!9+ ' и. с 500 550 600 650 )) = (ю — $)/(ю+ Ц; й = !777Ев)(26Е) О (1+)х+(1+)х) П вЂ” 26Ф) ) (здесь 6 — толщина стенки барабана; и — коэффициент Пуассона, р =- 0,25 ... 0,35; Π— диаметр барабана; Š— модуль упругости стенки барабана); ч =- П,)77 (эдесь хэн — наружный диаметр навивки (рис.
4.19, а) (7в = )7 + рхйп; т — чн. сл;х слоев навивки); Гэ — удельное натяжение каната. равное максимальному усвлню 3мкх. приведенному к единице длины вдоль образующей барабана: (а = ~пюхФ' (4.14) 126 а) Ц Рис. 4лй. Схема расчета барабана с многослойной кавзвкой Модуль продольной упругости каната характеризует упругие свойства материала проволок, влияние конструкции каната н его натяжение. Физический смысл модуля поперечного сжатия условен. так ках поперечное сжатие каната характеризуется перемещением проволок в прядей относительно друг друга. деформацией проволок и сердечника, что приводит к изменению формы поперечного сечения каната, При возрастании напряжения растяжения в канате модуль 1( увеличивается Напряжение сжатия в стенке барабана определяют аналогично приведенному выше расчету барабана с однослойной навивкой и после подстановки в формулу (4.9) Раар — — Р„и с учетом формул (4.12) и (4.14) получают окончательную формулу для определения напряжения сжатия в стенке барабана прн многослойной навнвке а, = — й--„— ~агой 1 р — т1 агс(а — + — — (1 — т1 ™)1 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
