Канатный барабан

 

Использование: в подъемно-транспортном машиностроении. Барабан включает обечайку 1 с винтовыми канавками 2. Рабочий профиль канавки обечайки 1 барабана выполнен в виде циклоиды, определяемой следующим соотношением: х ± a arccos(-Ј- - 1) Yl - ( - 1 Г- л I Av a где а - половина глубины канавки барабана. 1 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s В 66 0 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И.ЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882310/11 (22) 12.11.90 (46) 30.07,92. Бюл. N 28 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.П. Есаулов, l0.Н.Таран. В, В. Коломоец, А.И.Козловский, А.Т.Есаулов, Е,И.Шевченко, Ю.В.Краснобаев, В.А.Рыков, А,В,Сладковский, С.И.Губенко, Л.П.Гребенюк, Л.В.Есаулова, А.Н,Короленко, А.И.Шинкус, А.К.Колесов, А.М,Маняхин и Е,П.Артамонов (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1306897, кл, В 66 0 1/30, 1987. (54) КАНАТНЫЙ БАРАБАН

Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению и может быть использовано при изготовлении канатных барабанов.

Известен барабан. содержащий обечайку с винтовыми канавками, рабочий профиль которых описывается радиусной кривой глубиной h, которая зависит от диаметра каната ds.

Недостатками профиля поперечного сечения канавки является черезмерная жесткость пары трения из-за зажатости каната радиусной кривой канавки. В силу этого контактные напряжения в вершине и верхних боковинах радиусной кривой канавки в период подьема и опускания груза номинальной величины достигают величин порядка

1600 МПа, что приводит v, интенсивному износу не только барабана, но и каната. Кроме того, большие знакопеременные нагрузки в период работы барабана на сжатие и изгиб могут привести к появлению усталостных

„„. Ж„„1751144 А1 (57) Использование; в подьемно-транспортном машиностроении. Барабан включает обечайку 1 с винтовыми канавками 2. Рабочий профиль канавки обечайки 1 барабана выполнен в виде циклоиды, определяемой следующим соотношением: х = + a(arccos(- 3)-y" — (Х вЂ” P д а а где 0<у<2а; а — половина глубины канавки барабана. 1 ил. 2 табл. трещин и во всяком случае резко снизят долговечность элементов пары трения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является канатный барабан, содержащий обечайку с винтовыми канавками постоянной глубины для размещения каната.

Недостатком известного барабана является то, что максимальные контактные напряжения практически не уменьшаются, а лишь перераспределяются за счет несимметричной формы поперечного сечения канавки. Кроме того, несимметричность предлагаемых канавок приводит к верчению каната в канавке, что увеличивает существующее в паре трение скольжения эа счет дополнительного трения верчения и сокращает срок службыыкак барабанов. так и канатов.

Целью изобретения является уменьшение износа каната и канавки барабана, Это достигается тем, что в канатном барабане, содержащем обечайку с винтов м.", 1751144 канавками постоянной глубины h, рабочий профиль поверхности канавки обечайки в поперечном сечении выполнен в виде циклоиды согласно выражения )2 „) х = + а(агссоз(-. — - 1)а

h где 0 у 2а, параметра= —: хиу— текущие координаты, причем начало координат помещено в вершину канавки.

На чертеже изображена канавка предлагаемого канатного барабана.

Обечайка 1 канатного барабана состоит из канавки 2, описанной циклоидой, и расположенного в ней каната 3. Профиль канавки АВ описывается выражением х = + a(arccos(- 1)а причем 0 у 2а; а = —;где h — глубина

h винтовой канавки.

Точки А и. В имеют гладкое скругление с головками канавок. При работе канатного барабана в наиболее тяжелых режимах подьема и опускания номинальных грузов нормальное сечение каната, принимая форму расширенного книзу овала, хорошо вписывается в канавку, выполненную в виде циклоиды, и имеет достаточно протяженную линию контакта, причем характер местных напряжений, обусловленный структурой каната, также выравнивается. Таким образом, контактные напряжения в паре канат — барабан, вызванные механическими нагрузками, становятся оптимальными и не превосходят величин 1200 МПа, В табл.1 приведены значения напряжений в паре канат-барабан .. для различных диаметров канатов предлагаемого и известного барабанов.

В числителе указаны контактные напряжения между канатом и известным барабаном, в знаменателе — между канатом и предлагаемым барабаном. Значительно меньшие контактные напряжения в паре не только резко уменьшают износ барабанов и канатов, но и за счет равномерного обжатия каната, особенно в начальный период эксплуатации, обеспечивают повышение его долговечности (практически исключаются

5 случайные обрывы проволок, смещение прядей, выход каната из канавки и т.п,)

Пример конкретного выполнения рабочего профиля канавки обечайки барабана для каната диаметром 30 мм, 10 Если h = 9,5 мм. следовательно 0 у <19, Имея ввиду симметричность циклоиды, приведем расчеты координат точек ее профиля (см. табл.2).

Размеры r =- 4мм и t = 36 мм остаются

15 стандартными. Промышленный экземпляр предлагаемого канатного барабана был выполнен для различного крана мартеновского цеха завода им. К,Либкнехта. Эксплуатационные обследования подтвердили

20 увеличение надежности элементов пары на

20%.

Кроме того, теоретические исследования и исследования на моделях подтвердили, что предлагаемый канатный барабан

25 соответствует лучшим мировым образцам и не менее чем на 20 Р увеличивает как собственную долговечность, так и срок службы каната.

30 Формула изобретения

Канатный барабан, содержащий обечайку с винтовыми канавками для каната, отличающийся тем, что, с целью

35 уменьшения износа каната и канавки обечайки путем снижения контактных на-. пряжений в паре трения, рабочий профиль поверхности канавки обечайки в поперечном сечении выполнен в виде циклоиды, 40 определяемой следующим соотношением: х = и а(агссос(- --1}- 1 — (К 1 }2 — д), а

1 где а = — глубины винтовой канавки;

2 х и у — текущие координаты, с началом координат, расположенным в вершине вин50 товой канавки, при этом 0<у<2а.

1751144

Таблица 1 аблица

П ме

+х

11

12

Составитель В. Есаулов

Редактор 3. Ходакова Техред М,Моргентал Корректор Л. Бескид

Заказ 2662 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

2,175

3.069

3,750

4,320

4,819

5,267

5,676

6,054

7,346

8,401

9,301

10,085

0.125

0,250

0,375

0,500

0,625

0,750

0,875

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

14

16

17

18

19

21

22

23.

24

10,779

11,399

11,955

12,455

12,905

13,309

13,669

13,989

14,267

14,505

14,699

14,845

14,923

3,5

4.0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5