Канатный барабан Советский патент 1992 года по МПК B66D1/30 

Изобретение относится к подъемно- транспортному 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 dk.

Недостатками профиля поперечного сечения канавки является чрезмерная 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 подъема и опускания груза номинальной величины достигают величин порядка 1600 МПа, что приводит к 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

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 за счет дополнительного трения верчения и сокращает срок службыкак барабанов так и канатов.

Целью изобретения является уменьшение износа каната и канавки барабана.

Это достигается тем, что в канатном барабане, содержащем обечайку с винтовыми

Јь

канавками постоянной глубины h, рабочий профиль поверхности канавки обечайки в поперечном сечении выполнен в виде циклоиды согласно выражения

х ± a arccos(-Ј- - 1) -V 1 - (JL Гр-зг I af a

где О у 2а, параметр а -s-: х и у 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(-Ј - 1) У 1 -()2 -я , а в

причем 0 у 2а; а h - глубина

винтовой канавки.

Точки А и В имеют гладкое скругление с головками канавок. При работе канатного барабана в наиболее тяжелых режимах подь- ема и опускания номинальных грузов нор мальное 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

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.

Если h 9,5 мм, следовательно 0 у 19. Имея ввиду симметричность циклоиды, приведем расчеты координат точек ее профиля (см. табл.2).

Размеры г 4мм и t 36 мм остаются

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

увеличение надежности элементов пары на 20%.

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

соответствует лучшим мировым образцам и не менее чем на 20% 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

уменьшения износа каната и канавки обечайки путем снижения контактных напряжений в паре трения, рабочий профиль поверхности канавки обечайки в поперечном сечении выполнен в виде циклоиды.

определяемой следующим соотношением:

х ± a arccos( -1) -V1 - (X -, )2 л ,

1 где а -х- глубины винтовой канавки;

х и у - текущие координаты, с началом координат, расположенным в вершине вин- товой канавки, при этом

Таблица 1

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.