9.5. Расчет на прочность основных элементов стенда

9.5.1. Выбор каната

Изобразим расчётную схему (рис. 9.12).

Рис. 9.12. Расчетная схема полиспаста.

Усилие в канате, набегающем на барабан, определим по формуле [17]

(9.6)

где Q - номинальная грузоподъёмность (масса колеса в сборе), кг;

g - ускорение силы тяжести, (g = 9,81 м/с²);

z - число полиспастов в системе подъема, z = 1;

U_n- кратность полиспаста, U_n = 1;

- общий КПД полиспаста, = 0,98 [17].

Т огда:

Расчет стального каната произведём согласно правилам Госкомтехнад-зора. Расчетное разрывное усилие каната [17]

( 9.7)

где к - коэффициент запаса прочности, к = 4 [17].

Выбираем по ГОСТ 3069-80 канат двойной свивки типа ЛК-0 кон-струкции 6x7(1 +6)+4 о.с. диаметром d = 3,7 мм., имеющий при маркировоч-ной группе проволок 1568 МПа разрывное усилие F= 6740 Н.

Обозначение каната:

Канат -3,7-Г-1-Н-1568 ГОСТ 3069-80.

Фактический коэффициент запаса прочности

9.5.2. Расчет барабана и блока

Допускаемый диаметр блока и барабана по средней линии навитого стального каната [17]

( 9.8)

где d - диаметр каната, мм.;

е - коэффициент, зависящий от типа машины, привода механизма и режима работы механизма, е = 16 [17].

Согласно рекомендациям [17], принимаем диаметр барабана = 60 мм. и диаметр блока 0,8 ~ 50 мм.

Длина каната, навиваемого на барабан [17]

( 9.9)

где Н- высота подъёма груза, Н= 750 мм.;

D- диаметр барабана по средней линии навиваемого каната,

- число неиспользуемых витков на барабане до места крепле-ния, = 2 [17];

z₂-число витков каната, находящихся под зажимным устройст-вом на барабане, z₂ = 3 [17].

L_K = 750-1+3,14-61,85(2+3) = 1721 мм,

принимаем L_K = 1800 мм.

Рабочая длина барабана для навиваемого каната

(9.10)

где t- шаг витка, t = 4,5 мм.;

т- число слоев навивки, т = 1;

- коэффициент неплотности навивки, = 1 [17].

принимаем = 50 мм.

9.5.3. Расчет крепления каната на барабане

Схема крепления каната на барабане приведена на рис. 9.13.

Рис. 9.13. Схема крепления каната на барабане: 1 – барабан, 2 – канат, 3 – накладка с трапецеидальной канавкой, 4 –болт.

Натяжение каната в месте крепления на барабане

( 9.11)

г де f - коэффициент трения между канатом и барабаном, f = 0,15 мм [17]; - угол обхвата барабана запасными витками каната, = рад.

Для крепления конца каната на барабане накладкой, сила, растягиваю-щая один болт [17]

( 9.12)

изгибающая болт

( 9.13)

где z - число болтов в накладке, z = 2;

-приведенный коэффициент трения между канатом и нак-ладкой с трапецеидальным сечением канавки, = 0,23 [17]; - угол обхвата барабана витком крепления каната, = рад [17].

Суммарное напряжение в каждом болте

(9.14)

где к - коэффициент запаса надежности крепления каната, к = 1,5 [17];

l - расстояние от головки болта до барабана, l = 8 мм.;

- внутренний диаметр резьбы болта, = 4,019 мм.;

- допускаемое напряжение на растяжение материала болта, = 144МПа[17].

Болты выбраны верно.