Основной производственной характеристикой барабанов является канатоемкость L, которая определяется допускаемой длиной навиваемого каната в метрах. Канатоемкость зависит от диаметра барабана D&, его полезной длины /б и числа слоев навивки каната т.
Диаметр гладкого барабана или нарезного (по дну канавки), определяется в зависимости от диаметра навиваемого каната и режима работы, так же как и блока, по формуле (14).
На поверхности барабанов для однослойной навивки нарезают винтовую канавку полукруглого профиля (см. рис. 24, а).
Однослойная навивка обеспечивает более равномерный ход каната и увеличивает срок его службы, но барабаны при однослойной навивке и значительной длине навиваемого каната получаются громоздкими. Длина барабана U при однослойной навивке определяется по формуле
При той же длине каната многослойная навивка позволяет применять барабаны меньшей длины, чем при однослойной навивке, однако условия работы каната в
этом случае резко ухудшаются, уменьшается срок его службы, не обеспечивается равномерность хода груза; скорость перемещения груза получается различной при навивании первого и каждого из последующих слоев. Барабаны для многослойной навивки делают с гладкой поверхностью и бортами, предотвращающими сход каната. Высота бортов ho должна быть4не менее общей толщины навивки плюс 2 — 3 диаметра каната:
При заданной канатоемкости LK, диаметре каната dK, диаметре барабана D&, шаге навивки, равном dK, числе навиваемых слоев т длину барабана с гладкой поверхностью можно определить по формуле
Угол γ отклонения каната от нормали к продольной оси нарезного барабана должен быть не более 4°, так как при большем угле укладка каната по спирали барабана не обеспечивается и канат может касаться ранее уложенных витков или реборды. Углы отклонения каната к нормали в сторону пустой канавки yi в сторону соседнего витка у2 определяются зависимостями:
где ε — угол подъема винтовой канавки на барабане; α1 и α2 — углы отклонения каната относительно направления винтовой нарезки, для приближенных, подсчетов в пределах 4 — 6°.
При многослойной навивке для обеспечения более равномерной укладки каната угол его отклонения от нормали к продольной оси барабана должен быть не более 1 — 2°.
Барабан во время работы подвергается действию: скручивающего момента
изгибающего момента
и равномерно распределенного усилия сжатия, которое будет тем больше, чем больше слоев каната навито на барабане.
Ввиду того, что напряжения в стенках барабана от скручивающей и изгибающей нагрузок незначительны, толщину его стенок б можно рассчитывать приближенно исходя из работы только на сжатие:
при однослойной навивке
при многослойной навивке
Изготовляют барабаны из чугунного литья марок от СЧ 15-32 до СЧ 28-48 (по ГОСТ 1412 — 70) или из стали марок 25Л и 35Л (по ГОСТ 977 — 75), а также сварными из СтЗ (ГОСТ 380 — 71). Канат к барабану (рис. 25) присоединяют клином, закладываемым в канал в теле барабана, прижимными планками, накладками и др.
Рис. 25. Способы крепления каната на барабане лебедки
а — с помощью клина; б — прижимными планками на торцевой стенке барабана
Для разгрузки сборочных единиц крепления каната на барабане всегда должны оставаться при размотке не менее 1,5 — 2 витков.
Канатоукладчики. При большой канатоемкости, многослойной навивке и необходимости правильной укладки каждого слоя каната на барабан применяют канатоукладочный механизм.
Основным элементом канатоукладочного механизма является винт с правой и левой нарезкой, который ведет канатоукладывающую каретку вдоль барабана лебедки, с перемещением на один шаг навивки за каждый оборот барабана. На корпусе каретки на двух осях расположены ролики, удерживающие канат в заданном положении.