Механизм подъема
Принимаем схему механизма подъема – с плавающим валом (рис 2).
Рис 2.
1. Двигатель
2. Быстроходная муфта МУВП
3. Плавающий вал
4. Муфта с тормозным шкивом
5. Горизонтальный крановый редуктор
6. Встроенная в корпус барабана зубчатая муфта
7. Барабан
8. Уравнительный блок
9. Подвеска
10. Канат
11. Подшипниковый узел
Данная схема механизма подъема используется в случае когда , где А – межосевое расстояние редуктора, D – диаметр барабана механизма подъема, Dдв – ширина электродвигателя.
Расчет механизма подъема:
1. Определяем максимальное усилие в канате механизма подъёма.
,
где Q – характеристика грузоподъёмности;
q – сила тяжести подвески (0,25Q)
- количество полиспастов,
m – кратность полиспаста,
КПД полиспаста.
Согласно [1, т2, табл. V.2.17] принимаем .
2. Определяем разрывное усилие и подбираем тип каната.
где коэффициент запаса прочности каната.
Согласно [1, т2, табл. V.2.4] принимаем K=5.
Согласно [1, табл. V.2.3], с учётом разрывного усилия кН, подбираем по ГОСТ 2688-80 канат двойной свивки типа ЛК-Р, проволок с одним органическим сердечником, диаметром мм и разрывное усилие кН, при мПа (140 кгс/мм2).
3. Определяем минимально допустимый диаметр барабана.
где е – коэффициент, зависящий от режима эксплуатации и от типа крана.
Согласно [1, т2, табл. V.2.4], для всех кранов кроме башенных и режима работы 2М, е=20.
4. Определяем потребную мощность двигателя.
, кВт
где скорость подъёма груза, м/сек;
общий КПД механизма подъёма груза.
Принимаем .
Согласно [1, т1, табл. II.1.11] по найденной мощности, с учётом режима ПВ 25% подбираем электродвигатель MTF 411-6 переменного тока с фазным ротором, со следующими параметрами:
Р=27 кВт, n=955 мин-1, Мmax=638 , I=0,5 .
5. Определяем частоту вращения барабана.
6. Определяем общее передаточное отношение редуктора.
7. Выбираем тип редуктора.
Согласно [3, табл. 67], для механизма подъёма груза по передаточному числу и по мощности электродвигателя выбираем редуктор цилиндрический, двухступенчатый, горизонтальный, крановый типоразмера Ц2-350 и передаточным отношением u= 32,42.
8. Определяем размеры барабана.
Согласно [1, т2, табл. V.2.13] принимаем по диаметру каната параметры канавок:
- радиус канавки мм;
- глубина канавки мм;
- шаг между двумя канавками мм.
- радиус скругления краев канавки мм.
Материал барабана Сталь 20( МПа)
9. Определяем общее число витков.
где Н – высота подъёма крюка;
средний диаметр каната на барабане,
м;
число запасных витков.
Согласно [1, т2, стр. 265] . Принимаем ;
число витков, занятых креплением.
Согласно [1, т2, стр. 265] . Принимаем .
10. Определяем длину нарезной части с одной стороны барабана (включая участок для закрепления канатаОпределяем длину нарезной части с одной стороны барабана()).
где шаг канавки.
11. Определяем длину барабана.
где длина гладкой части барабана.
12. Определяем толщину стенки барабана.
,
Принимаем мм.
13. Проверяем найденную толщину стенок на сжатие.
МПа МПа
a. Определим тормозной момент.
Нм
где коэффициент запаса торможения.
b. Выбираем тип тормоза.
По найденному тормозному моменту и режиму эксплуатации, согласно [1, т2, табл. V. 2.20], выбираем колодочный тормоз переменного тока марки ТКТ-200, C тормозным моментом
c. Крепление каната к барабану.
Крепление осуществляем двумя накладками.
14. Определим натяжение закрепленного конца каната.
где S – наибольшее натяжение ветви каната.
коэффициент трения между канатом и барабаном.
Согласно [4, стр. 63] Принимаем
угол обхвата барабана запасными витками каната.
Согласно [4, стр. 63] Принимаем
15. Определим необходимую силу нажатия прижимных болтов.
Н
где приведенный коэффициент трения между канатом и накладкой с учётом её желобчатой формы канавки.
Согласно [4, стр. 63] при полукруглых канавках .
16. Определяем необходимый диаметр болта.
см
17. Расчёт барабана по напряжениям изгиба и кручения.
Определим изгибающий и крутящий моменты.
где усилие в ветви каната, набегающей на барабан.
18. Определяем осевой и полярный момент сопротивления.
где
19. Определим напряжения изгиба и кручения.
20. Определим суммарные напряжения в теле барабана.
,
Проверка выполнена.
21. Подбираем муфту на быстроходный и тихоходный валы редуктора.
Быстроходный вал:
Муфту выбираем в зависимости от передаваемого вращающего момента и условий работы по формуле:
где действующий вращающий момент;
коэффициент запаса прочности.
коэффициент, учитывающий степень ответственности соединения.
Согласно [1, т2, табл. V.2.36] принимаем ;
коэффициент режима работы.
Согласно [1, т2, табл. V.2.37] принимаем ;
коэффициент условного смещения.
Согласно [1, т2, табл. V.2.38] принимаем ;
По [1, т2, табл. V.2.41] выбираем по расчётному моменту , согласно [1, т2, табл. V.2.41], муфту упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП – 500 ГОСТ 21424-75 с тормозным шкивом.
Диаметр тормозного шкива .
Тихоходный вал:
Выбираем зубчатую муфту МЗ – 16000, ГОСТ 5006-83 согласно [1, т2, табл. V.2.39].
22. Проверяем время пуска механизма.
где коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма (кроме ротора двигателя и муфты).
Согласно [2, стр. 395] Принимаем ;
частота оборотов двигателя;
пусковой момент двигателя;