Розрахунок і вибір каната

Максимальна сила у вітці каната

F_max = 10³*Q*g/ z_n* и_n* η_{n =}10³*6*9.81/2*2*0.99 = 14848.5 Н,

де g= 9,8 м/с² — пришвидшення вільного падіння; z_n — кількість віток каната, які намотуються на барабан.

Згідно з існуючими правилами безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів канат вибирають за розривною силою:

F₀ ≥ z_p*F_max = 5.6*14848.5 = 83151.6 Н,

де z_p - мінімальний коефіцієнт запасу міцності каната, який приймається у відповідності з правилами [3] залежно від призначення каната і групи класифікації механізму (табл. АЗ),

Згідно з даними [2] вибираємо стальний канат подвійного звивання типу ЛК— РО (ГОСТ 7668—80) діаметром 13,5 мм при розрахунковій межі міцності дротин 1764 МПа з розривною силою 101900 Н.

Визначення основних параметрів блоків і барабана

Діаметр блоків і барабана по центру намотуваного каната

D_бл ≥ h*d_k = 22.4 *13.5 = 302.4 мм,

де (d_к — діаметр каната; h — мінімальний коефіцієнт вибору діаметра блока, прийнятого згідно з правилами [5] (табл. АЗ).

Діаметр блока гакової підвіски по дну канавки

D ≥ (e-1)*d_k = (25 -1)*13.5 = 324 мм

приймаємо D_6л = 320 мм. Діаметр зрівноважувального блока D_блз = (0,6 ... 0,8)D_бл = 192…256 мм. Приймаємо D_блз = 224 мм.

Форму і розміри канавки блоків визначаємо згідно з ОСТ 24.191,05—82 [2]. Приймаємо матеріал блока сталь 25 Л.

Діаметр барабана по середній лінії намотаного каната визначається за формулою:

D^Р_Б = 0,85 • е • d_к = 0,85 • 25 • 13,5 = 286,8 мм

Розрахункове значення діаметра барабана по дні гвинтової канавки визначається по формулі:

D^Р_Б.О. = D^Р_Б - d_к = 286,8 – 13,5 = 273,3 мм

Отримане значення заокруглюють до найближчого більшого стандартного значення D^С_Б.О. з ряду : 160; 200; 250; 320; 400; 450;500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000.

Уточнене значення діаметра барабана по середній лінії намотаного каната визначається за формулою:

D^С_Б = D^С_Б.О. + d_к = 320 +13,5 = 333,5 мм

Визначаємо загальну довжину барабана:

L_n = z_n*t_б*(10³*Н*u_n/π*D_б + z_бк + z_бн ) + l_бс = 2*10*(10³*7*2/3.14*333.5 + 4 + 2 ) + 150 = 537.4 мм.

t_б— крок нарізки, який визначається в залежності від діаметра каната (табл, А 12) ; z_бк — кількість витків для закріплення каната (z_бк=3...4) ; z_бн — кількість запасних витків, потрібних для зменшення натягу каната місці його кріплення до барабана; (z_бн =1,5... 2) ; l_бс — довжина середньої гладкої частини здвоєного барабана, яка визначається в залежності від допустимого кута відхилення каната від вертикалі в крайньому верхньому положенні гакової підвіски. Попередньо приймаємо l_бс = 150 мм.

Вибір електромотора

Статична потужність, потрібна для піднімання номінального вантажу зі швидкістю v визначається за формулою:

Р_с = Q*g*ν/η_з = 6*9,8*0,16/0,884 = 10,6 кВт

де η_з — загальний к.к.д. механізму: η_з = η_n η_б η_р=0,99*0,96*0,93 = 0,884. Тут η_n, η_б, η_р — к.к.д. відповідно поліспаста, барабана і редуктора. З каталога вибираємо електромотор МТF311-6 ГОСТ 185-70, який має при ПВ=40% потужність Р - 11 кВт і частоту обертання п = 945 об/хв.