Последовательность выполнения упражнения

1. Начертить схему запасовки каната подъемника.

2. Согласно стандарту подобрать стальной канат.

3. Рассчитать канатоемкость лебедки.

4. Рассчитать потребную мощность двигателя привода барабана лебедки.

5. Проверить общее передаточное число редуктора лебедки.

Методика расчета

1. Для определения общего коэффициента полезного действия (КПД) блоков подъемника вычерчиваем схему запасовки его канатов (рис. 12.1).

Рис. 12.1.Схема запасовки каната подъемника:

1 – груз; 2 – блок направляющий; 3 – канат стальной; 4 – барабан лебедки

Общий КПД

, (12.1)

где - КПД одного блока; n – количество блоков.

2. Подбор стальных канатов для подъема грузов осуществляется по разрывному усилию R с учетом требуемого коэффициента запаса прочности K. При этом должно соблюдаться условие

, (12.2)

где - максимальное рабочее усилие в канате подъемника, кН,

, (12.3)

где - расчетный вес поднимаемого груза и грузовой платформы, кН.

Допустимый запас прочности канатов по нормам Госгортехнадзора для строительных подъемников с машинным приводом должен быть не менее 5.

Требуемый канат и все его данные выбираются по соответствующему стандарту на основании рассчитанного максимального рабочего усилия с учетом требуемого коэффициента запаса прочности (табл. 12.1). При этом следует соблюдать условие, что диаметр каната , наматываемого на барабан, должен быть не более диаметра барабана лебедки.

таблица 12.1

Характеристики стальных канатов типа ЛК-Р5×19+1

Диаметр каната, мм	Расчетный вес 100м каната, кН	Предел прочности проволоки на растяжение, кг/ мм2
Разрывное усилие каната в целом, кН
8,3	2,56	-	24,5	26,05	26,85	29,3
9,1	3,05	-	35,55	37,76	38,95	42,45
9,9	3,58	-	42,35	45,0	46,4	50,6
11,0	4,61	-	49,8	52,9	54,5	59,5
12,0	5,27	-	64,1	68,1	70,2	76,6
13,0	5,96	72,5	73,2	77,8	80,2	87,5
14,0	7,28	88,5	82,9	88,1	90,8	99,1
15,0	8,44	102,5	101,0	107,5	110,5	120,5
16,5	10,25	124,0	117,0	124,5	128,5	140,0
18,0	12,20	148,0	142,0	151,0	155,5	169,5
19,5	14,05	170,5	169,5	180,0	185,5	202,5
21,0	16,35	198,5	195,0	207,5	213,5	233,0
22,5	18,5	224,5	227,0	241,0	248,5	271,0
	21,1	250,0	256,5	272,5	281,0	306,5

3. Канатоемкость барабана лебедки (м) определяют по формуле (см. рис. 12.2)

, (12.4)

где ℓ - рабочая длина барабана лебедки, м; m – возможное количество слоев навивки каната на барабан; - диаметр барабана лебедки, м; - диаметр каната, м.

Рис. 12.2.Схема к определению канатоемкости барабана

Возможное количество слоев навивки m каната на барабан определяют по значениям диаметров реборд барабана ', барабана и каната с учетом запаса выступа реборды на величину 2 , предотвращающего возможный сход каната с барабана:

. (12.5)

При выборе лебедки по канатоемкости ее барабана соблюдают условие, чтобы L>T, где Т – длина каната, наматываемого на барабан, м. Согласно условиям задачи

, (12.6)

где H – максимальная высота подъема груза, м (см. табл. 12.3, 12.4);

- длина несматываемых витков каната на барабане, м.

4. Потребную мощность двигателя (кВт) определяют по наибольшему рабочему усилию в канате :

, (12.7)

где - скорость подъема груза, м/с (согласно заданию); - КПД передач лебедки, принимают для расчетов = 0,75.

По расчетной мощности по каталогу (табл. 12.2) выбирают необходимый тип электродвигателя.

Таблица 12.2

Технические данные асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором общего применения в защищенном исполнении

Тип электро- двигателя	Номинальная мощность, кВт	Частота вращения, мин-1
А-41-6	1,0
А-42-6	1,7
А-51-6	2,8
А-52-6	4,5
А-61-6	7,0
А-62-6	10,0
А-71-6	14,0
А-72-6	20,0
А-81-6	28,0
А-61-8	4,5
А-68-8	7,0
А-71-8	10,0
А-72-8	14,0
А-81-8	20,0
А-82-8	28,0
А-91-8	40,0
А-92-8	55,0

5. Общее передаточное число редуктора лебедки определяют по формуле

, (12.8)

где - частота вращения двигателя, мин^-1 (см. табл. 12.2).

Таблица 12.3

Варианты заданий с 1 по 13

Вариант
Вес груза, кН	2,0	1,2	2,0	2,3	0,75	1,7	1,2
Скорость подъема, м/с	1,2	1,0	0,75	0,5	0,5	0,8	1,1
Высота подъема, м

Вариант
Вес груза, кН	1,4	0,85	1,9	1,8	2,2	1,6
Скорость подъема, м/с	0,9	0,6	0,7	0,85	0,65	0,95
Высота подъема, м

Примечание: лебедка электрореверсивная; тяговое усилие – 30000Н; размеры барабана: диаметр – 273 мм, диаметр по ребордам – 450 мм, длина – 500 мм, тип подъемника – мачтовый; вес грузовой платформы – 3000 Н; КПД передачм лебедки = 0,75, одного блока - = 0,96.

Таблица 12.4

Варианты заданий с 14 по 25

Вариант
Вес груза, кН	0,4	0,6	0,6	0,65	0,75	0,5
Скорость подъема, м/с	1,5	1,2	1,0	1,4	1,3	1,25
Высота подъема, м

Вариант
Вес груза, кН	0,45	0,55	0,65	0,7	0,8	0,75
Скорость подъема, м/с	1,4	1,3	1,1	1,0	0,9	1,2
Высота подъема, м

Примечание: лебедка фрикционная; тяговое усилие – 12500Н; размеры барабана: диаметр – 230 мм, диаметр по ребордам – 370 мм, длина – 460 мм, тип подъемника – мачтовый; вес грузовой платформы – 1500 Н; КПД передачм лебедки = 0,75, одного блока - = 0,96.

Пример расчета

В соответствии с вариантом задания необходимо выбрать канат и двигатель для электронной лебедки, имеющей размеры барабана: диаметр – 273 мм, диаметр барабана по ребордам - '=450 мм; вес грузовой платформы – 3000 Н; вес поднимаемого груза – 1,5 кН; скорость подъема - =0,55 м/с; высота подъема – H=70 м.

1. Для определения общего КПД блоков вычерчиваем схему запасовки канатов согласно рис. 12.1 и по выражению (12.1) определяем КПД с учетом того, что количество блоков по схеме n=3, а КПД одного блока - = 0,96:

.

2. Для подбора стального каната, навиваемого на барабан, определяем максимальное рабочее усилие в канате по формуле (12.3):

(кН).

С учетом коэффициента запаса прочности, принимаемого равным 5, из выражения (12.2) определяем разрывеое усилие каната:

(кН).

3. Канатоемкость барабана лебедки определяем по формуле (12.4), рассчитав предварительно возможное количество слоев навивки каната на барабан по формуле (12.5):

Тогда

Необходимо, чтобы канатоемкость L барабана была больше длины каната T, наматываемого на барабан лебндки по условию задания (12.6):

Т=10+2∙3,14(0,273+0,0083)=71,8 (м).

Из расчета видно, что L>T.

4. Потребную мощность двигателя определяем по формуле (12.7):

По табл. 12.2 выбираем электродвигатель А-52-6 с номинальной мощностью 4,5 кВт и частотой вращения = 950 мин^-1.

5. Общее передаточное число редуктора привода лебедки определяем по формуле (12.8):

_{Практическое занятие №13.}