Выбор схем механизмов и проведение их расчетов

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, D_дв – 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, М_max=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;