Расчет конструкторской разработки

Расчет механизма подъема

а) Выбор каната [13, 15]:

Максимально статическое усилие:

, (3.1)

где: – число ветвей наматывающихся на барабан;

– кратность полиспаста;

– КПД полиспаста.

Н.

б) Разрывное усилие:

Н. кН.

Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19 (1+6+6/6)+10, ГОСТ 2688–80 мм. при допустимом напряжении на растяжение проволоки Н/мм² .

в) Расчет барабана [13]:

, (3.2)

где: – коэффициент регламентирующий нормы Госгортехнадзора ( для грузоподъемных машин всех типов) средних режимов работы;

мм. мм.

Принимаем один слой навивки, нарезной Сталь 20 барабан с шагом нарезки:

, (3.3)

мм.

Число витков резьбы рассчитывается по формуле:

, (3.4)

где: – высота подъема, м. м.

– кратность полиспаста, ;

– заказные витки, предусмотренные правилами Гостехнадзора, ;

– число витков под креплением каната на барабане, .

.

Принимаем .

г) Длина нарезной части барабана определяется по формуле:

, (3.5)

мм.

Толщина стенки литого барабана равна:

мм, (3.6)

мм.

Принимаем мм.

Проверяем стенки барабана на сжатие:

, (3.7)

Н/мм² .

Н/мм² – для средних режимов работы.

Проверяем на изгиб с кручением [14]:

, (3.8)

, (3.9)

Н мм.

, (3.10)

Н мм.

– коэффициент приведения, .

Н/мм² .

, (3.11)

где: Н/мм² .

Н/мм² .

д) выбор крюковой подвески;

Принимаем по ГОСТ 6627–63 крюк однорогий для механизмов машинным приводом, грузоподъемностью 1 т.

е) Выбор электродвигателя.

Максимальная статическая мощность определяется по формуле:

, (3.12)

где: – скорость подъема груза, принимаем м/мин м/сек.;

– КПД привода, .

Вт.

Выбираем асинхронный электродвигатель с фазным ротором серии МТН612–10 ГОСТ 185–70 кВт., мин^-1 .

Частота вращения барабана определяется по формуле:

, (3.13)

мин^-1 .

Общее передаточное отношение привода равно:

, (3.14)

Расчет основной балки с тягой. Тяга работает на растяжение.

Условие прочности:

, (3.15)

Балка работает на изгиб:

, (3.16)

Тяга-швеллер №8, мм² .

Балка-двутавр №24, мм., мм³ .

Материалом для балки и тяги принимаем сталь Ст 3, Н/мм² .

Рассчитываем по предельным нагрузкам. Предельная растягивающая нагрузка тяги:

, (3.17)

Н.

Так как , то нагрузка на балку при этом будет:

Н

Предельная нагрузка балки равна:

, (3.18)

Н.

При этом нагрузка на тягу составит:

, (3.19)

Н.

Таким образом, предельная грузоподъемность составляет:

, (3.20)

Н.

Расчет подшипников

а) Подбираем упорный подшипник №8112, мм., мм., мм.

Динамическая грузоподъемность Н

Проверяем долговечность в миллионах оборотах:

, (3.21)

где: для шариковых подшипников.

, (3.22)

где: при температуре до 90⁰ С;

при средних режимах работы.

, (3.23)

Н,

Н,

млн. об.

Долговечность подшипников в часах определяется по формуле:

, (3.24)

ч.

Условно принимаем частоту поворота крана мин^-1 .

б) В верхней и нижней опорах для восприятия радиальных нагрузок принимаем подшипник радиальный сферический двухрядный, шариковый №1208 мм, мм.

Динамическая грузоподъемность Н.

Наиболее нагружен нижний подшипник. Проверяем долговечность:

,

,

где при вращении внутри кольца;

Н. – радиальная нагрузка в опоре А;

– коэффициент радиальной нагрузки.

Н.

млн. об.

Долговечность в часах равна:

, (3.25)

ч.

Расчет фундаментных болтов. Фундаментные болты предотвращают сдвиг нижней опоры относительно фундамента от сдвигающей силы:

Н.

Из условия отсутствия сдвига определяем необходимый диаметр болтов по формуле:

, (3.26)

где: – коэффициент трения для стали по бетону.

, (3.27)

Н/мм² ,

мм.

Принимаем шесть болтов из стали Ст 3. Н/мм² , при диаметрах до 16 мм., – количество болтов. Принимаем болты М10.

Расчет крепления.

мм, мм, Н.

Н, мм, мм, мм.

, (3.28)

Н/мм² .

Принимаем ручную сварку электродом Э42А, мм.