Выбор каната механизма подъема крана
Изобразить графически схему механизма подъема груза с учетом кратности грузового полиспаста и количества обводных блоков. Напомним, что кратность полиспаста определяется числом ветвей каната, на которых подвешен груз. Пример схемы механизма подъема груза приведен в приложении.
Определить усилие в канате (тяговое усилие Pк), набегающем на барабан лебедки грузоподъемного механизма при подъеме груза, вес которого равен максимальной расчетной грузоподъемности крана. Коэффициент полезного действия отдельного блока полиспаста или обводного блока можно принять равным η=0,98. Общий КПД и обводных блоков полиспаста ηпол следует рассчитывать по формуле
,
где m – кратность полиспаста;
n – количество обводных блоков.
Определить разрывное усилие в канате грузоподъемного механизма. Коэффициент запаса прочности в расчетах принять равным Kк = 5,5.
Выбрать канат для грузоподъемного механизма по ГОСТ 2688-80 в таблице 2 приложения.
Выбор двигателя грузоподъемного механизма
Определить максимальную скорость каната vк, навиваемого на барабан лебедки (скорости навивки) по заданной максимальной скорости подъема груза с учетом кратности и КПД полиспаста.
Определить необходимую мощность электродвигателя по формуле
,
где Pк – тяговое усилие в канате;
vк – скорость навивки;
ηлеб – КПД передачи вращения от электродвигателя к барабану лебедки, ηлеб= 0,85;
Выбрать двигатель из таблицы 3 по рассчитанной мощности.
Рекомендуемая литература
1. С.А. Евтюков, А.В. Чудаков, Н.В. Чудакова, М.М. Шапунов. Курсовое и дипломное проектирование наземных транспортно-технологических машин. ООО «Издательский дом «Петрополис»,2016. – 310 с.
2. С.В. Репин, С.С. Евтюков, А.В. Зазыкин Надежность и эффективность транспортно-технологических машин: Монография - СПб.: ООО «Издательский дом «Петрополис», 2015. – 84 с.
3. С.А. Волков, С.А. Евтюков Строительные машины: Учебник для строит. вузов /Изд. Переработано и дополнено/ – СПб.: ООО «Изд-во ДНК»,2012. – 597 с.
4.С. С. Добронравов, В. Г. Дронов Строительные машины и основы автоматизации. М., Высшая школа, 2001 г. – 575 с.
Приложения
Таблица 1
Исходные данные для выбора грузовой характеристики крана и выбора каната его грузоподъемного механизма
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||
| Стрелы Gс | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||||||
| Башни Gб | |||||||||||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 24,4 | 25,5 | 24,5 | 24,5 | |||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||
| Противовеса Lпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||
| Башни hб | |||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Противовеса hпр | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||
| Неповоротной части крана hнч | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |
| Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2: | |||||||||||
| Стрелы Fс | |||||||||||
| Башни Fб | |||||||||||
| Поворотной платформы Fпл | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||||||||
| Противовеса Fп | |||||||||||
| Неповоротной части крана Fнч | |||||||||||
| Груза Fг | |||||||||||
| Длина стрелы Lстр, м | |||||||||||
| Высота подъема груза Hгр, м | |||||||||||
| Максимальная скорость подъема груза, м/с | 0,25 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,25 | 0,27 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,46 | |
| Кратность грузового полиспаста m, шт. | |||||||||||
| Количество обводных блоков nбл, шт. | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м: | |||||||||||
| Вперед b | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Назад b1 | 2,3 | 1,6 | 2,2 |
Продолжение таблицы 1
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||
| Стрелы Gс | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||||||
| Башни Gб | |||||||||||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 24,4 | 25,5 | 24,5 | 24,5 | |||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||
| Противовеса Lпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||
| Башни hб | |||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Противовеса hпр | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||
| Неповоротной части крана hнч | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |
| Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2: | |||||||||||
| Стрелы Fс | |||||||||||
| Башни Fб | |||||||||||
| Поворотной платформы Fпл | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||||||||
| Противовеса Fп | |||||||||||
| Неповоротной части крана Fнч | |||||||||||
| Груза Fг | |||||||||||
| Длина стрелы Lстр, м | |||||||||||
| Высота подъема груза Hгр, м | |||||||||||
| Максимальная скорость подъема груза, м/с | 0,25 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,25 | 0,27 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,46 | |
| Кратность грузового полиспаста m, шт. | |||||||||||
| Количество обводных блоков nбл, шт. | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м: | |||||||||||
| Вперед b | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Назад b1 | 1,9 | 1,5 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | 1,6 |
Продолжение таблицы 1
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||
| Стрелы Gс | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||||||
| Башни Gб | |||||||||||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 24,4 | 25,5 | 24,5 | 24,5 | |||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||
| Противовеса Lпр | 2,5 | 3,5 | 2,5 | 3,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | |
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||
| Башни hб | |||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Противовеса hпр | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||
| Неповоротной части крана hнч | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |
| Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2: | |||||||||||
| Стрелы Fс | |||||||||||
| Башни Fб | |||||||||||
| Поворотной платформы Fпл | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||||||||
| Противовеса Fп | |||||||||||
| Неповоротной части крана Fнч | |||||||||||
| Груза Fг | |||||||||||
| Длина стрелы Lстр, м | |||||||||||
| Высота подъема груза Hгр, м | |||||||||||
| Максимальная скорость подъема груза, м/с | 0,25 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,25 | 0,27 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,46 | |
| Кратность грузового полиспаста m, шт. | |||||||||||
| Количество обводных блоков nбл, шт. | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м: | |||||||||||
| Вперед b | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Назад b1 | 1,7 | 1,5 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
Продолжение таблицы 1
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||||
| Стрелы Gс | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||||||||
| Башни Gб | |||||||||||||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 23,4 | 24,5 | 23,5 | 23,5 | |||||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |||
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||||
| Противовеса Lпр | 2,5 | 3,5 | 2,5 | 3,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | |||
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||||
| Башни hб | |||||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Противовеса hпр | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||||
| Неповоротной части крана hнч | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |||
| Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2: | |||||||||||||
| Стрелы Fс | |||||||||||||
| Башни Fб | |||||||||||||
| Поворотной платформы Fпл | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||||||||||
| Противовеса Fп | |||||||||||||
| Неповоротной части крана Fнч | |||||||||||||
| Груза Fг | |||||||||||||
| Длина стрелы Lстр, м | |||||||||||||
| Высота подъема груза Hгр, м | |||||||||||||
| Максимальная скорость подъема груза, м/с | 0,25 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,25 | 0,27 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,46 | |||
| Кратность грузового полиспаста m, шт. | |||||||||||||
| Количество обводных блоков nбл, шт. | |||||||||||||
| Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м: | |||||||||||||
| Вперед b | 1,5 | 1,5 | |||||||||||
| Назад b1 | 1,7 | 1,5 | 1,6 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
Продолжение таблицы 1
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||
| Стрелы Gс | 1,8 | 2,8 | 2,3 | 2,8 | 1,8 | 1,8 | 2,3 | 2,8 | 1,8 | 2,3 | |
| Башни Gб | 3,7 | 4,7 | 5,7 | 7,7 | 3,7 | 5,7 | 5,8 | 5,8 | 6,7 | ||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 23,4 | 24,5 | 23,5 | 23,5 | |||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||
| Противовеса Lпр | 2,5 | 3,5 | 2,5 | 3,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | |
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||
| Башни hб | |||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Противовеса hпр | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||
| Неповоротной части крана hнч | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |
| Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2: | |||||||||||
| Стрелы Fс | |||||||||||
| Башни Fб | |||||||||||
| Поворотной платформы Fпл | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||||||||
| Противовеса Fп | |||||||||||
| Неповоротной части крана Fнч | |||||||||||
| Груза Fг | |||||||||||
| Длина стрелы Lстр, м | |||||||||||
| Высота подъема груза Hгр, м | |||||||||||
| Максимальная скорость подъема груза, м/с | 0,25 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,25 | 0,27 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,46 | |
| Кратность грузового полиспаста m, шт. | |||||||||||
| Количество обводных блоков nбл, шт. | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м: | |||||||||||
| Вперед b | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Назад b1 | 1,8 | 1,5 | 1,7 | 1,5 | 1,5 | 1,6 |
Продолжение таблицы 1
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||
| Стрелы Gс | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||||||
| Башни Gб | |||||||||||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 24,4 | 25,5 | 24,5 | 24,5 | |||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||
| Противовеса Lпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||
| Башни hб | |||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Противовеса hпр | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 2,5 | ||
| Неповоротной части крана hнч | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | |
| Площадь наветренной поверхности элементов конструкции крана, м2: | |||||||||||
| Стрелы Fс | |||||||||||
| Башни Fб | |||||||||||
| Поворотной платформы Fпл | 3,5 | 3,5 | 3,5 | ||||||||
| Противовеса Fп | |||||||||||
| Неповоротной части крана Fнч | |||||||||||
| Груза Fг | |||||||||||
| Длина стрелы Lстр, м | |||||||||||
| Высота подъема груза Hгр, м | |||||||||||
| Максимальная скорость подъема груза, м/с | 0,25 | 0,4 | 0,25 | 0,5 | 0,25 | 0,27 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,46 | |
| Кратность грузового полиспаста m, шт. | |||||||||||
| Количество обводных блоков nбл, шт. | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения крана до ребра опрокидывания, м: | |||||||||||
| Вперед b | 1,5 | 1,5 | |||||||||
| Назад b1 | 2,2 | 1,5 | 2,1 | 1,9 | 1,9 | 1,9 |
Продолжение таблицы 1
| № п/п | Исходные данные* | Последняя цифра шифра зачетной книжки студента | |||||||||
| Расчетные массы конструкции крана, т: | |||||||||||
| Стрелы Gс | 2,5 | 2,5 | 2,5 | ||||||||
| Башни Gб | |||||||||||
| Поворотной платформы Gпл | |||||||||||
| Противовеса Gпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Gн | 24,4 | 25,5 | 24,5 | 24,5 | |||||||
| Расстояние от плоскости, проходящей через ось вращения крана, параллельно ребру опрокидывания, до центра тяжести элементов конструкции крана, м: | |||||||||||
| Башни Lб | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,8 | 1,6 | 1,7 | |
| Поворотной платформы Lпл | 0,1 | 0,5 | 1,5 | ||||||||
| Противовеса Lпр | |||||||||||
| Неповоротной части крана Lнч | |||||||||||
| Расстояние от оси вращения до корневого шарнира стрелы r, м | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,5 | 2,4 | 2,5 | ||||
| Расстояние от плоскости опорного контура до корневого шарнира стрелы hr, м | |||||||||||
| Расстояние от центров тяжести отдельных элементов крана до плоскости опорного контура, м: | |||||||||||
| Башни hб | |||||||||||
| Поворотной платформы hпл | 1,2 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |||||||
| Противовеса hпр | 1,5 |