Расчет механизма передвижения крановой тележки

 

      Где коэффициент запаса прочности,

            разрывное усилие каната в целом, Н;  
 
 

      Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19(1+6+6/6)+1 о.с. по ГОСТ 2688-80 [2; c.277]. Маркировочная группа – 1372 МПа. Разрывное усилие каната – 145000 Н. Диаметр каната – 18 мм. Обозначение каната:

      Канат – 18 – Г – I – Н – 1372 ГОСТ 2688-80 

      

 
 

Рисунок 3.3.1  – Канат типа ЛК-Р 

     Фактический коэффициент запаса прочности каната: 

     

4. Расчет  барабана

 

     Диаметр барабана, измеряемый по средней линии навитого стального каната: 

       

      Где диаметр каната,

            коэффициент, зависящий  от типа машины, привода механизма  и режима работы механизма принимаем по таблице 2.7 [2, c. 59], ; 
 
 

     Диаметр барабана по дну канавок:

       
 
 

     Принимаем диаметр барабана

     Уточняем : 
 
 

 

Рисунок 3.4.1 – Профиль канавок на барабане. 

     Длина каната, навиваемого на барабан с  одного полиспаста, определяется по формуле: 

       

     Где  – высота подъёма груза, согласно заданию ;

       – кратность полиспаста,

             – число запасных (неиспользуемых  витков на барабане  до места крепления), принимаем ;

             – число витков  каната, находящихся  под зажимным устройством  на барабане, принимаем  . 
 
 

     Рабочая длина барабана для навивки каната с одного полиспаста определяется по формуле: 

       

     Где  – шаг витка, принимаем мм;

      – число слоёв навивки, принимаем ;

       - коэффициент неплотности навивки, для нарезного барабана принимаем j = 1. 
 
 

     Минимальное расстояние между осями блока  и барабана: 

       
 

     Длина ненарезаной части барабана для  сдвоенного полиспаста:

     минимальная: 
 
 

     максимальная: 
 
 
 

     Минимальная толщина стенки литого чугунного барабана:

       
 

     Принимаем

     Примем  в качестве материала барабана чугун  марки СЧ 15( ), по формуле найдём напряжение сжатия в барабане: 

     

5. Выбор двигателя

     Статическую мощность двигателя определим по формуле: 

       

     Где  – скорость подъёма груза, ;

            – КПД механизма,  ; 
 
 

     По  таблице III.3.5 [2,с. 313] выбираем крановый электродвигатель с фазным ротором MTF 411-6, имеющим при ПВ=40%  номинальную мощность и частоту вращения . Момент инерции максимальный пусковой момент . 

 

Рисунок 3.5.1 – Электродвигатель серии MTF. 

     Частота вращения барабана при  

       

     Где  – кратность полиспаста,  

6. Выбор редуктора

     Передаточное  число привода: 

     

     Где  – частота вращения электродвигателя, ; 
 
 

     Расчетная мощность редуктора 

       

     Где  – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора, . 
 
 

     Из  таблицы III.4.2 [2, c. 318] по передаточному числу и мощности выбираем редуктор цилиндрический, двухступенчатый, горизонтальный, крановый типоразмера Ц2-400 с передаточным числом и мощностью на быстроходном валу при среднем режиме работы

Рисунок 3.6.1 – Редуктор типа Ц2.

7. Выбор муфты

     Момент  статического сопротивления на валу двигателя в период пуска с  учетом того, что на барабан навивается канат: 

     

     Где  – число полиспастов в системе, ;

             – диаметр барабана  лебедки подъёма, 

            – общее передаточное  число привода механизма, 

             – КПД барабана,

             – КПД привода  барабана,  
 
 

     Номинальный момент, передаваемый муфтой, принимается равным моменту статических сопротивлений 
 
 

     Номинальный момент на валу двигателя: 

       

     Где  – мощность электродвигателя,

            – частота вращения  вала электродвигателя,  
 
 

     Расчетный момент для выбора соединительной муфты: 

       

     Где  – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, ;

             – коэффициент,  учитывающий режим  работы механизма,  . 
 
 

     Из  таблицы III.5.9[2, c. 340] выберем ближайшую по требуемую крутящему моменту упругую втулочно-пальцевую муфту №1 с тормозным шкивом диаметром и наибольшим передаваемым крутящим моментом 500Нм. 

Рисунок 3.7.1 – Муфта упругая втулочно-пальцевая. 

     Момент  инерции муфты . Момент инерции ротора двигателя и муфты: 

8. Проверочные расчеты

     Средний пусковой момент двигателя: 

       

     Где  – максимальная кратность пускового момента 

             – минимальная  кратность пускового  момента, . 
 
 

     Время пуска при подъёме груза: 
 
 

     Фактическая частота вращения барабана: 
 
 

     Фактическая скорость подъёма груза: 
 

     Эта скорость отличается от ближайшего значения 0,2 м/с из стандартного ряда на 15%, что  допустимо.

     Ускорение при пуске: 
 
 

     Полученные  значения и соответствуют рекомендациям таблиц 1.19 и 1.25 [2].

     Поскольку график действительной загрузки механизма  подъёма не задан, то мы воспользуемся  усреднённым графиком использования  механизма по грузоподъёмности (рисунок 1.1, а) [2, с. 16], построенным на основе опыта эксплуатации кранов.

     Согласно  графику и заданному режиму работы, за время цикла (подъёма и опускания  груза) механизм будет работать с:

     грузом  = 10000 кг – 1 раза;

     грузом 0,5 = 5000 кг – 5 раз;

     грузом 0,2 = 2000 кг – 1 раза.

     грузом 0,05 = 500 кг – 3 раза.

     Определим моменты, развиваемые двигателем, и  время его пуска при подъёме и опускании груза в различные периоды работы механизма. Полученные результаты занесём в таблицу 3.8.1.

     Таблица 3.8.1– Моменты, развиваемые двигателем, и время его пуска.