Диаметр тормозного шкива, мм                                                               300

     Ширина  тормозного шкива, мм                                                               150

     Момент  инерции муфты, кгм                                                              1,5

     7. Тормоз

     Типоразмер                                                                                    ТКГ – 300

     Номинальный тормозной момент, Нм                                                 800

     Расчетный тормозной момент, Нм                                                       740

     Диаметр тормозного шкива, мм                                                            300

     Ширина  тормозной колодки, мм                                                          140

     Масса, кг                                                                                                 80 

   1.2. Описание и обоснование варианта проектируемого механизма 

     Кинематическая  схема механизма подъема с  крюковой подвеской показана на рисунке. Электродвигатель 1 соединен с цилиндрическим редуктором 5 при помощи муфт 2 и 4 и вала-вставки 3; полумуфта 4 со стороны редуктора выполнена с тормозным шкивом, на котором установлен колодочный тормоз. Редуктор 5 соединен с барабаном 6 при помощи                   муфты 2. На барабан наматывается канат полиспаста с грузозахватным приспособлением.

     Одной из поставленных целей расчетно-графической  работы является упрощение конструкции и уменьшение габаритных размеров механизма подъема груза. Для этого из конструкции исключаем муфту 2 между барабаном и редуктором, при этом выходной конец вала изготавливаем в виде зубчатой полумуфты. Также исключаем муфту 2 и вал-вставку 3, так как межосевое расстояние редуктора позволяет вместить барабан и двигатель без вала-вставки.

 

     2. Расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность механизма подъема груза

 

     2.1. Цель и задачи расчета  

     Общий расчет механизма подъема груза  включает с себя:

     - выбор полиспаста, крюка с крюковой  подвеской, типового электродвигателя, редуктора, муфт и тормоза;

     - выбор и расчет каната;

     - расчет геометрических параметров  каната;

     - выбор схемы и способа крепления  конца каната на барабане;

     - выбор подшипников и их проверочный  расчет 

     2.2. Выбор схемы полиспаста.

     Расчет  механизма подъема груза начинают с выбора схемы полиспаста с учетом грузоподъемности и типа крана (по таблице 1 [1]).

     Для проектируемого крана грузоподъемностью  Q = 10т 

     

  m = 2  

     Рисунок 2.1 – Схема полиспаста крана грузоподъемностью  10т: 1 – барабан, 2 – блок, 3 – траверса, 4 – крюк, 5 – трос  
 

     2.3 Определение максимального усилия в канате. 

     Усилие  в канате, набегающем на барабан  при подъеме груза, Н 

                                                                                         (1)

     где Q – грузоподъемность, кг;

     z – число полиспастов, для сдвоенного полиспаста z = 2;

     U_п – кратность полиспаста, U_п = 2;

      общий КПД полиспаста и обводных блоков 

             (2)

     где КПД полиспаста

                                     (3)

      
где КПД блоков, по таблице 2[1]

     

     С учетом реальных событий  .

     Так как обводные блоки отсутствуют,

     Таким образом 

     

 

     2.4. Определение разрывного усилия в канате и выбор каната.  

     Расчетное разрывное усилие в канате при  максимальном усилии равно 

                                                             (4) 

     где k – коэффициент запаса прочности, по таблице 3[1] k = 5,5 для среднего режима.

     

     По  разрывному усилию выбираем диаметр  и тип каната (таблица П1.1[1])

     

     Рисунок 2.2 – Схема сечения каната двойной свивки типа ЛК – Р конструкции 6×9 (1+6+6/6) + 1 о.с. ГОСТ 2688 – 80  

     Таблица 2.1 – Основные параметры каната  

 

     Фактический коэффициент запаса прочности каната 

                                                       (5) 

     

 

     2.5. Определение параметров барабана. 

     Диаметр барабана и блока по средней линии  навитого каната равен 

                                                             (6) 

     где d_к – диаметр каната, мм, d_к = 12мм;

     e – коэффициент, зависящий от типа машины, привода и режима работы, по таблице 4[1] e = 25

     

                                     

     

 

     Рисунок 2.3 – Геометрические параметры барабана 

     2.6. Определение длины барабана. 

     Длина каната, навиваемого на барабан с  одного полиспаста    

                                                       (7)

     где h – высота подъема груза, м;

     Z₁ – число запасных витков на барабане до места крепления каната, Z₁ = 1,5÷2, принимаем Z₁ = 2;

     Z₂ – число витков каната, находящихся под прижимным устройством на барабане, Z₂ = 3÷4, принимаем Z₂ = 3.

     

      

 

     2.7. Определение длины барабана. 

     

     Рисунок 2.4 – Длина барабана 

     При расчете рабочей длины барабана следует учесть, что в проектируемом  механизме полиспаст сдвоенный. Тогда рабочая длина барабана для каната, свиваемого с одного полиспаста, будет равна  

                                                         (8)

     где t_б – шаг винтовой линии, по таблице 4.4[3] t_б =16 мм.

     Тогда,

     

     Полная  длина барабана для сдвоенного полиспаста

                                                          (9)

     где В – расстояние между осями крайних блоков крюковой подвески, по таблицам приложения Г [3] выбираем типовую крюковую подвеску с учетом грузоподъемности, режима работы, диаметра каната и схемы полиспаста;

     Таблица 2.2 – Основные параметры подвесок

     S – ненарезанная часть барабана, необходимая для закрепления его в станке при нарезке канавок,

                                                          (10)

     

     

     Так как длина барабана меньше трех его  диаметров, то выполнение проверочного расчета на изгиб не требуется. 

     2.8. Определение толщины стенки барабана. 

     Толщину стенки барабана определяют из условий  сжатия, учитывая, что он нагружен равномерно распределенной нагрузкой вследствие огибания его натянутым канатом силой F_max.

     Толщина стенки барабана из расчета на сжатия,

                                                       (11)

     где коэффициент, учитывающий влияние изгибающих напряжений, которые возникают при навивке каната,

      коэффициент, отражающий влияние  на нагрузку барабана деформаций стенки и каната

                                                   (12)

     где Е_к – модуль упругости каната, для шестипрядных канатов с органическим сердечником Е_к = 88260 Н/мм²,

     А_к =0,4d_к² – площадь сечения всех проволок каната, мм²;

     Е_б – модуль упругости стенки барабана, для чугунных барабанов                     Е_б = 98000 Н/мм²;

      допускаемое напряжение сжатия, Н/мм²;

     Для чугуна

                                                          (13)

     где предел прочности, Н/мм²; для чугуна СЧ28 ГОСТ 1412 – 70, ;

     n – запас прочности, для чугунных барабанов n = 4,0…4,25,

     Тогда,

     

,

     

,

     

     Из  условия технологии изготавливаемых  литых барабанов толщина стенки должна быть не менее, м

                                                (14)