Расчет подъема груза электрическим краном

 

     2.14. Определение номинального момента на валу двигателя. 

     Номинальный момент на валу двигателя, Нм

                                                       (24)

     где Р – мощность электродвигателя, кВт;

     n – число оборотов электродвигателя, мин^-1.

     

     2.15. Определение среднего пускового момента.

     Для двигателя с короткозамкнутым ротором  можно принимать 

                                                  (25)

     где Т_max – максимальный момент двигателя, Нм.

                                                      (26)

     где максимальная кратность пускового момента,

     

     

     Принимаем Т_ср.п. = 820 Нм. 

     2.16. Определение времени пуска двигателя при подъеме груза.  

     Время пуска при подъеме груза, с

                                         (27)

     где I_max – суммарный момент инерции ротора двигателя и муфты, кгм².

                                                        (28)

     где I_p – момент инерции ротора двигателя, кгм²;

     I_м – момент инерции муфты, кгм².

     

     n_дв – частота вращения вала электродвигателя, мин^-1;

     V_ф – фактическая скорость подъема груза, м/с, V_ф = 0,71м/с (см пункт 2.18);

      КПД механизма,

     Т_ср.п. – средний пусковой момент двигателя, Нм;

     Т_с – момент статического сопротивления на валу двигателя, Нм.

     

     2.17. Определение фактической частоты вращения барабана.  

     Фактическая частота вращения барабана, мин^-1

                                                             (29)

     

     2.18. Определение фактической скорости подъема груза. 

     Фактическая скорость подъема груза

                                                       (30)

     

     2.19. Определение максимального ускорения при подъеме груза. 

     Максимальное  ускорение при подъеме груза, м/с²

                                                               (31)

     

     2.20. Определение тормозного момента и выбор тормоза. 

     Момент  статического сопротивления на валу электродвигателя при торможении механизма, Нм

                                                  (32)

     

     Тормоз  выбирается по расчетному тормозному моменту, Нм

                                                        (33)

     где k_T – коэффициент запаса торможения, по таблице 5.3[3] для среднего режима k_Т = 1,75.

     

     При выборе типоразмера тормоза проверяем  условие: номинальный тормозной  момент должен быть не меньше расчетного

                                                             (34)

 

     Выбираем  колодочный тормоз с приводом от электрогидравлических  толкателей.

     Таблица 2.9 – Техническая характеристика и основные размеры тормоза ТКГ

 

     Продолжение таблицы 2.9 

 

     

 

     Рисунок 2.10 – Тормоз колодочный ТКГ – 300  

     2.21. Определение времени торможения при опускании груза.  

     Время торможения при отпускании груза, с

                                       (35)  

     

 Что допустимо. 

     2.22. Определение пути торможения.  

     Путь  торможения механизма подъема груза, м

                                                           (36)

     где k_s – коэффициент, учитывающий режим работы механизма, по таблице 6.3[3] k_s = 1,7.

     

 

     2.23. Определение максимального времени торможения.  

     Время торможения в предположении, что  скорости подъема и опускания  груза одинаковы, с

                                                             (37)

     

 

     2.24. Определение замедления при торможении.

     Замедление  при торможении, м/с²

                                                   (38) 

     где [a_T] – допускаемое замедление для кранов, работающих с лесоматериалами и с сыпучими материалами, [a_T] = (0,6…0,9)м/с².

     

 

     2.25. Расчет оси барабана.  

     

     Рисунок 2.11 – Расчетная схема оси барабана со сдвоенным полиспастом

     В нашей конструкции установки барабана механизма подъема кранов общего назначения, соединение оси барабана с тихоходным валом редуктора осуществляется с помощью специальной зубчатой муфты (см. рисунок 2.7).

     При этом конец вала редуктора выполняют в виде зубчатой  шестерни, которая входит в зацепление с венцом, закрепленным на барабане. Крутящий момент от вала редуктора передается через зубчатое зацепление на венец- ступицу и далее через болты на обечайку барабана.

     Ось барабана испытывает напряжение изгиба от действия усилий двух ветвей каната при сдвоенном полиспасте, а также  от собственного веса барабана (при расчете, обычно, весом барабана пренебрегают). При сдвоенном полиспасте положение равнодействующей натяжений каната  относительно опор оси остается неизменным.

     Величина  этой равнодействующей, Н

     R = 2F_max,                                                   (39)

     R =

     Нагрузка, Н на опору 1 оси при положении  равнодействующей, указанном на рисунке 2.11

                                                    (40)

     где l – расстояние между опорами оси, мм;

     l₅ – расстояние от места приложения равнодействующей R до середины ступицы С, мм;

     l₂ – расстояние от центра ступицы барабана С до опоры 2, l₂ = 200мм.

     Для определения расстояний используем следующие соотношения

     

     

     Нагрузка  на опору 2, Н

     R₂ = R – R₁,                                                (41)

     R₂ = 34722 – 19848 = 14874 Н.

     Нагрузка  на ступицу барабана А (1)

                                                          (42)

     где l₄ – расстояние между центрами ступиц барабана А и С, мм;

     По  рисунку 2.11

     l₄ = l₃ + l₅ – l₁,

     где l₁ – расстояние от центра ступицы барабана А до опоры 1,                       l₁ = 120мм.

     l₄ = 1196 – 120 = 1076 мм.

     

     Нагрузка  на ступицу С (2)

     P₂ = R – P₁,                                                 (43)

     P₂ = 34722 – 19297 = 15425 Н.

     Расчет  оси барабана сводят к определению  диаметра ступицы из условия работы оси на изгиб в симметричном цикле 

      ,                                            (44)

     где М_и – изгибающий момент в расчетном сечении, Нм;

     W – момент сопротивления расчетного сечения при изгибе, мм³;

      допускаемое напряжение изгиба при  симметричном цикле изменения напряжений, Н/мм².

     Допускаемое напряжение при симметричном цикле, Н/мм²

                                                       (45)

     где k₀ – коэффициент, конструкцию детали, для осей k₀ = 2,0…2,8, принимаем k₀ = 2,0;

      предел выносливости стали, для  углеродистых сталей

     где предел прочности стали, = 1000 Н/мм²;

     

     [n] – допускаемый коэффициент запаса прочности, для среднего режима [n] = 1,4.

     

     Изгибающие  моменты: наибольший изгибающий момент под правой ступицей барабана в точке С

                                                         (46)

     

     в точке А

                                                          (47)