Расчет грузоподъемных механизмов с канатно-блочными системами

                                         

,                                                          (7)

где  L_к – длина каната, навиваемого на барабан, м;

m –  число слоев навивки каната;

t –  шаг витков каната, м, таблица  5, /1/;

D_б   - диаметр барабана, м.

dk – диаметр каната,м. 

    Таблица 5 - Размеры профиля  канавок на барабанах, мм

 

    Соотношение между длиной барабана L_б и диаметром D_б, должно находиться в пределах:

                                                                                                                          (8)

    При m = 1.

    

 

    

;    9,67 > 4 – соотношение не выполняется

    При m = 2

    

    

;  4,56 < 4 – соотношение не выполняется.

    При m = 3

    

    

;   2,89 < 4 – соотношение выполняется. 

    Принимаем трехслойную навивку на барабан.

    Толщина стенок чугунного литого барабана определяется зависимостью:

    δ≥0,02 D_б + (6…10), мм,

    но  не менее 10…12 мм.

    δ = 0,02 · D_б +8 = 0,02·180 + 8=11,6 мм,

    принимаем δ=12 мм.

    Высота  борта над последним слоем навивки:

    S = 3·d_k = 3 · 11 = 33 мм.

    Принимаем высоту борта над последним слоем  навивки 33 мм. 

     2.4 Кинематический расчет  и подбор кранового  электродвигателя 

     При подборе электродвигателей учитывается  режим его работы. Так, например, крановые механизмы подразделяются на группы в зависимости от коэффициента использования в течение года, коэффициента использования в течение суток, относительной продолжительности включений, средней температуры окружающей среды.

     Двигатели общего назначения единой серии имеют обозначения А и АО: А – защищенные электродвигатели; АО – закрытые (обдуваемые) электродвигатели.

К основным обозначениям добавляют буквы, отражающие особенности двигателя:

Л –  двигатель с алюминиевым корпусом; К – двигатель с фазным ротором  и контактными кольцами; П – с повышенным пусковым моментом; С – двигатель, встроенный в корпус механизма.

     В марке двигателя кроме букв имеются  и цифры, первая из которых показывает наружный диаметр сердечника статора, вторая – порядковую длину сердечника, а  третья – число полюсов.

     Для привода крановых подъемных механизмов, работающих при повторно-кратковременном  режиме, предназначаются электродвигатели серий МТ. Обозначение МТ соответствует электродвигателям с фазным ротором. Обозначения МТК – с короткозамкнутым ротором. Первая цифра двухзначного числа условно характеризует наружный диаметр статорных листов, вторая – их длину, третья – полюсность машины.

     По  заданной окружной скорости подъема  груза υ_гр (по заданию) и кратности полиспаста i_п , определяем скорость каната, навиваемого на барабан, по формуле:

                                                             υ_к =  i_п×υ_гр ,                                                                       (9)

где υ_гр – заданная окружная скорость подъема груза, м/с;

i_п – кратность полиспаста.

     υ_к = 3×0,26=0,78м/с

     По  максимальному усилию в канате Р_к и скорости навивки каната на барабан определяем мощность на валу барабана:

                                                         

,                                                                    (10)

     

     Мощность  на валу электродвигателя с учетом КПД привода определяем по формуле:

                                                            

  ,                                                                   (11)

где, η – КПД привода, зависящий от конструкции передаточного устройства.

 η  =0,98- для 2х ступенчатого редуктора,  страница 64,/1/.

     

     По  вычисленной мощности электродвигателя подбираем крановый двигатель типа МТКВ 311-6 и МТКВ 312-8  , таблица 8,/1/. 

Таблица 6 - Основные параметры крановых электродвигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором серий МТК и МТКВ. 
 
 

     2.5 Кинематический расчет и подбор механической передачи 

     Передачи  служат для изменения скорости, крутящего момента, траектории или характера движения, направления движения (реверсирование), плоскости движения и других параметров. Главным параметром механических передач является передаточное число, а основными параметрами передач являются коэффициент полезного действия (КПД), передаваемая мощность.

     По  скорости навивки каната на барабан  υ_к и его диаметру d_к определяем число оборотов барабана по формуле:

                                               

  ,                                                       (12)

где, υ_к – скорость навивки каната на барабан, м/с;

d_к – диаметр каната, м;

D_б – диаметр барабана, м.

     

 

     Передаточное  число передачи от двигателя к  барабану находим по формуле:

                                                              

,                                                                    (13)

                                                           ;

Таблица 7- Мощность на ведущем валу редукторов типа Ц2

 

     

Рисунок 3 – Схема редуктора

а – общая схема; б – варианты сборки редукторов; Б – быстроходные валы; Т - тихоходные

2.6 Расчет и подбор  тормозного устройства 

     Тормозные устройства в зависимости от конструктивных схем разделяют на ленточные, конические, дисковые и колодочные. В отличие от остановов тормозные устройства обеспечивают замедление движения и остановку механизмов. По характеру работы тормозные устройства делятся на разомкнутые и замкнутые. Для затормаживания разомкнутого тормоза необходимо приложение внешних сил к рычагам или педалям. Замкнутый тормоз постоянно заторможен под действием пружин или грузов. Для растормаживания замкнутого тормоза необходимо приложение внешних сил.

     Тормозной момент, по которому рассчитывают тормозное устройство: 

                                                           M_T= k_З×M ,                                                                        (14) 

где М—крутящий момент на валy, на котором установлен тормоз, Н×м;

k_З - коэффициент запаса торможения.

     Крутящий  момент на ведомом валу определяем по формуле:

            ,                                                           (15)

     

 Н×м

     Для грузоподъемных машин по нормам Госгортехнадзора k₃=1,5 – при легком режиме работы, страница 45, /1/:

     M_T= 1,5×4077,85=6116,8 Н×м

     Ленточный тормоз  состоит из шкива, стальной ленты, с тормозной обкладкой и тормозного рычага. Торможение происходит под действием тормозного груза или при приложении к рычагу внешних сил.

     В зависимости от схемы закрепления  концов ленты на тормозном рычаге ленточные тормоза разделяют  на простые, дифференциальные и суммирующие.  В данном расчете принимаем простой ленточный тормоз. 
 
 
 
 

       
 
 
 
 
 

     Рисунок 4 – Схема простого ленточного тормоза

     При известном тормозном моменте  расчетное окружное усилие на ободе  тормозного шкива:

                                                                      P_P=2M_T/D_{T ,}                                                                                  (16)

где D_T - диаметр тормозного шкива, м.

     Диаметр тормозного шкива D_т предварительно выбирают в зависимости от тормозного момента: для тормозного момента М_т=6117 Н×м диаметр тормозного шкива равен 0, 700 м.

     

     Между усилиями в набегающей и сбегающей  ветвях тормозной ленты имеется  зависимость: