Расчет грузоподъемных механизмов с канатно-блочными системами

                                                                S_наб=S_сб e

  ,                                                              (19)

     где, е =2,718 – основание натуральных  логарифмов;

       – угол охвата тормозного  шкива лентой ( 180...270⁰), принимаем 199⁰

       – коэффициент трения между рабочими поверхностями тормозной ленты и шкива, таблица 20,/1/.

 Принимаем материал трущихся поверхностей – ленту вальцованную по чугуну и стали, =0,4.

     Сила  трения ленты о шкив равно расчетному окружному усилию:

                                           Р_р=S_наб–S_сб = S_сб (е

–1)  ,                                                             (20)

     откуда 

      ,                                                          (21)

     

      ,                                                                      (22)

   

     Ленточные тормозы проверяют на максимальное удельное давление:

     

      ,                                                  (23)

     где, b – ширина тормозной ленты, мм.

     Ширина  тормозной ленты должна быть не менее 100 мм при D_т<1000 мм. Диаметр тормозного шкива D_т=700 мм < 1000 мм, принимаем вальцованную тормозную ленту шириной 100 мм, толщиной 7 мм.

      [q] – допускаемое удельное давление, МПа, [q] = 1.2 МПа – для вальцованной ленты по чугуну и стали, таблица 21,/1/. 

     

     

 

    Условие максимального удельного давления ленточного тормоза выполняется.

    Крепление ленты обычно осуществляется заклепками диаметром 8, 10 и 13 мм. Принимаем заклепки диаметром 13 мм.

    Заклепки  проверяют расчетом на смятие и срез.

    Проверка  расчетом на смятие:

                         

,                                                               (24)

    где,  z – число заклепок (обычно z=4);

            d – диаметр заклепки, мм;

           - толщина ленты, мм. 

     Допускаемое напряжение заклепок на смятие:

                                                              [

см]=2[ _ср] ,                                                              (25)

     Допускаемое напряжение заклепок на срез [ _доп.ср] = 30…40 МПа для стали марки Ст 2.

     [

см]=2×35=70МПа

     

     

     Напряжение  заклепок на срез:

                                                   

,                                                                  (26)

     где z₁ – число плоскостей среза одной заклепки.

     

 

     

     Условие прочности заклепок на смятие и срез выполняется. 

     2.7 Расчет и подбор соединительной муфты 

     Для соединения выходных концов тихоходного  вала редуктора и приводного вала рабочей машины применены цепные муфты и муфты с торообразной оболочкой. Эти муфты обладают достаточной податливостью, позволяющей компенсировать значительную несоосность валов. Кроме того, к ним не предъявляются требования малого момента инерции.

     Применяемые муфты обеспечивают надежную работу привода с минимальными дополнительными нагрузками, компенсируя неточности взаимного расположения валов вследствие неизбежных осевых Δа, радиальных Δr и угловых Δγ смещений.

     Однако  при расчете опорных реакций  в подшипниках следует учитывать  действие со стороны муфты силы F_м, вызванной радиальным смещением валов Δr. Угловые смещения валов незначительны и нагрузку, вызванную ими на валы и опоры, можно не учитывать.

     Основной  характеристикой для выбора муфты  является номинальный вращающий  момент Т, Н×м, установленный стандартом. Муфты выбирают по большему диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту Т_р, который должен быть в пределах номинального:

                                                                 Т_р = К_р×Т₂ ≤ Т,                                                          (27)

где,  К_р – коэффициент режима нагрузки, К_р = 1 – для строительной лебедки (с учетом предыдущих расчетов по среднему режиму работы ), таблица 26,\1\.

         Т₂  – вращающий момент на ведовом валу барабана, Н×м.

                                                               

,                                                         (28)

     

 H×м

     

H×м 

     Для зубчато-фрикционной лебедки рекомендуется  рассчитывать торообразную муфту, соединяющую  зубчатое колесо с барабаном. Но максимальный момент, передаваемый торообразной муфтой равен 800 Н×м, что меньше рассчитанного номинального вращающего момента. Таким образом, подбираем цепную однорядную муфту по ГОСТ 20742-81 с Т = 2000 Н×м, как максимально рекомендуемым для данного типа муфт, приложение Е,/1/. 

Таблица 7 –Муфты цепные однорядные по ГОСТ 20742-81.

                                                            

     Цепные  муфты обладают хорошими компенсирующими  свойствами. В качестве соединительного элемента полумуфт - звездочек применяют стандартные цепи; при монтаже и демонтаже этих муфт не требуется осевого смещения узлов. Так как в шарнирах самой цепи и в сопряжении ее со звездочками имеются зазоры, то эти муфты не применяют в реверсивных приводах, а также в приводах с большими динамическими нагрузками. Полумуфты изготавливают из стали 45 (ГОСТ 1050 – 74) или стали 45Л (ГОСТ 966- 88).

     В проектируемых муфтах применяют  однорядные втулочно-роликовые цепи (ГОСТ 13568-81). Профиль зубьев полумуфт – по ГОСТ 591-69. Для удержания смазки муфту закрывают разъемным кожухом со встроенными уплотнениями и фиксирующим винтом или штифтом, обеспечивающим совместное вращение с муфтой  и предотвращение смещения кожуха. Радиальную силу, с которой вал действует на муфту, принимают

                                                                       

       F_м≈ 0,25F_t                                                           (29) 

     где,  F_t – окружная сила на делительном диаметре звездочки.

                                                             

,                                                           (30)

     

мм

                                                                   

  ,                                                      (31)

                                                                  

,                                                         (32)

     

     

     В дальнейших конструкторских расчетах F_м необходимо учесть в составе рабочих нагрузок. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Заключение 

   Эксплуатация  строительных машин (механизмов, средств  малой механизации), включая техническое  обслуживание, следует осуществлять в соответствии  с требованиями ГОСТ 12.3.033-84, СНиП 3.01.01-85* и инструкцией предприятий-изготовителей. Эксплуатация грузоподъёмных машин, кроме того, должна производиться с учетом требований Правил устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов, утвержденных Гостехнадзором Республики Казахстан.

    На  основании исходных данных: режим работы – средний, схема подвески груза – 3, Q=3200 кг, q= 160 кг, v=0,35 м/с, Н=36 м была спроектирована лебедка с расчетом и подбором следующих конструктивных элементов:

1. крюк однорогий № 12 по ГОСТ 6627-74;
2. канат двойной свивки типа  ТК конструкции 6х37(1+6+72+18)+1 о.с. по ГОСТ 3070-74 со следующими техническими характеристиками: диаметр каната – 13,5 мм, площадь сечения проволок – 63,05 мм², максимальное разрывное усилие каната – 96430 Н, расчетная масса 1 м смазанного каната – 0,61 кг;
3. барабан для каната со следующими геометрическими характеристиками: диаметр барабана – 245 мм, рабочая длина барабана – 0,71 м;
4. крановый электродвигатель переменного тока с короткозамкнутым ротором со следующими техническими характеристиками: тип двигателя – МТКВ 312-6, мощность по валу – 16 кВт, частота вращения – 900 мин , момент инерции – 0,3, масса – 195кг;
5. клиноременную механическую передачу по ГОСТ 1284.3-80 и открытую зубчатую механическую передачу по ГОСТ 21354-75*;
6. простой ленточный тормоз со следующими техническими характеристиками: тормозной момент, по которому рассчитывается тормозное устройство – 4374 Н*м,   тормозной момент  – 2499,26 Н*м, расчетное окружное усилие на ободе тормозного шкива – 14580 Н;
7. Для соединения выходных концов тихоходного вала и приводного вала рабочей машины применяются цепные однорядные муфты по ГОСТ 20742-81 со следующими характеристиками: число зубьев полумуфты – 12, момент – 2000 Н*м, угловая скорость не более 75 с^-1.

 

 

                                                    Список использованных источников 

  

1. Петраускайте  Г.В. «Строительные машины и оборудование. Часть 1. Расчет грузоподъемных механизмов с канатно-блочными системами», Петропавловск, СКГУ им. М.Козыбаева, 2007г.
2. Волков Д.П., Крикун В.Я. «Строительные машины», Недра, 2002г.
3. Заленский В.С. «Строительные машины, примеры расчетов», Москва, Стройиздат,1983г.