3 Расчет крановых механизмов3.1 Расчет механизма подъема грузаПринципиальная схема механизма подъема представлена на рисунке 3.1.Рисунок 3.1 – Схема механизма подъема грузаНатяжение каната на барабане при подъеме груза определяем по формуле (3.1): (3.1)где m_гр – масса груза, m_гр = 10000 кг;_бл – КПД блока, принимаем _бл = 0,98;Z_k – рядность полиспаста, Z_k = 1;a_n – кратность полиспаста, A_n = 2;t – число отклоняющих блоков,t = 2;Тогда по формуле (3.1) получим:КПД полиспаста определяется по формуле (3.2): (3.2)После подстановки получаем:По правилам Ростехнадзора разрывное усилие рассчитывается по формуле (3.3):F_оF_maxZ_p (3.3)где Z_p = 7,1 – коэффициент запаса прочности для режима работы 5М;Тогда по формуле (3.3) получаем:F_о = 51588  7,1 = 549313 Н = 366,3 кНВыбираем канат: полиэтиленовый канатов марки "Dyneema"диаметр каната d_k = 18 мм = 0,018 м;предел прочности _в = 2920;Диаметр барабана рассчитываем по формуле (3.4):D_б = n₁d_k (3.4)где n₁ = 22,4 – коэффициент выбора для режима 5М;тогда по формуле (3.4) получаем:D_б = 22,4  0,018 = 0,40 мD_б = D_бл = 0,40 мгде D_бл – диаметр блока, м;Принимаем шаг нарезки на барабане р = 14;Длину нарезаемого участка определяем по формуле (3.5):l_н = р(z_p+z_н+z_кр) (3.5)где z_н = 1,5 – число запасных витков;z_кр = 3,2 – число витков крепления;

---

По формуле (3.5) имеем:l_н = 14  (7,1 + 1,5 + 3,2) = 165,2 ммОбщая длина барабана с учетом крепления на станке для точения канавок состоит l_б = 220 мм. Так как l_б  3D_б, то проверку на прочность и устойчивость не проводим.Минимальная толщина стенки барабана: = 0,01D_б + 3 мм = 0,01  650 + 3 = 9,5 ммС учетом износа принимаем  = 15 мм.Напряжение сжатия на внешней поверхности барабана находим по формуле (3.6): (3.7)После подстановки получаем:где [] = 160 МПа – допускаемое напряжение для Сталь 3;  []Статическую мощность электродвигателя определяем по формуле (3.7): (3.7)где _гр = 0,51 м/с – скорость подъема груза;_м = 0,85 – КПД механизма;Подставив в формулу (3.7) получим:По каталогу выбираем электродвигатель серии MTF 311-6 со следующими параметрами:Номинальная мощность: P_ном = 11 кВт – для ПВ = 40%;Частота вращения вала электродвигателя: п = 945 об/мин;Максимальный пусковой момент: М_мах = 320 Н  м;Момент инерции ротора: I_p = 0,225 кгм²;Требуемое передаточное отношение редуктора определяем по формуле (3.8): (3.8)где n_бар – частота вращения барабана механизма подъема, определяем по формуле (3.9): (3.9)Подставляя значения получаем:Подставляя (3.9) в формулу (3.8) получаем:Момент на тихоходном валу рассчитываем по формуле (3.10): (3.10)Подставляя значения в формулу (3.10) получаем:По каталогу выбираем редуктор Ц2У-250 с передаточным числом 35,5, мощностью на быстроходном валу 10,4 кВт, номинальным моментом на тихоходном валу М_тих^н = 4 кНм, радиальной нагрузкой на тихоходном валу

---

 = 16 кН и КПД  = 0,97;Тормоз выбираем по расчетному тормозному моменту:М_т = К  М_с^т (3.11)где К = 1,5 – коэффициент запаса торможения;М_с^т – статический крутящий момент при торможении, Нм; (3.12)где _общ = _ред_п_бар_м = 0,96  0,95  0,98  0,98 = 0,87Подставляя значении в формулу (3.12) получаем:Подставляя (3.12) в формулу (3.11) получаем:М_т = 1,5  660 = 990 НмПо каталогу выбираем тормоз ТКГ-400 с М_т = 1500 Нм и регулируем его на 1000 Нм.Выбираем шкив-муфту МУВП-1 с тормозным шкивом диаметром – 200 мм, наибольшим передаваемым моментом – 500 Нм и моментом инерции I_м = 0,125 кгм².3.2 Проверочный расчет механизма подъема грузаПроверку двигателя на нагрев проведем по эквивалентному крутящему моменту из условия:М_э М_дв.н. (3.13)где М_э – эквивалентный крутящий момент;М_дв.н. – номинальный крутящий момент на валу электродвигателя;М_дв.н. = 320 Нм; (3.14)где М_ст.под, М_ст.оп – статический момент при подъеме и опускании j-го груза;t_p.j – время разгона при работе с j-м грузом;t_y.под., t_y.оп. – время установившегося движения при подъеме и опускании; (3.15) (3.16)П ринимаем, что за рабочий цикл производится 10 подъемов и опусканий груза. На рисунке 3.2 представлен график загрузки механизма подъема для режима работы 5М.Рисунок 3.2 – График нагрузки механизма подъема для режима работы 5МQ₁ = Q_н = 147,2 кН – 2 раза;Q₂ = 0,75Q_н = 110,4 кН – 4 раза;Q₃ = 0,195Q_н = 28,7 кН – 1 раз;Q₄ = 0,05Q_н = 7,4 кН – 3 раза;По формулам (3.15) и (3.16) получаем:

---

Время разгона при подъеме и опускании груза находим по формулам (3.17) и (3.18) соответственно: (3.17) (3.18)где _дв.п =  n_дв /30 = 3,14  945/30 = 98,91 с ^-1;_дв.о = 2  _с- _дв.пгде _с – синхронная частота, с^-1;_с = 2    f /ргде р = 3 – число пар полюсов;f = 50 – частота, Гц;_с = 2  3,14  50 /3 = 104,7 с^-1_дв.о = 2  104,7 – 98,91 = 110,5 с^-1Среднепусковой момент двигателя рассчитываем по формуле (3.19):М_п.ср =  М_дв.н (3.19)где = 2 – кратность среднепускового момента;М_дв.н = N_дв /_дв = 58000 / 104,7 = 554 Н  мПодставив в формулу (3.19) получим:М_п.ср = 2  554 = 1108 Н  мМомент инерции механизма рассчитываем по формуле (3.20):I_мех = I_вр + I_пост (3.20)где I_вр – момент инерции вращающихся частей, кгм²;I_пост – момент инерции поступательно движущихся частей, кгм²;I_вр = 1,15(I_дв + I_муф) = 1,15(0,225 + 0,125) = 0,4 кгм²где I_муф – момент инерции муфты, кгм²;Момент инерции поступательно движущихся частей находим по формуле (3.21): (3.21)

---

Подставляя полученные значения в формулу (3.20) получаем:I_мех1 = 0,4 + 0,625 = 1,025 кгм²I_мех2 = 0,4 + 0,468 = 0,868 кгм²I_мех3 = 0,4 + 0,122 = 0,522 кгм²I_мех4 = 0,4 + 0,031 = 0,431 кгм²Подставляя полученные значения в формулы (3.17) и (3.18) получаем:t_p.j = 2(1,13+0,06)+4(0,25+0,06)+(0,06+0,05)+3(0,04+0,04) = 4 сВремя установившегося движения находим по формулам (3.22) и (3.23): (3.22) (3.23)где Н_ср = (0,5…0,8)Н – средняя высота подъема, м;_под – скорость подъема груза, м/с;_оп – скорость опускания груза, м/с;Принимаем Н_ср = 32._под = _дв.пr_б/ U_мех = 98,91  0,325 / 54 = 0,6 м/с_оп = _дв.оr_б/ U_мех = 110,5  0,325 / 54 = 0,67 м/сПодставив значения в формулы (3.22) и (3.23) получим:t_у.п. = 10  53,3 = 533 сt_у.о. = 10  47,8 = 478 с = 0,65 – коэффициент учитывающий ухудшение охлаждения двигателя в процессе пуска.Подставив значения полученные по формулам (3.15-3.19) и (3.22-3.23) в выражение (3.14) получим:М_э  М_дв.н, так как заданное условие выполняется, следовательно двигатель перегреваться не будет.3.3. Расчет механизма изменения вылета стрелы.Исходные данные:Грузоподъемность крана при всех вылетах наибольший вылет наименьший вылет Амин = 15м

---

Смотрите также файлы

• 4. Технология машиностроения 1 Анализ технологичности детали.docx

• 5. Эксплуатационный раздел. Подготовительные работы.docx

• 6 Охрана труда и защита окружающей среды 1 Задачи в области охраны труда.docx

• 7 Общее положение по определению экономической эффективности башенного крана.docx

• Гибким тяговым органом является канат. В башенных кранах наиболее распространены стальные канаты двойной свивки.docx