Исходные данные:

1. Масса поднимаемого груза, : 4,5т

2. Кратность полиспаста, : 2

3. Скорость подъема груза, : 9 м/мин

4. Высота подъема груза Н: 10 м

5. Относительная продолжительность включения двигателя механизма ПВ: 15% (режим работы: М4, Легкий)

6. Количество обводных блоков: 2

7. Расстояние от оси барабана до первого обводного блока h: 6 м

Определение основных параметров полиспаста и барабана лебедки

2.1 Определение КПД полиспаста. Коэффициент полезного действия полиспаста, особенно при его большей кратности, в значительной степени влияет на тяговое усилие в канате, мощность двигателя подъемного механизма, тормозной момент. При определении КПД полиспаста следует определить в первую очередь, с какого блока (подвижного или неподвижного) канат поступает на барабан лебедки или обводные блоки.

2.2 Канат сбегает с неподвижного блока, то:

где, - коэффициент полезного действия блока, учитывающий потери, связанные с преодолением жесткости каната при огибании блока;

-количество ветвей каната, включая тянущую (на схеме полиспаста обозначена со стрелкой);

- кратность полиспаста;

2.3 Определение натяжения в ветви каната, идущей на барабан, Н

где, - масса поднимаемого груза с грузозахватными устройствами, кг;

- ускорение свободного падания 9,81 м/с²;

- КПД обводного блока, принимаемый равным КПД блока полиспаста;

к – количество обводных блоков

2.5 Подбираем канат грузоподъемного механизма по формуле, кН;

,

где, - расчетное разрывное усилие каната, кН;

- наибольшее натяжение в ветви каната, идущей на барабан, кН;

- минимальный коэффициент запаса прочности каната;

2.6 Определив значение , подбираем канат согласно ГОСТу по расчетному разрывному усилию каната в целом.

Принимаем канат двойной свивки типа ТК конструкции 6х19 диаметром 14,5 мм. Расчетное разрывное усилие: 118 кН (1 кгс=9,81 Н). Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву: 2000 МПа.

2.7 Определение основных размеров барабана. Одним из основных размеров барабана является его диаметр D. По правилам:

;

где, - диаметр каната, мм;

- коэффициент, зависящий от режима работы механизма;

2.8 Принимаем барабан диаметром 380 мм.

2.9 Определяем длину барабана с нарезанной рабочей частью из условия размещения всего рабочего учета каната на барабане в один слой:

2.10 Определяем максимально допустимую рабочую длину барабана с учетом допустимого угла отклонения а каната от нормали к оси барабана:

где, - расстояние между осью барабана и осью отклоняющегося блока, м²;

а=6º - максимально допустимый угол отклонения оси каната от нормали к оси барабана;

2.11 Проверяем, выдерживаются ли условия:

1261,2≥76,1 – условие выполняется.

0,328≤3,5 – условие выполняется.

Принимаем однослойную навивку каната на барабан с нарезанными винтовыми канавками без канатоукладчика. В этом случае длина барабана:

(м)

2.12 Определяем требуемую канатоемкость барабана:

(м);

2.13 Определяем число слоев каната на барабане:

2.14 Определяем высоту реборды барабана:

(мм)

2.15 Определяем диаметр барабана по ребордам:

(мм)

2.16 Определяем толщину стенки барабана по формуле:

(мм)

2.17 Определяем толщину реборды:

, принимаем = 15 (мм)

2.18 Определяем габаритную длину барабана:

(мм)

2.19 Принимаем =420(мм)

2.20 Диаметр, отклоняющих, обводных блоков равен диаметру барабана: 380 (мм)

3. Подбор электродвигателя

3.1 Мощность электродвигателя определяем по формуле:

(кВт)

где, - наибольшее натяжение в ветви каната, идущего на барабан, кН;

- скорость навивки каната на барабан, м/с (п.3.2);

- КПД механизма лебедки (п 3.3).

3.2 Величину определяем с учетом кратности полиспаста механизма подъема, м/с

(м/с)

где, - скорость подъема груза, м/мин;

- кратность полиспаста

3.3 Коэффициент полезного действия механизма лебедки:

где, - КПД барабана, равный 0,96;

- КПД редуктора, равный 0,94;

3.4 Подбираем двигатель мощностью, ближайшей большей к , с учетом заданной продолжительности включения (ПВ).

3.5 Техническая характеристика выбранного электродвигателя и его геометрические параметры записываем в следующем виде:

Характеристика двигателя

Показатели	Значения показателей
Тип двигателя	МТВ 311-6
Мощность на валу при ПВ=40%, кВт	9
Частота вращения вала двигателя, мин	960
Крутящийся момент, Н*м	320
Маховый момент, кг*м	0,225
Масса, кг	170
Габаритные размеры, мм:
высота
ширина	350
длина	859,5

4. Подбор редуктора

4.1 Определяем необходимую частоту вращения вала барабана:

(мин)

где, - скорость навивки каната на барабан, м/с (п. 3.2)

4.2 Определяем необходимое передаточное число редуктора:

где, и - соответственно частота вращения вала электродвигателя и барабана, .

4.3 Редуктор выбираем исходя из синхронной скорости вращения вала электродвигателя, мощности, режима работы и необходимого передаточного числа. Все данные сводим в таблицу.

Характеристика принятого редуктора

Показатели	Значения показателей
Обозначения, серия	КЦ2-500
Исполнение	V
Передаточное число	84
Мощность, передаваемая редуктором, кВт	10,9
Частота вращения, мин	1000
Продолжительность включения	40%
Межосевые расстояния:
быстроходный ступени, мм	200
тихоходный ступени, мм	300

4.4 После выбора редуктора осуществляем расчет действительной скорости подъема груза, м/мин:

4.5 Отклонение истинной скорости подъема груза от заданной:

где, и - соответственно заданная и фактическая скорость подъема груза, м/мин.

5. Определение тормозного момента.

5.1 Статистический момент на валу барабана, создаваемый наибольшим рабочим грузом, Н*м:

(Н*м)

5.2 Момент на тормозную валу, Н*м

(Н*м)

5.3 Необходимый тормозной момент устанавливаем с учетом коэффициента запаса торможений, который зависит от режима работы механизма.

(Н*м)

6. Подбор тормоза

6.1 Тормоз подбираем по величине тормозного момента.

Характеристика принятого тормоза

Показатели	Значения
Тип тормоза	ТТ-200
Тормозной момент (максимальный), Н*м	200
Диаметр тормозного шкива, мм	200
Допускаемая продолжительность включения ПВ, %	100
Масса, кг	42
Габаритные размеры, мм:
высота	407
ширина	177
длина	518