1. Розрахунок механізма підйому

1.1. Вибір поліспаста, каната.

Для крана, що проектується приймаємо механізм підйому який складається із барабана, редуктора, електродвигуна, гальма, вала та муфт (рис. 2). В механізмах підйому з безпосередньою навивкою каната на барабан звичайно застосовують здвоєні поліспасти, які забезпечують вертикальне переміщення вантажа при підйомі, одинакове навантаження підшипників барабана та ходових коліс візка. Для крана вантажопідйомністю 125 кН, за табл. 1 приймаємо здвоєний поліспаст (а=2) кратністю u=2.

Рис. 1. Мостовий кран загального призначення

Рис. 2. Кінематична схема механізма підйому

Таблиця №1 - Кратність поліспаста u при різних вантажопідйомностях

Характер навивки каната	Тип поліспаста	u при вантажопідйомності, кН
на барабан		до 10	20...60	100...150	200...300	400...500
Безпосередньо (мостові крани, талі)	Здвоєний Простий	2 1	2 2	2;3 _	3;4 _	4;5 _

Максимальне зусилля в канаті, що навивається на барабан

Н,

де - ККД поліспаста. При збіганні каната з рухомого блока

,

- ККД блока з урахуванням жорсткості каната; для блока на підшипниках кочення =0,97...0,98, на підшипниках ковзання =0,95...0,96.

Розривне зусилля в канаті

Н

де - коефіцієнт запасу міцності каната (табл. 2).

Таблиця №2 - Коефіцієнт запасу міцності канатів

Канат	Тип приводу і режим роботи
Вантажний та стріловий Тягові канати	Ручний Машинний 3М 4М 5М,6М	4,0 5,0 5,5 6,0 4,0

Із таблиць каталогів (дод. І [1], VI [2]) вибираємо канат стальний подвійної звивки, типу ЛК-З, конструкції 6х25 (1+6;6+12)+1о.о. ГОСТ 7665-80, діаметром =17,5 мм при розрахунковій межі міцності дротинок =1470 МПа і розривним зусиллям Sр=144000 Н. (Канат 17,5-В-І-Н-1470 ГОСТ 7665-80).

1.2. Розрахунок барабана і блоків.

Мінімальний діаметр блока і барабана по центру навитого каната

мм.

де е - мінімальне співвідношення діаметра барабана чи блока до діаметра каната (табл.3).

Таблиця №3 - Найменші допустимі значення коефіцієнта е

Тип машини	Тип приводу і режим роботи	е
Вантажопідйомні всіх типів, за виключенням стрілових кранів, електроталей і лебідок	Ручний Машинний 3М 4М 5М 6М	18 20 25 30 35

Діаметр блока і барабана по дну канавки

мм.

Діаметр блока гакової підвіски (по центру навитого каната), приймаємо мм.

Діаметр вирівнюючого блока мм. Приймаємо мм.

Діаметр барабана по дну канавки можна приймати на 15% меншим від розрахункового, а його значення слід привести до стандартного ряду розмірів, мм: 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 35; 38; 40; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 78; 80; 85; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200; 220; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1060; 1120; 1180; 1250; 1320; 1400; 1500; 1600; 1700; 1800; 1900; 2000. Приймаємо мм.

Тоді розрахунковий діаметр барабана мм (по центру навитого каната).

Барабан приймаємо нарізним, з двома нарізками.

Довжина каната навитого на одну половину барабана,

м.

Число витків нарізки на одній половині барабана

,

де =(1,5...2) - число запасних витків.

Довжина нарізки на одній половині барабана

мм,

де - крок нарізки; мм.

Повна довжина барабана

мм,

де - довжина ділянки з кожного боку барабана, яка використовується для закріплення каната,

мм;

- відстань між лівою і правою нарізками,

мм,

приймаємо =100 мм;

b - відстань між осями крайніх блоків гакової підвіски, (дод. ХІ [1]) b=266 мм;

- відстань між віссю барабана і віссю блоків у крайньому верхньому положенні гакової підвіски, мм;

- допустимий кут відхилення від вертикального положення гілки каната, що набігає на барабан =4...6^o.

Барабан виконуємо відлитим із чавуну СЧ 15-32 з межею міцності на стиск =700 МПа.

Товщину стінки барабана визначаємо із розрахунку на стиснення:

мм,

де МПа;

k - коефіцієнт запасу міцності; для гакових кранів k=4,25.

Із умови технології виготовлення литих барабанів товщина стінки не повинна бути меншою 12 мм і може бути визначена за формулами:

для чавунних мм; для стальних мм.

Товщина стінки барабана який проектується

=0,02D+7=0,02×400+7=15 мм.

Барабани механізмів підйому 5-ї та 6-ї груп режиму роботи, а також при транспортуванні розплавлених металів та інших небезпечних вантажів, виготовляють виключно із сталі. Матеріалом для виготовлення барабанів може бути ливарна сталь марок 25Л, 35Л2 з межею міцності при розриві =500 МПа, або листова сталь (при зварних барабанах) марки не нижче ВСт3сп з межею міцності не менше =380...400 МПа.