2 Розрахунок механізму підйому

2.1 Вибір поліспаста, каната

За аналогією з існуючими механізмами підйому приймаємо конструктивно механізм, що складається з електродвигуна, редуктора, барабана, гальма, муфт та поліспаста (рис. 5)

Рисунок 5 - Кінематична схема механізму підйому

Механізм підйому вантажу розраховуємо на дію нормативної , кН, та випадкової складової, що визначається за формулою, кН,

,

де Кз - коефіцієнт, що приймається за табл. 2.

Таблиця 2 - Значення коефіцієнта Кз

Вантажопідйомність, кН	Кз при режимах роботи крана
	3М	4М	5М
До 15 включно Від 15 до 100 включно Вище від 100	0.06 0,05 0,04	0,08 0,06 0,05	0,1 0,07 0,06

Тоді розрахункова вантажопідйомність, кН

.

За табл. 3 вибираємо кратність u поліспаста.

Таблиця 3 - Кратність поліспаста u при різних вантажопідйомностях

Характер навивання каната на барабан	Тип поліспаста	u при вантажопідйомності, кН
		до 10	20...60	100...150	200...300
Через направляючий блок (стрілові крани)	Простий Подвійний	1; 2 -	2; 3 2	3; 4 2; 3	5; 6 -

ККД поліспаста при збіганні каната з нерухомого блока

,

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

Загальний ККД канатноблочної системи (з урахуванням відхиляючого блока)

.

Максимальне зусилля в гілці каната, що навивається на барабан, Н,

,

де а - тип поліспаста; для одинарного - а = 1, подвійного - а = 2.

Розривне зусилля в канаті, Н

,

де - коефіцієнт запасу міцності каната (табл. 4).

Таблиця 4 - Коефіцієнт запасу міцності канатів

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

Із таблиць каталогів (дод. ІV-VI [1]) вибираємо канат і записуємо його основні характеристики.

2.2 Розрахунок барабана і блоків

Мінімальний діаметр барабана та блоків по центру навитого каната, мм,

,

де е - мінімальне співвідношення діаметра барабана чи блока до діаметра каната (табл. 5);

- діаметр каната, мм.

Таблиця 5 - Найменші допустимі значення коефіцієнта е

Механізм стрілового крана	Тип приводу і режим роботи	е
механізми підйому вантажу і стріли механізм монтажу кранів	Ручний Машинний 3М 4М 5М 6М машинний	16 16 18 20 25 16

Діаметр барабана, , приймаємо конструктивно, округливши отримане розрахункове значення до найближчого, прийнятого із стандартного ряду розмірів для відливок, 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.

Розрахунковий діаметр барабана, мм, з урахуванням навитого каната (по центру витків каната)

.

Барабан приймаємо нарізним, з однією нарізкою.

Довжина каната навитого на барабан, м

,

де Н - висота підйому вантажу, м; визначаємо після конструктивного опрацювання крана

,

де h - висота закріплення кореневого шарніра стріли, м;

- максимальний кут підйому стріли, °.

Число витків нарізки на барабані

,

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

D – діаметр барабана, м.

Довжина нарізки на барабані, мм

,

де – крок нарізки, мм,

для нарізного барабана , для гладкого .

Довжина ділянки з кожного боку барабана, яка використовується для закріплення каната, мм,

,

Повна довжина барабана, мм

,

Барабани механізмів підйому виготовляють із чавуну, а для механізмів 5-ї та 6-ї груп режиму роботи, а також при транспортуванні розплавлених металів та інших небезпечних вантажів – виключно із сталі. Матеріалом для виготовлення барабанів може бути: сірий чавун СЧ 15-32 з межею міцності на стиск =700 МПа, ливарна сталь марок 25Л, 35Л2 з межею міцності при розриві =500 МПа, листова сталь (при зварних барабанах) марки не нижче ВСт3сп із межею міцності не менше ніж =380...400 МПа.

Товщину стінки барабана, мм, визначаємо із розрахунку на стиснення:

,

де , МПа;

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

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

для чавунних мм;

для сталевих мм.