Вправа 3. Розрахунок і вибір параметрів лебідки
Постановка завдання. У відповідності зі схемою механізму підйому вантажу вантажопідйомної машини, (рис. 3.1), виконати розрахунок лебідки, вибрати основні параметри й підібрати комплектуючі вузли лебідки. Дані для розрахунку див. у табл. 3.5.
Послідовність виконання вправи.
Вичертити схему запасування канату згідно з варіантом.
Визначити загальний коефіцієнт корисної дії вантажопідйомного механізму.
Підібрати сталевий канат.
Визначити довжину, діаметр і канатоємкість барабана лебідки.
Визначити необхідну потужність при усталеному русі й вибрати електродвигун.
Підібрати редуктор.
Методика розрахунку
Відповідно до варіанта завдання креслиться схема канатного поліспаста із заданою кратністю.
Загальний коефіцієнт корисної дії вантажопідйомного механізму визначається по формулі:
,
де
- КПД поліспаста; 
- КПД блоків, що відхиляються.
Для поліспаста, у який тягнуча галузі сходить із верхнього нерухливого блоку:
а при збіганні канату з нижнього рухливого блоку
,
де
- КПД одного блоку; 
- кратність поліспаста; 
- число блоків поліспасті.
У вантажопідйомних машинах застосовують переважно канати подвійний свивки типу ЛК із шістьма пасмами в поперечному перерізі й числом дротів у кожної 19-37. Підбирають сталевий канат по розривному зусиллю, що визначається:
,
Н,
де
К – коефіцієнт запасу міцності канату
на розрив залежно від режиму роботи
лебідки (15% - легкий: К = 5; 25% - середній:
К = 5,5; 40% - важкий: К = 6,0 ); 
- максимальне робоче зусилля в канату,
Н.
Максимальне робоче зусилля в канату, що навивається на барабан при підйомі,
,
Н,
де
Q – маса вантажу, що піднімається, кг (
для кранів); 
=(Q+
);
тут
- маса вантажної платформи (
прийняти 150 кг).
Необхідний діаметр канату й усі його дані на підставі розрахункового розривного зусилля канату наведені в табл. 3.1.
Відповідно до вихідних даних необхідно вибрати конструктивні розміри барабана лебідки. Барабани лебідок бувають із гладкою поверхнею або з нарізними канавками для канату
Робоча довжина барабана визначається:
а) при багатошаровій навивці
,
м;
б) при одношаровій навивці
,
м,
де
– довжина канату, що нанизується на
барабан, м; t - крок витків канату ( при
навивці канату на гладкий барабан
),м;
m – число шарів навивки канату.
Дліна канату, що навивається на барабан:
,м,
де Н - задана висота підйому вантажу, м.
Число шарів навивки канату на барабан
,м,
де
і 
- діаметри барабанів лебідок (у будівельному
підйомнику діаметр барабанів лебідки
мм; 
мм;
у баштовому й козловому кранах 
;
).
Канатоемкость барабана лебідки
,м.
При
виборі електродвигуна необхідна
потужність його визначається по
максимальнім робочім зусиллю в канату
,
швидкості навивки канату 
і КПД лебідки 
,кВт.
КПД лебідки визначається по формулі:
,
де
- КПД привода, і рівно 0,85.
Електродвигун підбирається по таблицях 11 – 13 відповідно до обчисленої потужності.
Редуктор
вибирається по розрахунковому числу
та частоті обертання вала двигуна 
відповідно до заданого режиму лебідки.
,
де
- частота обертання вала двигуна, 
- частота обертання барабана,
,
Таблиця 3.1
Розривне зусилля R, H сталевих канатів ( ГОСТ 2688-80); канатів подвійний свивки типу ЛК-Р
Таблиця 3.2
Основні характеристики електродвигунів вантажних лебідок баштових кранів КБ і кранів МСК
Таблиця
3.3
Основні характеристики електродвигунів вантажних лебідок спеціальних і козлових кранів
Таблиця 3.4
Основні характеристики електродвигунів вантажних лебідок будівельних підйомників
Таблиця 3.5
Вихідні дані
Рис.3.1. Схеми поліспастів: а) поліспаст будівельного підйомника; б) поліспаст баштового крана; в) поліспаст козлового крана
Рис.3.2. Схеми поліспастів мостових кранів: а) зрівнюючий блок на рамі візка; б) на гаковій підвісці
Рис. 3.3. Поліспасти: а, б, в — для виграшу у силі; г — для виграшу у швидкості; 1 — лебідка; 2 — нерухома обойма; 3— рухома обойма; 4— пневмо- або гідроциліндр
Рис. 3.4. Лебідка електрична: 1 - електродвигун; 2 - редуктор; 3 - барабан; 4 - станина
а) б)
Рис. 3.4. Лебідка ручна: а) схема лебідки; б) загальний вигляд, 1,6 - зубчаті передачі; 2 - барабан; 3 - собачка; 4 - храпове колесо; 5 - шкив; 7 - рукоятка; 8 - трос; 9 - вантаж; 10 - ричаг