4 Расчетная часть

4.1 Расчет механизма подъема

Модернизация трансманипулятора преследовала цель при сохранении общей конструкции и компоновки узлов манипулятора перейти на нижие приводы механизмов подъема и передвижения.(лист БНТУ.05.216.018.030)

М еханизм подъема состоит из электродвигателя, муфты, редуктора, тормоза и барабана, который наматываются канаты(смотрите рисунок 4.1).

Основные данные:

Q = 5000 кг – грузоподъемность трансманипулятора.

G_пл = 4100 кг – вес грузовой платформы.

G_каб = 450 кг – вес кабины с крановщиком.

V_н = 15 м/мин – номинальная скорость подъема груза.

H = 10,4 м – максимальная высота подъема груза.

m = 2 – число полиспастов.

α = 2 – кратность одного полиспаста.

Режим работы механизма подъема: средний.

Рисунок 4.2- Схема запасовки канатов

1 – Блок с неподвижными осями (смотрите рисунок 4.2).

2 – Блок с подвижными осями.

3 – Барабан.

4 – Платформа (лист БНТУ.05.216.018.040)

4.1.1 Расчет каната

Кабина висит на грузовой платформе, поэтому наибольшее усилие в канате определяем со стороны кабины.

Наибольшее усилие:

(4.1)

Расчет каната на прочность производится по формуле (4.2) [16]:

, где

- коэффициент запаса прочности каната, для среднего режима работы.

- разрывное усилие каната в целом.

Канат принимается по ГОСТ 2688-85.[18]

- диаметр каната.

при расчетном пределе прочности

Фактический коэффициент запаса прочности:

(4.2)

4.1.2 Расчет каната на долговечность

Эксплуатационная долговечность каната в тыс. перегибов

(4.3)

- расчетная долговечность каната, принятого за эталон

- коэффициент, учитывающий размер сечения каната

- коэффициент, учитывающий тип и конструкцию каната

- коэффициент, учитывающий категорию ответственности и режим работы

- коэффициент, учитывающий предел прочности проволок каната

Число перегибов каната за один подъем груза

(4.4)

- число перегибов на блоках полиспаста

- число перегибов на направляющих блоках

Эксплуатационная долговечность каната в количестве циклов работы подъемного механизма: [16]

(4.5)

Эксплуатационная долговечность в машинных часах работы:

(4.6)

Тоже в годах работы каната:

(4.7)

4.1.3 Определение диаметра барабана и блоков

Диаметр барабана или блока огибаемого стальным канатом определяется по формуле (4.8):

(4.8)

- диаметр каната

- диаметр барабана или блока, измеряемый по дну канавки в мм;

- коэффициент, зависящий от режима работы, грузоподъемности машины,

для среднего режима работы

- разрешается уменьшать на 15%.

Принимается диаметр барабана

4.1.4 Определение расчетного числа витков и длины нарезанной части барабана

Полезная длина каната на половине барабана

(4.9)

- максимальная высота подъема груза

Необходимое число витков каната на половине барабана

(4.10)

Принимается Z = 19, т.к. 2 витка запасных и 3 витка для закрепления каната на барабане.

Расчетная длина нарезанной части барабана

(4.11)

4.1.5 Выбор электродвигателя, редуктора и расчет общего передаточного числа

Необходимая мощность электродвигателя

(4.12)

(4.13)

– общий КПД;

= 0,98 – КПД муфты;

= 0,96 – КПД редуктора;

= 0,98 – КПД барабана;

= 0,98 – КПД полиспаста;

G_пл = 4100 кг – вес грузовой платформы.

G_каб = 450 кг – вес кабины с крановщиком.

Принимается электродвигатель серии 4А типа 4A200L6У3[14]

Технические данные двигателя:

Р – мощность, кВт 30

n – частота вращения, об/мин 980

I – ток статора, А, при U=380 В 56

ŋ – КПД, % 90,5

cosφ 0,90

I_п/I_ном 6,5

M_п/M_ном 1,2

M_max/M_ном 2

J – момент инерции, 10^-2кг·м² 0,45

Передаточное число редуктора:

(4.14)

(4.15)

Принимается редуктор Ц2 – 500, N = 49 кВт, ПВ = 25%,

Фактическая скорость подъема груза

(4.16)

Для соединения вала электродвигателя с входным валом редуктора принята муфта МУВП – 65.[18] Максимальный крутящий момент передаваемый муфтой М_max =110 кгм.