Лабораторная работа 1 на тему «Выбор основных параметров грузовой лебедки крана»_2

Московский автомобильно–дорожный институт

(Государственный технический университет)

Министерство образования РФ

Кафедра сервиса дорожных машин

Лабораторная работа № 1

по дисциплине:

«Дорожные машины и производственная база строительства»

тема:

«Выбор основных параметров грузовой лебедки крана».

Вариант № 18

Выполнила студентка группы 3ВЭДС₁

Сервут Татьяна Андреевна

Руководитель Безрук Борис Наумович

г. Москва

2007 год

1. Цель работы.

Изучение устройства реверсивной лебедки с электроприводом; ознакомление с деталями машин общего назначения и наиболее распространенными сборочными единицами грузоподъемных машин; освоение методики подбора основных элементов и определяющих параметров грузоподъемных машин на примере грузовой лебедки.

Рис. 1. Кинематическая схема лебедки:

1-грузовой барабан, 2 и 5-муфты; 3-редуктор; 4-тормоз; 6-двигатель

2. Исходные данные.

№ варианта	Грузоподъемность Q, кН	Скорость подъема груза V (м/мин)	Высота подъема груза Н (м)	Продолжительность включения ПВ (%)	№ схемы по рис. 2
18	50	20	15	25	1

Рис. 2. Схема полиспаста

Кратность полиспаста: n-1; 3-1=2

3. Методика и последовательность выполнения работы.

3.1. Определение усилия в канате механизма подъёма.

, кН

I_П - передаточное число или кратность полиспаста;

- общий КПД полиспаста ( зависит от количества блоков «m»,

конструкции полиспаста и КПД одного блока = 0,96...0,99;

);

q - вес крюковой подвески ( q = 0,03 *Q), кН;

а -коэффициент сдвоенности (а=1 при простом полиспасте, а=2 при

сдвоенном).

q = 0,03*Q = 0,03*50 = 1,5

I_П = 2 = 0,96²=0,92

a = 1

кН

Наибольшее допустимое разрывное усилие в канате

R = S*k_П , кН

k_П – коэффициент запаса прочности, принимаемый для грузовых канатов лебедок с машинным приводом;

ПВ	25
kП	2,5
Режим работы	средний

R=27.9*2.5=69,75 кН

По найденному разрывному усилию выбираем канат, исходя из данных, приведенных в таблице. Разрывное усилие должно быть >= R

Диаметр каната, мм	Масса 100м каната, м	Временное сопротивление разрыву материала проволок каната, МПа
11	461,6	1470	1568	1764	1960
		Разрывное усилие каната , кН
					75,15

Эскиз выбранного каната

3.2 Определение основных размеров барабана и блоков.

D_б = d_к*(е - 1)

d_к - диаметр каната, мм

е - коэффициент, зависящий от режима механизма.

ПВ,%	25
е	25

D_б = 11*(25-1 )= 13*29 = 264 мм

Диаметр D_б округляется в большую сторону до величины, кратной 50

D_б =300 мм.

Длина каната, наматываемого на барабан.

l = Н*а* i_П = 15*1*2 = 30 м

Необходимое число витков этой нарезки.

Z = (30000/3,14*(300+11))+5*1=(90000/976,54)+5=35

L= Z * t, мм

t- шаг навивки, зависящий от диаметра каната, мм;

t = d_к + (1,5..2),мм.

t = 11 + 2 = 13 мм

L =35 * 13 = 455 мм.

L/ D_б = 455/300 = 1,52

Эскиз барабана с длиной, диаметром и профилем нарезки.

3.3. Выбор элементов привода.

Скорость каната, навиваемого на барабан.

Vk = Vгр * i_П, м/мин

Vгр - скорость подъёма груза, м/мин.

Vk =20*2=40 м/мин.

Необходимая скорость вращения барабана.

n_б ⁼ V_k /(π * (D_б ⁺ d_к)), об/мин.

п_б= 40000/(3,14*(300+11))=40000/976,5=40 об/мин.

Необходимое расчётное передаточное число редуктора.

п_д- частота вращения вала электродвигателя.

Электродвигатели, используемые в грузовых лебедках, имеют различные частоты вращения вала п_д, например 1500, 1000, 750 об/мин.

Для более точного подбора передаточного числа типового i_Р^Т определяем три возможных расчётных значения i_Р^Р.

n_д1 = 1500 об/мин;

п _д2 = 1000 об/мин;

п _д3 = 750 об/мин;

i_Р^Р= 1500/40=37.5

i_Р^Р= 1000/40=25

i_р^р= 750/40=18.75

Из табл.3 выбираю значение передаточного числа i_Р^Т, наиболее близкое к одному из трёх расчётных значений, и исполнение редуктора.

Передаточное число	23.34
Исполнение редуктора	IV
Число зубьев шестерен
I пара	18
	84
II пары	16
	83

N_Д = V_гр*(Q+q)/60 * η_о , кВт

η_о - общий КПД механизма подъёма груза при использовании редукторов типа РМ=0,83.

N_Д = ( 50+1.5)*20/60*0,83=772.5/49.8=20.7 кВт

Исходя из выбранной частоты вращения вала электродвигателя по табл.4 определяю тип электродвигателя мощностью > N_Д .

Тип	Мощность (кВт) при частоте вращения 1000 об./мин.
4А200М	22.0

По табл. 5 подбираю типовой редуктор, сообразуясь с частотой вращения выходного вала, мощностью выбранного двигателя и исполнением редуктора.

Выбор марки редуктора производится в следующем порядке. В вертикальном столбце, соответствующем выбранному по табл.3 исполнению редуктора, выбирается типовое значение мощности редуктора, величина которого > N_Д. Затем проверяем, не превышает ли скорость вращения электродвигателя п_Д допустимого значения скорости вращения вала выбираемого редуктора.

Марка редуктора	Максимально допустимая частота ведущего вала, об/мин	Исполнение редуктора
РМ-500	1000	IV
		Мощность на ведущем валу, кВт
		24.5

3.4 Определение действительной скорости подъёма груза

В связи с тем, что значение передаточного числа редуктора 1_Р^Т не совпадает с расчётным значением 1_р^р , действительная скорость подъёма груза Vгр' будет отличаться от заданной. Действительная скорость вращения барабана.

об/мин.

=1000/23,34=64 об/мин.

Действительная скорость каната.

V_к^’ = п_б^’ * π *( D_б + d_к), м/мин.

V_к^’= 64* 3.14*(0.3 + 0.011) = 62.5 м/мин

Действительная скорость подьёма груза.

V_гр^’ = V_к^’ / i_П , м/мин.

V_гр^’ = 62.5/2 = 31,25 м/мин.

3.5 Определение параметров и выбор тормоза.

Наибольший момент, возникающий на тормозном валу подъёмного механизма при торможении опускающего груза, может быть подсчитан без учёта динамического момента по формуле:

М=(Q + q )* D_б * η_o / ( i_Р^Т*i_n*2) Нм.

М=(50+1.5)*300*0,83/2*2*23,34=7694,1/8*10,35=137.4 Нм.

Расчётный тормозной момент.

М_т>М*β ,Нм.

β - коэффициент запаса тормозного момента, зависящий от режима

работы.

ПВ,%	25
β	1.75

М* β =137.4 * 1.75 = 240.45 Нм.

М_т> 240.45

По расчётному тормозному моменту из табл.6 или 7 выбирается тип

тормозного момента.

Тип тормоза	Тормозной момент, Нм	Длина рычага, мм		Ширина колодки Вк, мм	Диаметр тормозного шкива Dтмм
		l1	l2
ТКТ-300	500	430	190	140	300

Эскиз колодочного тормоза.

Колодочный тормоз