- •Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Грузоподъемные машины
- •190303 – Электрический транспорт железных дорог; 190205 – Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование
- •Практическая работа № 1 Определение режима работы механизма подъема
- •Порядок выполнения работы
- •Практическая работа № 2 Расчет и выбор стального каната
- •Порядок выполнения работы
- •Практическая работа № 3 Выбор электродвигателя для механизма подъема груза
- •Порядок выполнения работы
- •Практическая работа № 4 расчёт механизма подъёма груза
- •Порядок выполнения работы
- •Практическая работа № 5 расчет механизма передвижения на рельсовом ходу
- •Порядок выполнения работы
- •Практическая работа № 6 расчет механизма изменения вылета стрелы
- •Порядок выполнения работы
- •Список использованных источников
Порядок выполнения работы
1. При подборе канатов для грузовых лебёдок рекомендуется применять канаты двойной свивки с линейным контактом проволок типа ЛК-Р 6×19+1 о.с. по ГОСТ 2688-80. Подробно методика подбора каната изложена в практическом занятии №2.
2. Определению подлежат основные размеры барабана: диаметр, длина и толщина стенки (рисунок 4.1)
Диаметр барабана по средней линии навиваемого каната, мм
,
по наружной поверхности барабана
,
где h1 – коэффициент выбора диаметра барабана (определяется по методики практического занятия №2).
Таблица 4.2 – Диаметры валов электродвигателей
-
№ варианта
Грузоподъёмность Q, т
Скорость подъема
груза vгр, м/с
Высота подъёма груза H, м
Режим
работы
1
2,0
0,05
20
М8
2
2,5
0,12
18
М7
3
3,2
0,06
16
М6
4
4,0
0,12
12
М5
5
5,0
0,17
14
М4
6
6,3
0,2
16
М3
7
8,0
0,12
22
М2
8
10,0
0,08
15
М1
9
12,5
0,13
12
М6
10
14,0
0,1
8
М5
11
16,0
0,15
10
М4
12
18,0
0,12
8
М3
13
20,0
0,15
10
М2
14
25,0
0,07
6
М1
15
32,0
0,08
8
М4
16
40,0
0,07
7
М3
17
20,0
0,12
10
М2
18
15
0,15
15
М1
19
12,5
0,2
22
М4
20
10,0
0,3
17
М1
21
40,0
0,05
12
М2
22
50,0
0,07
8
М3
23
30,0
0,06
6
М1
24
2,0
0,08
20
М2
25
10,0
0,01
12
М3
а)
б)
Полная длина одноканатного барабана, мм
Lб = Lp + Lк,
двухканатного барабана
Lб = 2(Lp + Lк)+Lн.
Здесь Lp – длина рабочей части барабана, мм; Lк – длина участка, необходимого для закрепления каната на барабане, мм; Lн – длина ненарезанной части барабана, мм.
Длина рабочей части барабана, мм
Lр = 2(Zp + Z3)t,
где Zp – число рабочих витков каната на барабане,
,
где
Z3
– число
запасных витков (Z3
=
1,5...2); t
– шаг навивки (для гладких барабанов
,
для
желобчатых –
+
(2...3)
мм); Н
–
высота подъема груза, мм; uп
– кратность полиспаста.
Длина участка, необходимого для закрепления каната,
Lк = (3…4)t.
Длина ненарезанной части барабана LH = 150. ..200 мм.
Если длина барабана получается слишком большой (Lб>4D6), то можно конструктивно увеличить диаметр барабана или (при простом полиспасте) применить гладкий барабан с многослойной навивкой.
При многослойной навивке длина барабана, мм
или
,
где Z – число слоев навивки каната.
Толщину стенки барабана определяют по эмпирической зависимости, мм
.
3.
Короткие барабаны, т.е. барабаны с
отношением
,
на прочность проверяют только по
напряжениям сжатия. Длинные – по
приведенным напряжениям с учетом
деформации сжатия, изгиба и кручения.
Напряжения сжатия при однослойной навивке
,
при многослойной навивке
,
где α – коэффициент снижения нагрузки под влиянием деформации каната и стенки барабана (αZ=1,4 при двухслойной навивке и αZ=1,7 при трехслойной).
При определении напряжений от изгиба принимаем барабан как балку на двух опорах с пролетом, равным длине барабана, и нагруженную силой Fk посредине барабана при простом полиспасте; двумя силами Fk, приложенными в средней части барабана на расстоянии LH друг от друга, при сдвоенном полиспасте.
Определив максимальный изгибающий момент, находим напряжения от изгиба:
,
где M – максимальный изгибающий момент в сечении балки, H∙м; W – момент сопротивления поперечного сечения барабана, м3.
.
Касательные напряжения при кручении барабана
,
где
Т
– крутящий
момент на барабане (
–
для одноканатного барабана;
–
для двухканатного барабана), H∙м;
Wp
–
полярный
момент сопротивления барабана, м3.
.
Приведенные напряжения
,
где
,
(таблица 4.3).
Таблица 4.3 – Допускаемые напряжения [σ]6
-
Марка материала
σт,
МПа
σвр,
МПа
Допускаемые напряжения, МПа, для группы режима
1М
2М, 3М
4М
5М, 6М
7М, 8М
Сталь:
ВМСт3сп
240
–
200
170
150
130
110
20
250
–
210
180
160
140
120
09Г2С-12
310
–
260
225
195
165
140
15ХСНД
350
–
280
240
210
175
150
35Л-1
280
–
230
210
170
140
120
55Л-1
350
–
260
230
200
165
140
Чугун:
СЧ 15
–
320
110
100
90
–
–
СЧ 18
–
360
130
115
100
90
–
СЧ 24
–
440
170
150
130
115
100
4. Подбор электродвигателя производят по статической мощности, необходимой для подъема номинального груза, кВт
,
где η – КПД привода (предварительно принимается 0,9).
Выбираем двигатель ближайшей мощности (таблицы 3.3 и 3.4). Для дальнейших расчетов потребуются его характеристики: Рдв, nдв, Ip, Тн, Тм.
Номинальный момент двигателя, Н∙м
,
где ωн – номинальная угловая скорость двигателя, с-1.
5. Для кинематического расчета и подбора редуктора определяем частоту вращения барабана, об/мин
,
Общее передаточное отношение механизма
.
С учетом требуемого передаточного числа и, частоты вращения быстроходного вала nдв и мощности редуктора Pp=Pдв выбираем стандартный редуктор с передаточным числом up≈u.
6. Подбор муфт по расчетному моменту, Н∙м
,
а тормоза – по тормозному моменту
.
Здесь k1 – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, k1=1,2; k2 – коэффициент, учитывающий режим работы механизма (для 1М...3М – k2=1,1; 4М – k2=1,2; 5М – k2=1,3; 6М – k2=1,5); k – коэффициент запаса торможения (1M...ЗМ – k=1,5; 4М – k=1,75; 5М, 6М – k=2; 7М, 8М – k=2,5); Tc – наибольший статический момент на валу муфты (тормоза), Н∙м.
.
7. Выбранный двигатель проверяем на надежность пуска по методике занятия №3.
При этом должно соблюдаться условие:
аф ≤а,
где а – наибольшее рекомендуемое допустимое ускорение механизма подъема.
8. Среднее ускорение при пуске, м/с2
,
где tп – время пуска, с. Время разгона механизма подъема tп=1...2 с.
.
где
–
угловое ускорение вала двигателя; Ip
– момент инерции ротора двигателя,
кг∙м2;
Iм
– момент инерции муфты с тормозным
шкивом, кг∙м2;
Iгр
– момент инерции груза, приведенный к
валу двигателя, кг∙м2,
δ
– коэффициент, учитывающий неучтенные
вращающиеся и поступательно движущиеся
массы механизма подъема (принимаем
δ=1,1);
Тср.п.
– среднепусковой момент двигателя
(определяется по занятию №3), Н∙м.
.
