2 Механизм подъема груза

2.1 Расчет механизма подъема

В кранах мостового типа применяется преимущественно сдвоенные полиспасты, при использовании которого обеспечивается вертикальное перемещение груза, одинаковая нагрузка на подшипники барабана и на ходовые колеса тележки независимо от высоты подъема груза.

Для крана грузоподъемностью 12.5 т принимаем сдвоенный полиспаст (а=2) кратностью u=2 [1].

Принимаем кинематическую схему полиспаста:

Рисунок 2 – Кинематическая схема полиспаста механизма подъема.

Максимальное натяжение в канате S_max , H, набегающем на барабан при подъеме груза определяют по формуле

, (1)

где Q - заданная грузоподъемность;

z - количество ветвей, на которых висит груз;

_n - КПД полиспаста.

Количество ветвей, на которых висит груз z определяется по формуле:

,

При сбегании каната с подвижного блока КПД полиспаста определяют по формуле:

, (2)

где _б- КПД блока с учетом жесткости каната (для блока на подшипниках качения _б=0,97)

Н

2.1.1 Выбор и расчет каната

Канат выбираем по разрывному усилию, согласно Правилам Госгортехнадзора:

, (3)

где n_к- коэффициент запаса прочности, принимаемый согласно рекомендации [1]

Н

Из прил. I [1] выбираем канат стальной двойной свивки, типа ЛК-3, конструкции 6 25 (1+6; 6+12)+1 о.с. (ГОСТ 7665-69), диаметром d_к=11,5 мм при расчетном пределе прочности проволок =2000 Мпа, площадью сечения всех проволок F_к=114,58 мм² и с разрывным усилием S_р=63550 Н.

2.1.2 Расчет узла барабана

Диаметр барабана по центру наматываемого каната , мм, определяют по формуле

, (4)

Диаметр барабана по дну канавки , мм, определяют по формуле

, (5)

где d_к- диаметр каната; е-коэффициент по нормам ГГТИ (табл. 2)

Принимаем для режима работы крана 3К е=20

мм

мм

Принимаем барабан диаметром D₁=200 мм (прил. 2 [1])

Длина каната , м, наматываемого на одну половину барабана определяют по формуле

м (6)

Число витков нарезки z на одной половине барабана определяют по формуле

, (7)

где 1,5….2- число запасных витков

Длина нарезки , мм, на одной половине барабана определяют по формуле

, (8)

где t_н- шаг нарезки барабана (прил. 14), для каната d_к=11,5 принимаем t_н=13,5 мм.

мм

Полная длина барабана , мм, определяют по формуле

, (9)

где l_з- длина участка с каждой стороны барабана, используемая для закрепления каната;

l_г- расстояние между правой и левой нарезками.

мм (10)

l_г=b-2h_mintg, (11)

где h_min- расстояние между осью барабана и осью блоков в крайнем верхнем положении, h_min=450 мм;

- допустимый угол отклонения набегающей на барабан ветви каната от вертикального положения, =4;

b- расстояние между осями ручьев крайних блоков, b=200 мм (прил. 11 [1]).

l_г=200-2450tg 4=109 мм

Принимаем l_г=110 мм

мм

Барабан отлит из чугуна СЧ15-32 с пределом прочности на сжатие _в=7000 .

Толщина стенки барабана , , определяют из расчета на сжатие

= , (12)

, (13)

где k- коэффициент запаса прочности для крюковых кранов, k=4,25 (прил. 15).

,

= см²

Из условий технологии изготовления литых барабанов толщина стенки их должна быть не менее 12 мм и может быть определена по формулам:

Для чугунных =0,02D+(0,6…1,0) см (14)

Толщина стенки , см, проектируемого чугунного барабана определяют по формуле

=0,02D+0,8, (15)

=0,0220+0,8=1,2 см

Принимаем толщину стенки =12 мм.

Кроме сжатия стенка барабана испытывает деформацию изгиба и кручения.

Крутящий момент , Н·см, передаваемый барабаном, определяют по формуле

_{, (16)}

Н·см

После конструктивной проработки расстояние от точки приложения усилия S_max до середины торцевого диска оказалось равными =500 мм. Тогда

М_и=S_maxl^’, (17)

М_и =1269050=634500 Н·см

Сложное напряжение , Н·см², от изгиба и кручения определяют по формуле

= , (18)

где W- экваториальный момент сопротивления поперечного сечения барабана, см³;

- коэффициент приведения напряжений, =0,75

, (19)

см³

= Н·см²