2.1.3 Расчет мощности двигателя и выбор редуктора

Статическая мощность двигателя , кВт, при подъеме номинального груза определяют по формуле

, (20)

где _р- КПД, общее значение КПД редуктор а при двухступенчатой передаче _р=0,9

кВт

Предварительно принимаем ближайший по каталогу двигатель меньшей мощности [1. прил. XXXIII]. Принимаем электродвигатель переменного тока с фазовым ротором типа MTF411-6 мощностью N=27 кВт, частотой вращения n=950 мин^-1 ( рад/c ), максимальным моментом M_п.max=650 Н·м, момент инерции ротора J_р=0,510 Н·м·с², номинальный момент на валу двигателя Н·м, вес двигателя G_д=2800 Н.

Передаточное число редуктора u_р, определяют по формуле

u_р= , (21)

Редуктор механизма подъема выбираем исходя из расчетной мощности, частоты вращения двигателя, передаточного числа и режима работы.

По каталогу (прил. XLI) выбираем тип редуктора типа Ц2-300-12, 94-4М (суммарное межосевое расстояние A=300 мм, передаточное число u_р=12,41, схема сборки 4, вал тихоходный с концом под зубчатую муфту).

Статический момент , Н·м, при подъеме груза, приведенный к валу двигателя определяют по формуле

, (22)

где S_п- усилие в навиваемом на барабан канате при подъеме груза, Н;

a - число ветвей, навиваемый на барабан;

_м- КПД механизма подъема, принимаемый в зависимости от поднимаемого груза (_м=0,85).

Н

Пусковой момент двигателя , Н·м, определяют по формуле

, (23)

Н·м

Время пуска привода , с, определяют по формуле

, (24)

где J_пр- момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя, при подъеме или опускании груза, Н·м·с²;

- угловая скорость двигателя,рад/с;

M_cт- статический момент на валу двигателя при подъеме груза; M_cт=M_п

Момент инерции

J_пр=J_р.м+m , (25)

J_р.м=J_р+J_м,

где J_р- момент инерции ротора двигателя (J_р=0,547 Н·м·с²);

J_м- момент инерции зубчатой муфты, с тормозным шкивом (прил. XLVII), J_м=0,471 Н·м·с²;

- коэффициент, учитывающий моменты инерции масс деталей, вращающихся медленнее, чем вал двигателя, принимают =1,2;

m- масса поднимаемого груза, принимаем m=12740 Н·с²/м;

u_м- общее передаточное число механизма;

_м- КПД механизма, принимаем 0,85.

u_м=u_рu,

u_м =12,412=24,82

J_р.м=0,547+0,471=1,018 Н·м·с²

J_пр=1,21,018+12740 =1,55 Н·м·с²

с

2.1.4 Определение тормозного момента и выбор тормоза

Необходимый тормозной момент М_т, Н·м, определяют по формуле

М_т=К_тM_cт.т, (26)

где К_т- коэффициент запаса торможения по нормам ГГТИ (табл.3 [1])

M_cт.т- статический момент при торможении, Н·м.

М_ст.т= , (27)

М_ст.т = =196,9 Н·м

Принимаем для режима работа К3 К_т=1,5

М_т=1,5196,8,4=295,35 Н·м

По таблице (прил. LI) выбираем двухколодочный тормоз типа ТКТ-300 с наибольшим тормозным моментом M_т=500 Н·м.

2.1.5 Расчет крепления каната к барабану

Известно много конструкций закрепления каната на барабане, которые исключают его изгиб, обеспечивают удобства в работе.

Наибольшее распространение получило закрепление каната на барабане прижимной планкой.

Рисунок 3 – Крепление каната к барабану прижимной планкой

Нормами ГГТИ регламентировано не менее 1,5 дополнительных несматываемых витка, уменьшающих натяжения каната в месте крепления к барабану.

Натяжение каната перед прижимной планкой S_б, Н, определяют по формуле

S_б= , (28)

где e- основание натурального логарифма (e=2,72);

f- коэффициент трения между канатом и барабаном (f=0,15);

- угол обхвата канатом барабана, принимаем =4.

S_б= =1937 Н

Суммарное усилие растяжения болтов P, Н, определяют по формуле

P= , (29)

где f₁- приведенный коэффициент трения между планкой и барабаном;

₁- угол обхвата барабана канато м при переходе от одной канавки планки к другой.

f₁= , (30)

f₁= =0,233

P= =2834 Н

Суммарное напряжение в болте при затяжке крепления с учетом растягивающих и изгибающих усилий _с, Н/см², определяют по формуле

_с= , (31)

где n- коэффициент запаса надежности крепления каната к барабану,(принимаем n=1,8);

z- количество болтов (принимаем z=2);

P_и- усилие, изгибающее болты;

d₁- внутренний диметр болта М22, изготовленного из стали Ст3 (_т=22000 Н/см², d₁=18,753 мм).

P_и=Pf₁, (32)

P_и =28340,233=660 Н

_с= =3541 Н/см²

Допускаемое напряжение для болта _р, Н/см², определяют по формуле

_р= , (33)

_р= =11730 Н/см²

[_с]=3541 Н/см²<[_р]=11730 Н/см²