3.3. Методика и последовательность выполнения работы
1. Определение усилия в канате механизма подъема:
кН, (3.1)
где
– передаточное число или кратность
полиспаста;
– общий КПД полиспаста (зависит от
количества блоков m
конструкции полиспаста и КПД одного
блока
,
;
– вес крюковой подвески (
),
кН; Q
– грузоподъемность лебедки, кН;
– коэффициент сдвоенности (
= 1 при простом полиспасте,
= 2 при сдвоенном полиспасте).
Наибольшее допустимое разрывное усилие в канате:
кН, (3.2)
где
– коэффициент запаса прочности,
принимаемый для грузовых канатов лебедок
с машинным приводом:
пв, % |
10 |
15 |
25 |
40 |
40 |
|
4,5 |
5,0 |
2,5 |
6,0 |
9,0 |
Режим работы |
Самый легкий |
Легкий |
Средний |
Тяжелый |
Особо тяжелый |
По
найденному разрывному усилию выбираем
канат, исходя из данных, приведенных в
табл. 3.2. Разрывное усилив каната должно
быть
В отчет вносятся основные характеристики
каната: тип каната, диаметр (мм), расчетный
предел прочности проволочек при
растяжении (МПа), разрывное усилие (кН),
выполняется эскиз выбранного каната,
т.е. поперечное сечение и схема свивки.
Таблица 3.2
Канаты ЛК-Р по ГОСТ 2688-80
Диаметр каната, мм |
Масса 100 м каната, кг |
Временное сопротивление разрыву материала проволок каната, МПа |
|||
11470 |
1568 |
1764 |
1960 |
||
Разрывное усилие каната, кН |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
4,1 |
64,1 |
– |
– |
9,75 |
10,85 |
4,8 |
84,4 |
– |
– |
12,85 |
13,90 |
5,1 |
95,5 |
– |
– |
14,60 |
15,80 |
Продолжение табл. 3.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
5,6 |
116,5 |
– |
15,8 |
17,80 |
19,35 |
6,9 |
176,6 |
– |
24,0 |
26,30 |
28,70 |
8,3 |
256,0 |
– |
34,8 |
38,15 |
41,60 |
9,1 |
305,0 |
– |
41,55 |
45,45 |
49,60 |
9,9 |
358,6 |
– |
48,85 |
53,45 |
58,35 |
11,0 |
461,6 |
– |
62,85 |
68,80 |
75,15 |
12,0 |
527,0 |
– |
71,75 |
78,55 |
85,75 |
13,0 |
596,6 |
76,19 |
81,25 |
89,00 |
97,00 |
14,0 |
728,0 |
98,85 |
98,95 |
108,00 |
118,00 |
15,0 |
844,0 |
107,00 |
114,50 |
125,55 |
137,00 |
16,5 |
1025,0 |
130,00 |
139,00 |
152,00 |
166,00 |
18,0 |
1220,0 |
155,00 |
166,0 1 |
181,50 |
198,00 |
19,5 |
1405,0 |
179,50 |
191,00! |
209,00 |
228,00 |
21,0 |
1635,0 |
208,00 |
222,00 |
243,50 |
265,50 |
2. Определение основных размеров барабана и блоков.
Наименьший допустимый диаметр барабана для негладких барабанов измеряется по дну канавки
мм, (3.3)
где
–
диаметр каната, мм; e
–
коэффициент,
зависящий от режима работы механизма:
ПВ |
10 |
15 |
25 |
40 |
40 |
е |
15 |
20 |
25 |
30 |
30 |
Диаметр
округляется в большую сторону до
величины, кратной 50.
Эта же формула применяется при выборе диаметров блоков.
Длина каната, наматываемого на барабан:
м. (3.4)
В грузовых лебедках, как правило, навивка каната на барабан производится в один слой, на поверхности барабана делается нарезка.
Необходимое число витков этой нарезки:
(3.5)
Пять витков добавляют из условия, чтобы при полностью опущенном крюке на барабане осталось не менее чем 1,5 запасных витка, остальные 3–4 витка необходимы для закрепления каната.
Длина нарезной части барабана
мм, (3.6)
где t – шаг навивки, зависящий от диаметра каната, мм,
мм. (3.7)
Соотношение размеров барабана должно удовлетворять условию:
(3.8)
При
невыполнении этого условия нужно
произвольно увеличить величину
и получить новые значения
и
,
добиваясь выполнения заданного условия.
По этой части работы выполняется эскиз барабана с обозначением длины, диаметра, профиля нарезки, а также схема конструкции каната с обозначением его элементов.
3. Выбор элементов привода.
В соответствии с вариантом полиспаста определяется скорость каната, навиваемого на барабан:
м/мин. (3.9)
Необходимая частота вращения барабана определяется выражением:
об/мин. (3.10)
Необходимое расчетное передаточное число редуктора определяется соотношением:
(3.11)
где
– частота вращения вала электродвигателя.
Электродвигатели, используемые в грузовых лебедках, имеют различные частоты вращения вала , например: 1500, 1000 и 750 об/мин.
Для
более точного подбора передаточного
числа типового редуктора
определяем три возможных расчетных
значения
.
Из табл. 3.3 выбирают значение передаточного
числа
,
наиболее близкое к одному из трех
расчетных значений, а также определяют
исполнение редуктора.
Таблица 3.3
Передаточные числа редукторов типа РМ
Передаточное число |
48,56 |
40,17 |
31,50 |
23,34 |
20,49 |
15,75 |
12,64 |
10,35 |
8,23 |
Исполнение редуктора |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
Число зубьев шестерен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-й пары |
11 88 |
13 86 |
14 85 |
18 84 |
20 79 |
22 77 |
26 73 |
30 69 |
35 64 |
2-й пары |
14 85 |
14 85 |
16 83 |
16 83 |
16 81 |
18 81 |
18 81 |
18 81 |
18 81 |
Мощность электродвигателя в установившемся режиме NД определяем формулой
кВт, (3.12)
где
– общий КПД механизма подъема груза,
при использовании редукторов типа РМ
–
= 0,83. Исходя из выбранной частоты вращения
вала электродвигателя по табл. 3.4
определяют тип электродвигателя
мощностью
.
Таблица 3.4
Характеристика электродвигателей (ГОСТ 19523-81Е)
Тип двигателя |
Мощность, кВт, при частоте вращения, об/мин |
Тип двигателя |
Мощность, кВт, при частоте вращения, об/мин |
||||
1500 |
1000 |
750 |
1500 |
1000 |
750 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
4АА56А |
0,12 |
– |
– |
4А112МБ |
– |
4,0 |
3,0 |
4АА56В |
0,18 |
– |
– |
4А132 |
7,5 |
5,5 |
4,0 |
4АА63А |
0,25 |
0,18 |
– |
4А132М |
11,0 |
7,5 |
5,5 |
4АА63В |
0,37 |
0,25 |
– |
4А160 |
15,0 |
11,0 |
7,5 |
4А71А |
0,55 |
0,37 |
– |
4А160М |
18,6 |
15,0 |
11,0 |
4А71В |
0,75 |
0,55 |
0,25 |
4А180 |
22,0 |
– |
– |
4А80А |
1,1 |
0,75 |
0,25 |
4А180М |
30,0 |
18,5 |
15,0 |
4А80В |
1,5 |
1,1 |
0,55 |
4А200М |
37,0 |
22,0 |
18,5 |
4А90А |
2,2 |
1,5 |
0,75 |
4А200 |
45,0 |
30,0 |
22,0 |
4А90В |
– |
– |
1,1 |
4А220М |
55,0 |
37,0 |
30,0 |
4А100А |
3,0 |
2,0 |
– |
4А250 |
75,0 |
45,0 |
37,0 |
4А100В |
4,0 |
2,2 |
1,5 |
4А250М |
90,0 |
55,0 |
45,0 |
Таблица 3.5
Технические характеристики цилиндрических редукторов
Марка редуктора |
Максимально допустимая частота вращения ведущего вала, об/мин |
Исполнение редуктора |
||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
||
Мощность на ведущем валу |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
РМ–250 |
600 750 1000 1250 1500 |
1,0 1,3 1,6 1,9 5,1 |
1,2 1,5 2,1 2,3 2,5 |
1,6 1,9 2,3 2,6 2,7 |
2,5 2,7 3,1 3,5 3,7 |
2,2 3,1 3,5 4,0 4,4 |
3,1 3,5 4,0 4,5 4,8 |
3,7 4,0 4,8 5,3 5,5 |
4,2 4,8 5,4 5,7 6,1 |
4,9 5,4 5,9 6,4 6,7 |
РМ–350 |
600 750 1000 1250 1500 |
2,4 3,0 4,0 4,9 5,8 |
2,9 3,6 4,8 5,8 6,8 |
4,1 5,0 6,5 7,8 9,3 |
5,4 6,5 8,3 9,9 11,3 |
6,0 7,1 9,2 11,2 12,9 |
8,1 9,7 12,1 14,0 15,7 |
9,7 11,4 14,0 15,4 18,2 |
11,3 13,2 15,7 18,1 21,0 |
13,3 15,2 18,6 21,5 23,5 |
РМ–400 |
600 750 1000 1250 1500 |
3,9 4,5 5,0 6,4 7,0 |
5,0 5,7 7,0 8,0 8,6 |
5,5 6,6 7,9 8,7 9,4 |
8,1 9,1 10,6 11,8 13,0 |
9,3 10,4 11,7 13,5 14,7 |
10,4 11,5 13,4 15,2 16,4 |
12,4 13,6 16,2 17,2 18,6 |
14,1 15,6 18,3 19,8 20,5 |
16,6 18,3 19,7 21,5 22,5 |
РМ–500 |
600 750 1000 1250 1500 |
8,1 10,1 12,7 14,7 46,3 |
9,7 12 15,7 18,5 20,0 |
12,9 15,1 18,1 20,5 20,5 |
17,6 21,0 24,5 27,5 32,0 |
19,8 24,0 27,5 31,0 34,5 |
24,5 27,0 31,0 35,0 38,0 |
29,5 32,0 37,5 41,5 43,5 |
33,0 37,0 42,0 44,5 47,5 |
38,0 42,5 46,0 49,5 52,5 |
Продолжение табл. 3.5
Марка редуктора |
Максимально допустимая частота вращения ведущего вала, об/мин |
Исполнение редуктора |
|||||||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
|||||||||
Мощность на ведущем валу |
|||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|||||||
РМ–650 |
600 750 1000 1250 1500 |
17,9 20,5 25,0 28,5 32,0 |
22,5 26,0 31,5 35,5 38,5 |
25,5 29,0 35,5 39,5 42,0 |
36,5 41,0 48,0 53,5 60,0 |
42,0 47,5 56,0 63,5 70,0 |
47,5 53,0 60,0 68,5 74,0 |
57,0 62,0 73,0 80,0 – |
65,0 73,0 83,0 87,5 – |
75,0 83,0 90,0 – – |
|||||||
РМ–750 |
600 750 1000 1250 1500 |
28,0 34,5 44,0 51,0 56,0 |
33,5 41,0 54,0 64,0 69,0 |
44,0 52,0 63,0 70,0 75,0 |
61,0 73,0 85,0 95,0 104,0 |
68,0 83,0 94,0 108,0 118,0 |
84,0 93,0 106,0 120,0 130,0 |
100,0 110,0 130,0 142,0 – |
112,0 128,0 146,0 – – |
131,0 146,0 – – – |
|||||||
РМ–850 |
600 750 1000 1250 1500 |
38,5 47,5 63,0 78,0 90,0 |
46,0 57,0 75,0 91,0 106,0 |
63,0 77,0 100,0 111,0 119,0 |
82,0 101,0 129,0 150,0 162,0 |
94,0 114,0 141,0 171,0 – |
125,.0 151,0 168,0 – – |
150,0 174,0 205,0 – – |
175,0 205,0 – – – |
210,0 230,0 – – – |
|||||||
По табл. 3.5 подбирают типовой редуктор, сообразуясь с частотой вращения выходного вала, мощностью выбранного двигателя и исполнением редуктора.
Выбор марки редуктора производят в следующем порядке. В вертикальном столбце, соответствующем выбранному из табл. 3.3 исполнению редуктора, выбирается типовое значение мощности редуктора, величина которого . Затем проверяют, не превышает ли частота вращения электродвигателя допустимого значения скорости вращения вала выбираемого редуктора (столбец № 2, табл. 3.5).
При превышении допустимого значения выбирается редуктор с характеристиками, указанными в расположенной ниже строке, для которой не превышает допустимого значения.
В отчет вносится марка редуктора и его характеристика (параметры).
4. Определение действительной скорости подъема груза.
В
связи с тем, что значение передаточного
числа редуктора
не совпадает с расчетным значением
,
действительная скорость подъема груза
будет отличаться от заданной. Расчет
производится в следующей последовательности.
Определяется действительная частота вращения барабана:
об/мин. (3.13)
Действительная скорость каната:
м/мин. (3.14)
Действительная скорость подъема груза:
м/мин. (3.15)
5. Выбор и определение основных параметров тормоза.
Наибольший момент, возникающий на тормозном валу подъемного механизма при торможении спускаемого груза, может быть подсчитан без учета динамического момента по формуле
Нм. (3.16)
Расчетный тормозной момент:
Нм, (3.17)
где
– коэффициент запаса тормозного момента,
зависящий от режима работы:
ПВ |
10 |
15 |
25 |
40 |
40 |
|
1,25 |
1,5 |
1,75 |
2,0 |
2,5 |
По расчетному тормозному моменту из табл. 3.6 или 3.7 выбирается тип тормоза, параметры которого заносятся в отчет.
Таблица 3.6
Тормоза с короткоходовым электромагнитом
Тип тормоза |
Тормозной момент, Нм |
Длина рычага, мм |
Ширина колодки Вк, мм |
Диаметр тормозного шкива Dт, мм |
|
L1 |
L2 |
||||
ТКТ-100 |
20 |
100 |
70 |
70 |
100 |
ТКТ-200/100 |
40 |
205 |
135 |
90 |
100 |
ТКТ-200 |
160 |
205 |
135 |
90 |
200 |
ТКТ-300/200 |
240 |
430 |
190 |
140 |
200 |
ТКТ-300 |
500 |
430 |
190 |
140 |
300 |
Таблица 3.7
Тормоза с электрогидротолкателем
Тип тормоза |
Тормозной момент, Нм |
Длина рычага, мм |
Ширина колодки Вк, мм |
Диаметр тормозного шкива Dт, мм |
|
L1 |
L2 |
||||
ТКТГ-200 |
300 |
205 |
135 |
90 |
200 |
ТКТГ-300 |
800 |
330 |
190 |
140 |
300 |
ТКТГ-400 |
1500 |
525 |
250 |
180 |
400 |
ТКТГ-500 |
2500 |
665 |
315 |
200 |
500 |
ТКТГ-600 |
5000 |
800 |
380 |
240 |
600 |
В этой части работы выполняется схема тормоза с короткоходовым электромагнитом или электрогидротолкателем с обозначением основных элементов.