1 Расчет механизма подъема груза

1.1 Исходные данные

Спроектировать тележку мостового электрического двухбалочного крана для работы в механосборочном цехе по следующим данным: грузоподъемность Q =15 т, максимальная высота подъема Н =15 м, скорость подъема груза v_гр= 0,15 м/с, скорость передвижения тележки v_т = 0,5 м/с, режим работы – 4М, относительная продолжительность включения электрооборудования ПВ = 25 %, срок службы крана – 6 лет, род тока и напряжение – переменный, 380 В.

1.2 Выбор кинематической схемы механизма

Так как скорость подъема небольшая, передаточное число механизма будет большим. Принимаем за основу кинематическую схему, изображенную на рисунке 1.1 [1], в которой двигатель соединен с редуктором при помощи зубчатой муфты с промежуточным валом. Преимущества такого компонования – компактность, блочность и передача крутящего момента непосредственно с редуктора на барабан минуя ось барабана. Выбираем схему полиспаста (рисунок 1.2 в [1]). Уравнительный балансир и уравнительный блок в данной схеме не используются (кинематическую схему механизма подъема груза и схему полиспаста – зарисовываем).

1.3 Выбор крюковой подвески

По нормали ПО «Сибтяжмаш» выбираем крюковую подвеску типоразмера 3-16-406 (рисунок А.1.1, в; таблица А.1.1), имеющую следующие параметры: Q_П =16 т; режим работы – средний; Z_бл = 3; D = 406 мм; В₁ = 192 мм; В₂ = 16 мм; В₃ = 63 мм; В₄ = 92 мм; В =190 мм; Н₁ = 260 мм; Н₂ = 430 мм; Н = 1115 мм; d₁ = 140 мм; d₃ = 90 мм; d_К = 14…17 мм; m_п = 223 кг.

Начертим в масштабе упрощенный габаритный чертеж («габаритку») крюковой подвески (рисунок 1.3 [1]).

1.4 Уточнение схемы полиспаста и определение его кратности

Число блоков выбранной крюковой подвески соответствует числу блоков на кинематической схеме, поэтому схема запасовки канатов в полиспасте сохраняется. Его передаточное число (кратность) равно 3.

1.5 Выбор каната

Максимальное статическое усилие в канате определяется :

Н,

где G – вес номинального груза и крюковой подвески, Н; m_гр – масса груза, кг; m_п – масса крюковой подвески, кг; g – ускорение свободного падения, м/с²; Z_к.б – число ветвей каната, навиваемых на барабан; u_п – кратность полиспаста, определяемая как отношение числа ветвей каната, на которых подвешен груз, к числу ветвей, идущих на барабан (или равная числу подвижных блоков); η_п – КПД полиспаста (таблица 1.2 [1]).

Выбираем тип каната ЛК-Р6×19(1+6+6/6)+1о.с. ГОСТ 2688–80 (рисунок А.2.1), имеющий линейное касание проволок и разные диаметры проволок в верхнем слое пряди. Диаметр каната d_к выбирается по соотношению:

Н,

где S_разр – разрывное усилие каната в целом (таблицы А.2.1 и А.2.2), Н; k_зап – коэффициент запаса прочности каната (для режима работы 4М k_зап = 5,5).

Из таблицы А.2.1 выбираем типоразмер каната.

Канат 16.5-Г-В-С-О-Н-1666-ГОСТ 2688-80 имеет параметры:

S_разр = 147500 Н; d_к = 16,5 мм; F_К = 104,61 мм²;

назначение каната – грузовой;

марка проволоки – высшая;

расчетный предел прочности проволок на разрыв – 1666 МПа;

вид покрытия проволоки – оцинкованная для среднеагрессивных условий работы;

сочетание направлений свивки элементов – одностороннее;

способ свивки каната – нераскручивающийся;

направление свивки каната: для одной половины полиспаста – правое, для другой – левое.

Проверим перегиб каната на блоках подвески по условию:

,

где D_бл – диаметр блока, измеряемый по средней линии навитого каната, мм; е – коэффициент, зависящий от типа машины (для режима работы 4М мостовых кранов е =25).

При этом диаметр блока по средней линии каната определяется

мм, а мм,

где D – диаметр блока, измеряемый по дну канавки (рисунок А.1.1 и А.1.2, таблица А.1.1).

Следовательно, условие проверки выполняется. Оставляем выбранный канат – Канат 16,5-Г-В-С-О-Н-1666-ГОСТ 2688-80.