2 Расчет механизма подъема груза

Расчет механизма подъема производим по методике изложенной в [1].

По грузоподъемности (Q=2,5 т.) выбираем двухкратный полиспаст (a= 3) (рисунок 2).

Рисунок 2 – Кинематическая схема механизма подъема

Усилие в канате, набегающем на барабан:

- номинальная грузоподъемность, кг;

- кратность полиспаста;

t – число отклоняющих блоков;

;

Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат:

.

где, − минимальный коэффициент использования каната (по ПРАВИЛАМ, для режима работы 3М−K=5,5)

Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-Р:

• Конструкция 6×19(1 + 6 + 6 /6) +1о.с. по ГОСТ 2688 – 80.

• Маркировочная группа 1862 МПа

• Диаметр каната = 12 мм,

• Разрывное усилие =82000 H.

Канат грузовой (Г), первой марки (I), из проволоки без покрытия (−), правой свивки (−), нераскручивающийся (Н) обозначается:

Канат 12-Г-I-Н-1764 ГОСТ 2688-80.

Фактический коэффициент использования каната:

По грузоподъемности (Q=2.5 т.) выбираем крюковую подвеску:

Принимаем крюк: заготовка №12 типа А ; заготовка крюка 12А ГОСТ6627-74 при режиме работы М3.

Диаметр блока:

где, e − коэффициент выбора диаметра блока (по ПРАВИЛАМ, для режима работы 3М− e=17

Принимаем диаметр блока .

2.1 Расчет барабана

Диаметр барабана:

где, e − коэффициент выбора диаметра барабана (по ПРАВИЛАМ, для режима работы 3М− e=17

Принимаем диаметр барабана .

Число рабочих витков:

Принимаем

Шаг нарезки:

Рисунок 3- Профиль канавок на барабане

Радиус канавки:

Глубина канавки:

Принимаем h= 3 мм

Длина барабана:

Минимальная толщина стенки литого чугунного барабана

2.2 Расчёт крепления каната к барабану

Рисунок 4 – Схема крепления каната к барабану

Натяжение закрепляемого конца каната (рисунок 9):

где, µ – коэффициент трения между канатом и барабаном;

α – угол обхвата барабана запасными витками каната.

Приняв µ=0,14и α=4πдля двух витков, получим:

.

Рисунок 5 – Схема определения силы прижатия планки к барабану

Необходимая сила прижатия болтов (рисунок 5):

где, f– приведенный коэффициент трения между канатом и планкой с учётом её желобчатой формы.

.

Приняв , получим:

.

Тогда сила прижатия составит:

.

Приведенное напряжение в болтовом соединении:

l=d_кан-h₁-h₂=12-1.5-3=7.5 мм

где, d=12 – диаметр болта, мм;

l– расстояние от точки приложения силы до поверхности барабана

Z=2– число болтов (планок);

=210 – допускаемое напряжение на разрыв материала болта, МПа.

Рассчитаем напряжение:

130 МПа

Принимаем болт с d = 12 ммиз стали 35 по ГОСТ 1759.4-87 с, тогда.

Условие выполняется.

2.3 Расчет и выбор электродвигателя

Определим статическую мощность электродвигателя на подъем груза номинальной массы:

где-- скорость подъема груза;

-КПД механизма.

По найденной статической мощности выбираем электродвигатель 4AC100L6У3, мощность двигателя 2,9 кВт, частота вращения 920 мин^-1, момент инерции ротора, масса электродвигателя 42 кг.

Частота вращения барабана:

Передаточное число редуктора:

Выбираем редуктор Ц3У, U=63

Фактическая скорость подъема груза:

Фактическая мощность подъема груза:

Выбор нормализованного редуктора

Т_НЕ=К_нд*Т_max

Т_{НЕ ­­}– эквивалентный момент;

Т_max – максимальный вращающий момент на тихоходном валу редуктора при нормально протекающем технологическом процессе

Число циклов

Н*м

Принимаем

Т_НЕ=0,5*1905=952,5 Н*м

Консольная нагрузка на тихоходный вал:

_Н

Выбираем редуктор Ц3У-160, Т_н=1000 Н*м, F_r=8000 Н