0118 / Kisilev_i_dr_MU_Kursovoy_proekt_GPM

Тот же канат левой крестовой свивки имеет обозначение: Канат 21-Г-В-Л-НР-1568 (160) ГОСТ 2688-80

Для кранов большой грузоподъемности с большой длиной канатов, диаметр каната определяется по разрывному усилию с учетом массы подъемного средства (каната) методом последовательного приближения. Вначале задается тип и диаметр каната на основе аналогов. Затем

оределяется масса подъемного средства (каната) mс , т, путем умножения длины каната на его погонную массу

mпс mкпlк ,

где mкп - погонная масса каната, т/п.м;

lк – длина каната, м, измеряемая от точки подвеса, определяется по схеме крана с учетом его геометрических размеров и кратности полиспаста.

Далее определяются расчетное и разрывное усилие каната и уточняется диаметр предварительно выбранного каната, после чего

уточняется вторично масса каната mпс и его диаметр.

2.5 Определение диметров блоков и барабана

Диаметры блоков и барабана определяются в зависимости от диаметра каната, типа грузоподъёмной машины и режима её работы.

Диаметр барабана Dб, мм по дну канавки:

Dб>dk(h1-1),

где h1 - коэффициент, зависящий от типа грузоподъёмной машины и режима её работы /24/, h1 = 11,2…25,0

Диаметр блока

Dбл dk(h2-1),

где h2=12,5…28,0 (M1…M8) /24/

Диаметр уравнительного блока

Dбл. у dk h3 1 ,

где h3=11,2...18 /24/

Диаметр барабана и блоков округляют в большую сторону до предпочтительного числа. Диаметр барабана уточняют после выбора электродвигателя и редуктора с целью обеспечения требуемой скорости подъема груза и рациональной компоновки механизма.

21

2.6Выбор подвески крюка и грейфера

2.6.1Выбор подвески крюка

Конструкция блочной подвески зависит от типа и кратности полиспаста. При отсутствии полиспаста может использоваться вертлюжная подвеска (на одной ветви каната), а также траверсная или одноблочная (подвеска на двух и более ветвях каната), при этом, чтобы избежать вращения подвески вокруг вертикальной оси, нужно предусмотреть канаты различной свивки (правой и левой).

Грузовой крюк подбирается по действующему ГОСТу с учетом грузоподъёмности и режима работы. Нестандартные детали подвески необходимо рассчитать (траверсу, ось блоков и др.). /12/

В ступицу блока устанавливаются два радиальных подшипника, которые рассчитываются на динамическую грузоподъёмность. Под гайку крюка устанавливается упорный подшипник, который подбирается по диаметру прямолинейной (не нарезной) части крюка и проверяется на статическую грузоподъёмность (Со 1,25 Q).

2.6.2 Выбор грейфера

Для грейферных кранов, эксплуатируемых в портах (Q=5, 10 и 16 т.), грейфер подбирается по справочным данным или из каталога по грузоподъёмности крана и виду груза. При этом масса гружёного грейфера не должна превышать грузоподъёмность крана нетто, т.е.

mгр + mмат mн ,

где mгр – масса грейфера, т;

mмат – масса материала (груза), т; mн - грузоподъемность нетто.

Расчётное значение массы груза mмат , т, определяется по формуле

mмат =V kv,

где V – геометрическая вместимость грейфера (при угле наклона поверхности груза =300), м3;

- насыпная плотность груза, т/м3 (приложение Л);

kv – коэффициент наполнения и уплотнения; kv=1,0…1,3 (приложение

Л).

Кроме указанных параметров (mн, V , mгр, mмат, ), необходимо отметить:

кратность замыкающего полиспаста iзп; ход замыкающего каната lзк;

размах челюстей;

22

габаритные размеры открытого и закрытого грейфера; диаметр замыкающего грейферного каната.

Если грузоподъёмность крана отличается от вышеуказанных значений (Q=6,3; 8,0; 12,5; 20; 25; 32 т.), то основные параметры грейфера (V, mгр) определяются расчетом.

Требуемая вместимость грейфера V, м3, вычисляется по формуле:

mн mгр ,

V= kv

где mгр – масса грейфера, т, определяемая по формуле

mгр=k mн,

где k – коэффициент, зависящий от свойств груза,

k= 0,36…0,5 (приложение М).

2.7Определение статической мощности

электродвигателя

Статическая мощность электродвигателя механизма подъёма крюкового крана Nст при установившемся равномерном движении, кВт, определяется по формуле

а статическая мощность электродвигателя грейферного крана (с двумя лебедками)

Nст 1,19,81mн п , Zэ

где Q - грузоподъемность нетто, миди, или брутто в зависимости от типа и назначения крана (Q=mн , Q=mм или Q=mб), т;

mн – грузоподъемность нетто (масса грейфера с номинальным грузом), т;

n– скорость подъёма груза, м/с;

1,1 – коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки между лебёдками;

Z э – количество электродвигателей;

- кпд подъёмного устройства.

n нб б р ,

23

где n, нб, б, р - кпд соответственно полиспаста, направляющих блоков, барабана, редуктора.

КПД полиспаста (/7/ или /31/, табл. У. 2.17, с.271).

где i – кратность полиспаста;

- кпд канатного блока, =0,98 (блок на подшипниках качения)

(/7/, или /31/ с.271);

нб 1 2 3 ,

где 1, 2, 3 – кпд направляющих канатных блоков.

б – 0,94…0,96

р – 0,96

2.8 Выбор электродвигателя, проверка на перегрузочную способность и время разгона

2.8.1 Предварительный выбор электродвигателя по статистической мощности с учетом относительной продолжительности включения.

Электродвигатель типа МТF (крановый) или МТН (металлургический) с фазным ротором предварительно выбирается из каталога (/30/, табл. П. 1.13, с.245 или /2/, /15/) по расчётной мощности

где ПВр – расчётное значение относительной продолжительности включения электродвигателя (определяется из циклограммы) или принимается приближенно ПВр=25…80 %: для портального грейферного крана ПВр=80 %, перегрузочного крюкового – ПВр=40 %, монтажного – ПВр=25 % ;

ПВк – каталожное значение относительной продолжительности

включения.

Номинальная мощность электродвигателя Nн , кВт (каталожное значение). Nн Nрас – для крюковых кранов, для грейферных кранов предварительный выбор электродвигателей можно определять из условия Nн >0,9Nрас , учитывая, что при уточнении мощности электродвигателя по среднеквадратичному моменту, определяемому по циклограмме, мощность электродвигателя может быть снижена более чем на 10%.

24

2.8.2 Проверка электродвигателя на перегрузочную способность

Электродвигатель механизма подъёма проверяется на перегрузочную способность в соответствии с условием /25/:

Mc max 0,8Mд max ,

где Mc max – максимальное значение момента сопротивления на валу электродвигателя, H м ;

Mд max – максимальный крутящий момент электродвигателя (по каталогу), H м ;

0,8 – коэффициент, учитывающий снижение момента электродвигателя при уменьшении напряжения питающей сети на 10%.

Максимальное значение момента сопротивления на валу электродвигателя Мс max в H м , определяется по фомуле /7,8/

Mc max = Mст+ Mдин ,

где Mст – статический момент при подъёме груза, H м ; Мдин – динамический момент, H м

Статический момент Mст на валу электродвигателя, H м

где Q – грузоподъемность (нетто, миди или брутто в зависимости от типа крана), т;

Rб – радиус барабана, м; Rб =0,5Dб;

Uоб – общее передаточное число механизма (см. п. 2.9.); nд – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

где Iр и Iм – соответственно моменты инерции ротора двигателя и

соединительной муфты, кг м2 (/30/, табл. П.1.11; табл. П.1.13, с.245; /31/,

табл. У.2.41. с.308).

Проверку электродвигателя механизма подъема на перегрузочную способность можно выполнять приближенно с учетом динамического коэффициента Кдин , принимаемого по рекомендациям ПО «Подъемтрансмаш» (завода ПТО им. Кирова) для грейферных кранов Кдин =1,5…1,6, для крюковых перегрузочных кранов Кдин =1,4…1,5, для монтажных кранов Кдин =1,2…1,3

где - кратность среднего пускового момента двигателя,

= 1,5…1,6 (/30/, табл. У1.2.5, с. 396);

МН – номинальный крутящий момент на валу двигателя, Н м :

N н

Мн = 9550 n д ,

где Nн – номинальная мощность двигателя, кВт.

Время разгона tp для механизмов подъёма должно быть 1…2 с. 2.8.4 Окончательный выбор электродвигателя

Окончательный выбор электродвигателя, схемы и аппаратуры управления осуществляется с учетом теории электропривода, изучаемой студентами в составе дисциплины «Электрооборудования ПТМ».

26

При этом потребная мощность электродвигателя уточняется по эквивалентному моменту, действующему на валу электродвигателя /36/, определяемому на основе типовой циклограммы работы крана, что целесообразно прежде всего для грейферных кранов.

N M э н ,

где Мэ – эквивалентный момент на валу электродвигателя от действия весовых (статических) и динамических нагрузок, Н м ;

н - угловая скорость вращения вала электродвигателя, 1/с.

Расчетная мощность Nрас , кВт, определяется с учетом расчетной (фактической) продолжительности включения, принимаемой по построенной типовой циклограмме работы крана

Номинальная мощность выбранного электродвигателя Nн Nрас . Кроме того, выполняется проверка предварительно выбранного

электродвигателя на допустимый нагрев (его тепловую способность), после чего принимается решение об окончательном его выборе.

2.9Определение общего передаточного числа механизма

ивыбор редуктора

Общее передаточное число механизма

nд

Uоб = nб ,

где nд – частота вращения вала электродвигателя, об/мин, принимается из каталога;

nб. – частота вращения барабана, об/мин, определяется по формуле

где n – скорость подъёма груза, м/с;

Dб, dk – диаметр барабана и каната, м. Для грейферного крана i=1

Типоразмер редуктора выбирается по передаточному числу, статистической мощности, частоте вращения входного (быстроходного) вала и режиму работы.

Рекомендуется применять цилиндрические горизонтальные двухступенчатые крановые редукторы типа Ц2. Типоразмеры, нагрузочные

Типоразмер кранового редуктора определяется по величине вращающего момента Мт на тихоходном валу с учётом номинального передаточного числа редуктора (Up), режима работы, частоты вращения быстроходного вала nБ (/31/, табл. У.1.43, с.218).

Вращающий (крутящий) момент на тихоходном валу Мт , кН м

Мт = МБUр р ,

где Uр – передаточное число редуктора: Uр Uоб (с погрешностью не более 5 %);

МБ – вращающий момент на быстроходном валу редуктора, при установившемся движении Н м

МБ 9550 Nст

nд

Типоразмер редуктора можно также определять по величине подводимой мощности Nст с учетом частоты вращения быстроходного вала nБ и режима работы /17/.

Консольная нагрузка на тихоходный вал редуктора не должна превышать наибольшую (/31/, табл. У.1.44, с. 219), т.е.

Fk Fk max ,

где Fk – консольная нагрузка на тихоходный вал, кН; Ориентировочно Fk S, а более точно определяется расчётом.

Тихоходный вал редуктора принимается с зубчатым венцом

(исполнение «3») /31/, табл. У.1.48, с.221).

Кроме двухступенчатых крановых редукторов типа Ц2 (UP = 10…50) можно принимать цилиндрические трёхступенчатые редукторы типа ЦЗУ с передаточным числом UP = 45…200 (/35/, табл. П.5.9, с.236).

Характеристики редукторов приведены в ряде других работ /4, 23/. Например. Редуктор Ц2-650-20-11-3 расшифровывается так:

редуктор цилиндрический двухступенчатый;

межцентровое расстояние aw = 650 мм (зависит от величины подводимой мощности);

передаточное число Up = 20;

схема сборки 11 (валы расположены по одну сторону редуктора);

тихоходный вал выполнен в виде зубчатого венца.

2.10 Уточнение диаметра барабана и выбор схемы компоновки механизма

Если передаточное число редуктора отличается от общего передаточного числа больше чем на 5 %, то следует изменить диаметр

28

барабана таким образом, чтобы расхождение находилось в указанных пределах. Численное значение диаметра барабана должно соответствовать ряду R40 или R80 предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-84). После этого окончательно определяется скорость подъёма груза и мощность электродвигателя.

В зависимости от величины диаметра барабана Dб , ширины

электродвигателя B и межосевого расстояния редуктора aw , валы

редуктора (быстроходный и тихоходный) могут находиться с одной стороны или по разные стороны редуктора.

разные стороны редуктора (схема сборки 12 или 21) (/31/, рис.У.1.6, с.216). Крановые редукторы типа Ц2 имеют девять схем сборок (/31/, с. 216)

2.11Определение длины барабана и толщины его стенки

2.11.1Определение длины барабана

Барабаны применяются с винтовой канавкой и однослойной навивкой каната. Рабочее число витков зависит от диапазона подъёма груза, кратности полиспаста, диаметра барабана и каната. Шаг нарезки выбирается в зависимости от диаметра каната /7, 31/.

Длина барабана определяется в зависимости от вида нарезки. При одинарной нарезке (рисунок 2.7, а) длина барабана L, мм

L Lн 2a ,

где Lн – длина нарезной части барабана, мм;

a - длина ненарезного участка, мм: a (1,5…2,0)t,

где t – шаг нарезки, мм; ориентировочно t dk+(2…5) мм, а более точно принимается из табл. У.2.13 (/31/, с.262)

При двойной нарезке (правой и левой) (рисунок 2.7, б) длина барабана L, мм

L 2Lн 2a b ,

где b – расстояние между нарезками, b = 50…200 мм. Длина нарезной части Lн, мм

LH (Z p Z3 Zk )t,

где Zp – рабочее число витков;

Z3 – число запасных витков: Z3 = 1,5…2,0 /24/;

29