2.1.2. Выбор электродвигателя

1. Статическая мощность электродвигателя

,

где - предварительное значение КПД (для механизма подъёма с цилиндрическим редуктором).

,

По приложению 1 выбираем ПВ=40% и мощности , электродвигатель серии 4MTF. Технические данные двигателей принимаем приложению 4 [1].

4МТF(H)225М6 (Р=37 кВт, р=6, m=420 кг, n=965 об/мин,

l₃₀-l₁=960-140=820 мм, d₁₁₌435 мм.

где ( )- длина двигателя без посадочной части вала, мм.

2. Угловая скорость двигателя

,

2.1.3. Выбор редуктора

1. Расчет редуктора по радиальной консольной нагрузке

,

где – действующая радиальная (консольная) нагрузка. Полагаем, что наибольшее усилие от левой ветви каната, набегающей на барабан, Fa действует на консоль выходного вала редуктора . То же, от правой ветви каната действует на опору справа от барабана;

F_y – допускаемая радиальная консольная нагрузка на выходном валу редуктора по каталогу (приложение 3) [1].

Выберем редуктор Ц2-500.

2. Передаточное число редуктора

,

Определим расчетное передаточное число редуктора, формула (11), и округлим его до номинального значения по каталогу ,(прилож.3) [1].

3. Грузовой момент на барабане

,

где – число полиспастов.

4. Проверка редуктора по грузовому моменту

Условие прочности:

,

где - допускаемый крутящий момент на валу редуктора.

2.1.4. Выбор тормоза

1. Статический момент на входном валу редуктора при торможении

,

где - КПД механизма, который можно принять равным КПД редуктора,

2. Тормозной момент, на который регулируют тормоз

,

где - коэффициент запаса торможения =1.5

Выбираем тормоз ТКГ-300 с тормозным моментом Т_max=300Нм приложение 3 [1], масса 55 кг, L=772 мм.

2.1.5. Компоновка механизма

1. Условие соседства электродвигателя и барабана

,

где – суммарное межосевое расстояние редуктора,

- габаритный размер электродвигателя,

- размер от оси вращения барабана до наружного конца шпильки крепления каната

2. Условие соседства тормоза и барабана

,

где – модуль зубчатого венца; – число зубьев венца по справочнику (приложение 3) [1];

– размер от оси вращения барабана до крайней точки зубчатой ступицы,

– диаметр тормозного шкива;

– размер от оси вращения тормозного шкива до наружной поверхности рычага тормоза.

2.2 Расчет грейфера

Дано. Грузоподъемность ; щебень ; угол внутреннего трения ; коэффициент внутреннего трения ; уголь трения о сталь ; коэффициент трения о сталь ; угол естественного откоса ; начальное сопротивление материала сдвигу ; расчетный размер куска ; коэффициент наполнения и уплотнения материала .

Корректирующие коэффициенты: , , , , , .

1. Масса материала:

2. Объем грейфера:

3. Геометрические размеры при закрытом грейфере:

,

,

,

где - ширина челюсти;

- длина челюсти;

- высота челюсти до шарнира тяги;

- коэффициент ширины челюсти;

- коэффициент длины челюсти;

- коэффициент высоты челюсти.

3.1. Хорда челюсти:

- угол наклона к горизонтали хорды челюсти.

3.2. Условный радиус (высота до центрального шарнира) челюсти:

3.3. Условная высота призмы материала:

3.4 Зазор между верхней точкой пизмы и центром шарнира:

3.5 Полная высота закрытого грейфера:

3.6 Расстояние от центрального шарнира челюстей до верхней кромки головки:

3.7 Длина тяг, связывающих головку грейфера с челюстью:

Углы наклона тяг к вертикали закрытого грейфера в плане ( ) и профиле ( ):

; ;

;

; - конструктивные размеры головки грейфера;

3.8. Радиус поворота (высота) челюсти:

;

где - расстояние от центральной оси грейфера до центра шарнира;

- угол наклона радиуса поворота челюсти закрытого грейфера к вертикали.

3.9. Расстояние между шарнирами (плечо) челюсти:

3.10. Радиус центра тяжести челюсти:

3.11. Толщина ножа челюсти:

3.12. Толщина кромки челюсти:

4. Геометрические размеры при открытом грейфере:

;

;

где ; - координаты центра тяжести челюсти,

; - координаты центра тяжести перегружаемого материала,

- угол между высотой и хордой челюсти у закрытого грейфера,

- угол прямоугольного треугольника, построенного на плече Е, т.е. на прямой, соединяющей оси шарниров челюсти,

- угол между высотой R₀ и плечом Е челюсти,

- угол между хордой М и плечом Е челюсти.

Проверка:

180⁰=180⁰

;

;

.

4.1. При полностью открытом грейфере длина раскрытия:

;

где - полуразмах челюсти.

4.2. Необходимый ход траверсы для полного раскрытия челюстей:

,

.

5. Максимально допустимая по грузоподъемности масса грейфера:

6. Минимально допустимое масса грейфера:

,

где с=1.5- коэффициент жесткости.

7. Оптимальная величина m_гр находится в границах:

m_грmax>m_гр>m_грmin

8. Масса грейфера:

где к_р=0.8 – коэффициент, учитывающий перенос равнодействующей сил сопротивления на режущую кромку челюсти;

к_ф=2 – коэффициент, учитывающий влияние формы челюстей;

- задний угол челюсти в конечный момент зачерпывания;

- коэффициенты, учитывающие соответственно относительные массы головки, нижней траверсы, тяг и челюстей.

где - угол скольжения материала при зачерпывании.

8.1. Кратность полиспаста:

u=6 ;

;

где u_п – силовая кратность замыкающего полиспаста;

- КПД блока с подшипниками качения.

8.2. Удельное сопротивление зачерпыванию:

,

где - расчетное среднее заглубление челюсти;

К_пз =0.3 – коэффициент, учитывающий гранулометрический состав материала.

8.3. Сила сопротивления зачерпывания челюстей:

8.4. Сила сопротивления перемещению материала по челюсти и трения по ней:

где - первоначальное заглубление челюсти;

- действительный угол наклона закрытого грейфера;

- коэффициент, учитывающий степень заглубления и физико-механические зачерпываемого материала.

8.5. Обобщенный параметр:

где - обобщенный коэффициент;

- средний задний угол челюсти;

8.6. Аналитические зависимости:

Т₁=0.295

Т₂=0.3

Т₃=0.1

А₃=0.07

А₄=0.08

А₅=0.15

9. Зачерпывающая способность грейфера по линейной нагрузке на кромке челюсти:

9.1. Наибольшая нагрузка тяги челюстей:

где - усилие на головку грейфера;

- вес зачерпнутого материала.

10. Нагрузка, действующая на нижнюю траверсу грейфера:

11. Вертикальная составляющая реакции в шарнирах челюсти:

12. Горизонтальная составляющая силы сопротивления при зачерпывании:

; ; ;

; ; ;

13. Вертикальная составляющая при зачерпывании:

14. Реакция в шарнире:

15. Общая сила сопротивления: