1. Расчет и выбор каната

Максимальное усилие каната определяется по формуле

где – грузоподъемность,кг; - ускорение свободного падения; – число ветвей, на которых весит крюковая подвеска;

Qп – масса крюковой подвески (т):

КПД полиспаста:

Где – КПД блока с подшипниками качения.

Канат выбирается по расчетному разрывному усилию, которое определяется по формуле

где - коэффициент запаса прочности каната для тяжелого режима.

Окончательно выбираем канат по табл. III.1.1. [1]:

Канат двойной свивки ЛК-Р 6х19(1+6+6/6)+1 о.с. ГОСТ 2688-80

разрывное усилие: ,

диаметр: мм.

Согласно табл. 2.4 ([1], с. 56) по ГОСТ 2688–80 канат обозначается: стальной канат диаметром 18 мм, грузовой (Г), изготовленного из материала марки 1, с правой свивкой прядей, крестовой свивкой элементов каната, из проволок маркировочной группы 1568 Мпа:

КАНАТ – 18 – Г – 1 – 1568 ГОСТ 2688–80.

2. Выбор крюка по грузоподъемности и режиму работы

По номинальной грузоподъёмности Q = 10 т и весьма тяжёлому режиму работы выбираем по ГОСТ 6627-74 [2] крюк однорогий тип А №17.

Параметры крюка:

S=90 мм; b=75 мм; h=115 мм; d0=70 мм; d=80 мм; М64; L=415 мм; l=165 мм; l1=90 мм

Для стандартных крюков расчёт на прочность не производят.

Статическая грузоподъемность определяется по формуле

где =1,2 – динамический коэффициент;– грузоподъемность крана,кг

Для крюков применяются однорядные шариковые упорные подшипники по ГОСТ 7872-90.

Окончательно по рекомендации выбираем подшипники:

№ 8215;

3. Выбор крюковой подвески

Диаметр блока подвески:

где - диаметр каната,мм.; – коэффициент выбора диаметров для блока и режима работы М5.

Окончательно принимаем[1]

По рекомендациям [2] крюковую подвеску выбираем по ОСТ 24-191-08-81:

Подвеска 2-10-500-У

Параметры подвески:

Подшипник № 8214,

,,, С=65000 Н

Произведём проверку подшипника.

Каждый блок устанавливается на двух шариковых радиальных подшипниках. Максимальная нагрузка на один подшипник определяется по формуле

где - число блоков, установленных на траверсе;=1,2 – динамический коэффициент;- коэффициент вращения, при вращении наружного кольца.

Расчетная динамическая грузоподъемность подшипника будет равна

Где - требуемая долговечность подшипника,мин/об. В свою очередь:

где - частота вращения блока,;- долговечность подшипника. Частота вращения блоков определяется по формуле

где - скорость подъема груза,м/мин; - кратность полиспаста;- диаметр блока,м.

Подшипник № 8214 с С=65000 Н удовлетворяет требованиям, потому посчитаем, что и всё остальное подобрано верно.

4 Расчет барабана

1. Определение диаметра барабана

Диаметр барабана:

где - диаметр каната,мм.; – коэффициент выбора диаметров для блока и режима работы М5.

Диаметр барабана принимается также как диаметр блоков 500 мм.

2. Выбор параметров винтовой нарезки

По табл. 2.8 ([1], с. 60) выбираем размеры профиля канавок барабана при диаметре каната d_к = 18 мм:

t – шаг витка, t = 20 мм;

h – глубина канавки, h = 5,5 мм;

r – радиус канавки, r = 10 мм;

D – диаметр барабана по средней линии навивки;

D_б – диаметр барабана по дну канавки (мм):

D_б = D – d_к ;

D_б = 500 – 18 = 482 мм.

3. Определение длины барабана

Длина барабана при использовании сдвоенного полиспаста определяется по следующей формуле

Участок для закрепления конца каната:

Участок для неприкосновенных витков трения, которые уменьшают нагрузку на элементы крепления каната:

Концевая часть барабана, мм;

Участок для навивки рабочей ветви каната, мм;

Средний гладкий участок барабана, разделяющий левую и правую нагрузки, примем равную расстоянию между блоками в крюковой подвеске:

Длина барабана:

4.4 Определение толщины стенки и расчет прочности барабана

Т.к. барабан из стали и литой, то толщину стенки барабана:

δ = 0,01D_б + 3 = 0,01∙500 + 3 = 8 мм, но т.к. δ ≥ 12 мм, то принимаем толщину стенки барабана δ = 12 мм.

Материал барабана по табл. 5.2 ([2], с. 75):

Принимаем в качестве материала барабана Сталь 35Л: σ_Т = 280 МПа,

L_б /D_б = 1070 /500 = 2,014 < 3 - т.е. при проверке барабана на прочность учитываем только напряжение сжатия (МПа):

, где

напряжение сжатия в стенке барабана (МПа); допустимое напряжение сжатия (МПа); А – коэффициент, учитывающий влияние второго и последующей навивки.

, где

предельное напряжение (МПа); коэффициент запаса прочности

= 1,5-2,0 – для стали, примем = 2

Условие выполняется.