5. Расчет узла крепления каната к барабану

В данном случае используем крепление каната двухвинтовую накладку с трапецеидальной канавкой.

Натяжение каната в месте крепления на барабане (Н):

, где

F_б – натяжение ветви каната;

коэффициент трения между канатом и барабаном 0,1…0,16, примем0,1; угол обхвата барабана запасными витками каната3π…4π (рад), примем 4π, т.к. z₁=2;

При креплении конца каната на барабане накладкой сила, растягивающая один болт:

, где

z – число болтов в накладке, z =2; угол обхвата барабана витком крепления каната (рад), ;приведенный коэффициент трения между канатом и канавой накладки с трапецеидальным сечением канавки:

,где

угол наклона боковой грани канавки (град).

Изгибающая сила, действующая на болт (Н):

Суммарное напряжение в каждом болте (Па):

, где

допускаемое напряжение на растяжение материала болта (Па), ;

коэффициент запаса надежности крепления каната, ;

1,3 – коэффициент напряжения кручению.

Принимаем ВИНТ М20

–внутренний диаметр резьбы болта (м), ;

расстояние от головки винта до барабана (м):

;

Выберем материал винта – сталь 45Л

По табл. 6.10 и 6.12 ([2], с. 115) – предельное напряжение.

Прочность болта достаточна, условие выполняется.

4. Расчет и выбор электродвигателя

Статическая мощность при подъеме максимального груза определяется по формуле

где – номинальная грузоподъемность,кг.; -ускорение свободного падения, ;– скорость подъем груза, м/с;- КПД механизма подъема:

,где – КПД редуктора, по табл. 5.1 [1], для двухступенчатого редуктора на подшипниках качения;

–КПД муфты, для упругих компенсирующих муфт;

–КПД полиспаста;

–КПД барабана, табл. 1.18 [1], для стальных канатов, на подшипниках качения.

Выбираем крановый электродвигатель MTF 412–8 с фазовым ротором 50Гц, 220/380 500В для тяжёлого режима работы (ПВ=15%):

= 30 кВт – мощность на валу;

n = 705 об/мин – частота вращения;

Т_max = 900 Н∙м – максимальный пусковой момент двигателя;

J_p = 0,75 кг∙м² – момент инерции ротора;

m = 345 кг – масса двигателя.

4. Выбор редуктора

6.1 Общее передаточное число механизма

Выбираем редуктор по эквивалентной мощности и передаточному числу, которое определяется по формуле

где – расчетное передаточное число;- частота вращения двигателя,;- частота вращения барабана,

Частота вращения барабана определяется по формуле

где - скорость подъема груза, м/с;- кратность полиспаста;– диаметр барабана, м

6.2 Расчётная мощность редуктора

Р_р = К_р∙Р_ст.

К_р – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора

для приводов механизма подъёма крана К_р = 1 (стр.40)

Р_р = 1∙30 = 30 кВт

По таблице III.4.2 [2] выбираем:

Редуктор цилиндрический двухступенчатый крановый типоразмера Ц2-500:

; ;кВт;

Отклонение передаточного числа редуктора от расчётного:

Фактическая скорость груза:

где n^ф_б – фактическая скорость барабана

где U_ф – передаточное число редуктора = 41,34

4. Расчет и выбор тормоза

Выбор тормоза:

Т_т. ≥ К_т.∙Т^т_ст.

где:

Т_т. – осевое усилие, создающее тормозной момент

К_т. – коэффициент запаса торможения, при тяжёлом режиме работы К_т.=2

Т^т._ст.– статический момент при торможении

тогда:

Т_т. = 2∙326,3=652.576 Н∙м

По таблице III.5.11 выбираем:

выбираем тормоз по таблице III.5.13 типа ТКГ-300 , имеющий следующие характеристики:

наибольший тормозной момент,

диаметр тормозного шкива,

ширина колодки,

˚ угол обхвата.

Выбранный тормоз необходимо отрегулировать на тормозной момент