1. Расчет разрывного усилия в канате
,
(3.1)
где Smax – максимальное натяжение каната, кг;
nk – коэффициент запаса прочности каната
в зависимости от режима работы механизма
(табл. 1).
,
(3.2)
где Q – грузоподъемность крана, кг;
q = 0,01Q – вес крюковой подвески, кг;
- кратность
полиспаста в зависимости
от грузоподъемности крана (рис. 2);
- КПД полиспаста
в зависимости от
его кратности (рис. 2).
По разрывному усилию выбирается марка и диаметр каната dк, мм (табл. 2).
2. Расчет диаметров блоков и барабана
,
(3.3)
где
-диаметр
каната, мм;
к – коэффициент жесткости каната в зависимости
от режима работы механизма (табл.1).
Полученный размер округляем до кратного 10.
3. Расчет длины барабана
,
(3.4)
где Z – количество витков каната на барабане, шт.;
t = 1,1∙dк – шаг витков каната, мм.
,
(3.5)
где Lk – длина каната в зависимости от кратности
полиспаста α и высоты подъема груза Н, м.
,
(3.6)
Dб – длина барабана, м.
4. Расчет частоты вращения вала барабана
,
(3.7)
где Vk
= Vг∙
- скорость навивки каната на барабан,
м/мин.;
Vг – скорость подъема груза, м/мин.;
- кратность полиспаста;
Dб – диаметр барабана, м.
5. Расчет мощности эл/двигателя лебедки
,
(3.8)
где Q – грузоподъемность крана, кг;
q = 0,01 Q – вес крюковой подвески, кг;
VГ – скорость подъема груза, м/мин.
=0,8 – общий КПД лебедки.
По расчетному значению мощности выбирается эл/двигатель в зависимости от ПВ % (табл. 3).
6. Расчет передаточного отношения редуктора
,
(3.9)
где
- частота вращения вала эл/двигателя,
об/мин.;
-
частота вращения вала барабана, об/мин.
По передаточному отношению редуктора iР, мощности эл/двигателя Nд и диаметру вала эл/двигателя dэ/д выбирается стандартный цилиндрический двухступенчатый редуктор типа Ц2У (табл. 4)
7. Расчет крутящих моментов на валах э/двигателя и барабана
,
(3.10)
,
(3.11)
где NД – мощность э/двигателя, кВт;
- мощность на валу барабана, кВт;
=0,8
– общий КПД лебедки;
nд – частота вращения вала двигателя, об/мин.;
nб – частота вращения валов барабанов, об/мин.
По крутящим моментам и конструктивным размерам валов dэ/д и dр выбираются муфты (табл. 5).
8. Расчет тормозного момента на 1-ом быстроходном валу редуктора
,
(3.12)
где М1 – номинальный тормозной момент на 1-ом
валу редуктора, кг ·м;
,
(3.13)
Q – грузоподъемность крана, кг;
q = 0,01Q – вес крюковой подвески, кг;
Dб – диаметр барабана, м;
- кратность полиспаста;
i Р – передаточное отношение редуктора;
= 0,8 – общий КПД лебедки;
nT – коэффициент запаса торможения (табл. 1).
По тормозному моменту МТ выбирается тормоз (табл. 6).
9. Оформление отчета
Отчет должен содержать следующие разделы:
Исходные данные для расчета по заданному варианту, включая рисунки и схемы.
Расчеты всех параметров лебедки по пунктам 1-8.
Сводная таблица результатов расчета.
Сводная таблица результатов расчета
|
№ варианта |
Q, Т |
dк, мм |
Серия эл. Двигателя |
Типоразмер Редуктора |
Типоразмер муфт |
Типо-размер тормоза |
Dш , мм | |
|
быстро- ходный вал |
тихо- ходный вал | |||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
Nд= |
Np= |
D= | ||||||
|
dэ/д = |
dp= | |||||||
Таблица 1. Режимы работы механизма
|
Режим работы механизма (РР) |
Л |
С |
Т |
|
Продолжительность включений механизма ПВ% |
15 |
25 |
40 |
|
Коэффициент запаса прочности каната nк |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
|
Коэффициент жесткости каната, к |
20 |
25 |
30 |
|
Коэффициент запаса торможения, nT |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
Таблица 2. Стальные проволочные канаты марки
ЛК-Р-6х19+1 о.с.(ГОСТ 3070-74)
|
Диаметр каната
dк, мм |
Разрывное усилие каната | ||||
|
Предел прочности проволок при растяжении [σ]р, кг/мм2 | |||||
|
140 |
160 |
180 |
200 |
220 | |
|
3,3 |
- |
- |
553 |
615 |
676 |
|
3,6 |
- |
- |
669 |
744 |
818 |
|
3,9 |
- |
- |
795 |
884 |
969 |
|
4,2 |
- |
- |
930 |
1035 |
1135 |
|
4,5 |
- |
- |
1075 |
1195 |
1285 |
|
4,8 |
- |
- |
1240 |
1375 |
1475 |
|
5,5 |
- |
1415 |
1590 |
1720 |
1860 |
|
5,8 |
- |
1585 |
1785 |
1925 |
2080 |
|
6,5 |
- |
1970 |
2220 |
2400 |
2595 |
|
8,1 |
- |
3075 |
3370 |
3675 |
- |
|
9,7 |
- |
4420 |
4840 |
5280 |
- |
|
13,0 |
6860 |
7845 |
8560 |
9340 |
- |
|
14,5 |
8670 |
9900 |
10800 |
11800 |
- |
|
16,0 |
10700 |
12200 |
13400 |
14600 |
- |
|
17,5 |
12900 |
14750 |
16150 |
17650 |
- |
|
19,5 |
15450 |
17650 |
19350 |
21100 |
- |
|
21,0 |
18100 |
20700 |
22700 |
24750 |
- |
|
22,5 |
21000 |
24000 |
26300 |
28700 |
- |
|
24,0 |
24100 |
27550 |
30200 |
32900 |
- |
|
25,5 |
27450 |
31350 |
34300 |
37450 |
- |
|
27,0 |
30950 |
35400 |
38750 |
42250 |
- |
Таблица 3. Электродвигатели крановые 3-х фазные
асинхронные с фазным ротором серии
MTF (ГОСТ 185-70)
|
Серия эл. двигателя |
Мощность на валу NД, кВт при ПВ % |
Частота вращения вала nд,об/мин |
Диаметр цапфы выходного вала dэ/д , мм | ||
|
15 |
25 |
40 | |||
|
MTF 011 |
2,0 |
1,7 |
1,4 |
800 |
28 |
|
850 | |||||
|
885 | |||||
|
MTF 012 |
3,1 |
2,1 |
2,2 |
785 |
28 |
|
840 | |||||
|
890 | |||||
|
MTF 111 |
4,5 |
4,1 |
3,5 |
850 |
35 |
|
870 | |||||
|
895 | |||||
|
MTF 112 |
6,5 |
5,8 |
5,0 |
895 |
35 |
|
915 | |||||
|
930 | |||||
|
MTF 211 |
10,5 |
9,0 |
7,5 |
895 |
40 |
|
915 | |||||
|
930 | |||||
|
MTF 311 |
14,0 |
13,0 |
11,0 |
925 |
50 |
|
935 | |||||
|
945 | |||||
|
MTF 312 |
19,5 |
17,5 |
15,0 |
945 |
50 |
|
950 | |||||
|
955 | |||||
|
MTF 411 |
30,0 |
27,0 |
22,0 |
945 |
65 |
|
955 | |||||
|
965 | |||||
|
MTF 412 |
40,0 |
36,0 |
30,0 |
960 |
65 |
|
965 | |||||
|
970 | |||||
Таблица 4. Редукторы цилиндрические двухступенчатые
типа Ц2У (ГОСТ 20758-75)
|
Типоразмер
|
Передаточное отношение i
|
Номинальный крутящий момент на тихоходном валу МТ, кг∙м |
Диаметр цапфы быстроходного вала
dр , мм |
|
Ц2У – 100 |
8; 10; 12,5; 16 |
25 |
20 |
|
Ц2У – 125 |
8; 10; 12,5; 16 |
50 |
20 |
|
Ц2У – 160 |
18; 20; 22,4; 25 |
100 |
25 |
|
Ц2У – 200 |
28; 31,5; 35,5; 40 |
200 |
30 |
|
Ц2У – 250 |
28; 31,5; 35,5; 40 |
400 |
40 |
Таблица 5. Муфты универсальные фланцевые
втулочно-пальцевые типа МУВП
(ГОСТ 21424-75)
|
Типоразмер |
Диаметры посадочных отверстий d, мм |
Номинальный передающий крутящий момент М, кг∙м |
|
МУВП–1 |
10, 11, 12, 14 |
0,63 |
|
МУВП-2 |
16, 18 |
1,6 |
|
МУВП-3 |
16, 18, 20, 22 |
3,15 |
|
МУВП-4 |
20, 22 |
6,3 |
|
МУВП-5 |
25, 28 |
12,5 |
|
МУВП-6 |
32, 36, 40, 45 |
25,0 |
|
МУВП-7 |
40, 45, 50, 56 |
50,0 |
|
МУВП-8 |
50, 56, 63 |
100,0 |
|
МУВП-9 |
63, 71, 80, 90 |
200,0 |
|
МУВП-10 |
80, 90, 100, 110 |
400,0 |
Таблица 6. Тормоза колодочные с
электромагнитными толкателями
переменного тока типа ТКТ
(ГОСТ 17412-72)
|
Типоразмер |
Тормозной момент MT, кг∙м при ПВ% |
Диаметр тормозного шкива Dш, мм | ||
|
15 |
25 |
40 | ||
|
ТКТ-100 |
2,0 |
2,0 |
1,1 |
100 |
|
ТКТ-200/100 |
4,0 |
4,0 |
2,2 |
200 |
|
ТКТ-200 |
16,0 |
16,0 |
8,0 |
200 |
|
ТКТ-300/200 |
24,0 |
24,0 |
12,0 |
300 |
|
ТКТ-300 |
50,0 |
50,0 |
17,0 |
300 |
|
ТКТ-400 |
110,0 |
110,0 |
30,0 |
400 |
|
ТКТ-500 |
200,0 |
200,0 |
50,0 |
500 |
Список литературы
Бакшеев В.Н. Методические указания по теме №3 «Изучение устройства и общий расчет грузовой лебедки стрелового крана». - Тюмень, ТюмГАСУ, 2009. – 25 с.
Бакшеев В.Н. «Строительные машины».Учебник
для строительных вузов. – Тюмень: Издательство
«Вектор Бук», 2003. - 360 с.
3. Фильм. Авторемесло.
Таблица 7
Исходные данные для расчетов по вариантам
-
№ варианта
Q, т
V, м/мин
Н,м
Режим работы
1
6,3
26
33
Т
2
10
15
20
Л
3
20
18
25
С
4
6,3
25
19
Т
5
3,2
20
30
Л
6
5
15
28
С
7
6,3
10
16
Л
8
3,2
20
30
С
9
5
22
25
Т
10
6,3
15
20
Л
11
10
17
15
С
12
20
15
16
Л
13
3,2
14
18
С
14
5
10
12
Л
15
6,3
10
12
Л
16
10
8
10
Л
17
3,2
20
40
Т
18
5
18
30
С
19
6,3
15
20
Л
20
10
12
12
Л
21
20
10
8
Т
22
3,2
10
10
Л
23
5
8
10
С
24
6,3
10
12
Л
25
10
8
8
Л
26
20
8
6
Л
27
10
10
8
С
28
6,3
10
8
Т
29
3,2
12
10
С
30
5
10
10
Л
Федеральное агентство по науке и образованию Российской Федерации
Кафедра МиАС
Лабораторно-практическая работа по теме №3 :