Заочники ПГС 3 курс ИДПО 2013 / Лаб работы / 8 работа МПГ
.pdf
Федеральное агентство по образованию РФ Тверской государственный технический университет
Кафедра "Строительные и дорожные машины и оборудование"
Лабораторная работа
По дисциплине «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ»
На тему «Расчет основных параметров и выбор типового оборудования для электрореверсивной лебедки»
Выполнил студент группы ………………………
Факультета……………………………
Фамилия И.О. ………………………
Принял ……………………………
Тверь 20___г.
Расчет основных параметров и выбор типового оборудования для электрореверсивной лебедки
Цель работы: изучение конструкций электрореверсивных лебедок; ознакомление с методами расчета и выбора канатов, электродвигателей, редукторов, тормозных устройств и соединительных муфт; получение навыков компоновки оборудования механизма подъема груза.
Конструкции лебедок изучаются по промышленным образцам в лаборатории, стендам, плакатам, моделям и чертежам в атласах конструкций. При необходимости отдельные узлы разбираются с последующей сборкой.
1. Исходные данные
Каждый студент разрабатывает свой вариант, исходные данные для которого определяют по прил. 1. в соответствии с номером задания и заносит их в табл.1.
Таблица 1. Исходные данные
Наименование |
Обозначение |
Ед. изм. |
значение |
Грузоподъемность лебедки |
Qг |
кН |
|
Высота подъема груза |
Нг |
м |
|
Скорость подъема груза |
Vг |
м/мин |
|
Группа режима работы механизма |
- |
- |
|
Схема компоновки лебедки |
- |
- |
|
2.Последовательность выполнения работы
2.1.На схеме лебедки определить кратность и КПД полиспаста, рассчитать максимальное усилие в канате, требуемое разрывное усилие и подобрать канат по ГОСТу
(табл 2)
2.2.Рассчитать диаметр, канатоемкость, рабочую длину и частоту вращения барабана.
2.3.Определить статическую мощность двигателя и по табл.6 выбрать требуемый его типоразмер.
2.4.Определить общее передаточное число механической передачи и по табл. 7 выбрать типоразмер редуктора.
2.5.Определить расчетные крутящие моменты и подобрать соединительные муфты,
(табл. 9).
2.6.Определить требуемый тормозной момент и подобрать тормозное устройство
(табл. 10 и 11).
2.7.Определить фактическую скорость подъема груза и ее расхождение с заданной.
2.8.На схеме компоновки лебедки проставить все параметры подобранного
оборудования.
Рекомендуется предварительно расчеты выполнить в черновике, чтобы убедиться в том, что все они выполнены верно и все условия выполняются.
2
Рис. 1 .Схема компоновки лебедки
3
Рис. 2 .Схема компоновки лебедки
4
Рис. 3 .Схема компоновки лебедки
5
Рис. 4 .Схема компоновки лебедки
6
3.Расчет основных параметров и выбор типового оборудования.
3.1Определение коэффициента полезного действия полиспаста:
h |
|
= |
h |
бл × |
(1-h |
бл |
ап )×h t |
п |
|
|
бл |
||||
|
1-hбл |
||||||
|
|
ап |
|||||
|
|
|
|||||
где hбл - КПД блока на подшипниках качения; hбл =0,98; ап - кратность полиспаста;
t - число отклоняющих блоков (определяют по схеме компоновки лебедки)
aп = m / mб
где m - число ветвей каната, на которые распределяется действие груза Qr;
mб - число ветвей каната, набегающих на барабан (определяют по схеме компоновки лебедки).
aп = ............................................................................................................................
hп = ............................................................................................................................
3.2.Определение максимального усилия в набегающей на барабан ветви каната:
|
S = |
QГ + q , кН. |
|
|
|
max |
aп ×hп |
|
|
|
|
где |
q - вес крюковой подвески, кН; ( q = 0,05×QГ ) |
||
Smax |
= ........................................ |
.................... |
................................................................ |
3.3.Выбор каната.
3.3.1. Определение расчетного разрывного усилия в тяговом канате
|
Sразр = Smax × Z р , кН. |
где |
Zp - минимальное значение коэффициента запаса прочности каната (табл. 2) |
Таблица 2: Численные значения коэффициентов запаса прочности для стальных канатов
Группа режима работы механизма по |
Коэффициент запаса прочности |
ГОСТ 25835-83 |
каната Zp |
1М |
3.15...3,55 |
2М |
4,0 |
ЗМ |
4,5 |
4М |
5,6 |
5М |
7,1 |
6М |
9,0 |
7
Sразр = ............................................................................................................................
Для механизма подъема строительных лебедок принимают обычно стальные канаты двойной свивки типа ЛК-Р (линейное касание проволочек разных диаметров в верхнем слое пряди) конструкции 6x19 (шесть прядей по 19 проволочек в пряди) грузовые, нераскручивающиеся, крестовой свивки.
Канат подбирают согласно ГОСТ 2688-80 (табл. 3) по разрывному усилию в тяговом канате Sразр из условия
Sтаб ³ Sразр
где Sтаб - табличное значение разрывного усилия каната в целом.
Таблица 3: Основные параметры каната двойной свивки типа ЛК-Р, конструкции 6x19 (1+6+6/6) + 1о.с. по ГОСТ 2688-80
Диаметр каната dк, мм |
|
Маркировочная группа, МПа |
|
|||
|
1370 |
|
1570 |
1770 |
|
1960 |
|
Разрывное усилие каната в целом Sтаб , КH |
|||||
8,3 |
|
|
34,8 |
38,15 |
|
41,6 |
9,1 |
|
|
41,55 |
45,45 |
|
49,6 |
9,9 |
|
|
48,85 |
53,45 |
|
58,35 |
11,0 |
|
|
62,85 |
66,8 |
|
75,15 |
12,0 |
|
|
71,75 |
78,55 |
|
85,75 |
13,0 |
71,05 |
|
81,25 |
89,0 |
|
97,0 |
14,0 |
86,7 |
|
98,95 |
108,0 |
|
118,0 |
15,0 |
100,0 |
|
114,5 |
125,5 |
|
137,0 |
16,5 |
121,5 |
|
139,0 |
152,0 |
|
166,0 |
18,0 |
145,0 |
|
168,0 |
181,5 |
|
198,0 |
19,5 |
167,0 |
|
191,0 |
209,0 |
|
228,0 |
21,0 |
194,5 |
|
222,0 |
243,0 |
|
265,5 |
22,5 |
220,0 |
|
251,0 |
275,0 |
|
303,5 |
24,0 |
250,5 |
|
287,0 |
314,0 |
|
343,0 |
25,5 |
284,0 |
|
324,5 |
355,5 |
|
388,5 |
27,0 |
319,0 |
|
365 |
399,5 |
|
346,5 |
28,0 |
346,5 |
|
396,0 |
343,0 |
|
473,5 |
30,5 |
415,5 |
|
475,0 |
520,0 |
|
576,5 |
32,0 |
458,0 |
|
523,5 |
573,0 |
|
625,5 |
33,5 |
502,5 |
|
574,0 |
648,0 |
|
686,0 |
Для правильно подобранного каната фактический коэффициент запаса прочности Zp.0. должен быть равен или больше допускаемого
Z рф = Sтаб ³ Z р
Smax
Z рф = ............................................................................................................................
8
Пример обозначения стального каната диаметром 9,1мм, грузового назначения (-Г-) из проволоки марки 1 (-1-), оцинкованного по группе С (-С-), левой односторонней свивки (- Л-О-), нераскручивающегося, рихтованного (-Р-), нормальной точности, маркировочной группы 1960 Мпа, по ГОСТ 2688-80.
Канат 9.1-Г-1-С-Л-О-Р-1960 ГОСТ 2688-80
В нашем случае: Канат………………………………………………………………………..
3.4.Определение основных размеров грузового барабана
3.4.1. Определение диаметра барабана по дну канавки (для нарезного барабана) или по наружной поверхности (для гладкого барабана)
D = dk × h1 , м,
где h1 - коэффициент, зависящий от группы режима работы механизма (табл. 4)
Таблица 4: Значения коэффициентов диаметра барабана
Группа режима работы механизма по |
Коэффициент диаметра барабана h1 |
ГОСТ 25835-83 |
|
1М |
11,2....14,0 |
2М |
16,0 |
ЗМ |
18,0 |
4М |
20,0 |
5М |
22,4 |
6М |
25,0 |
D = ............................................................................................................................
Полученное значение диаметра барабана следует привести в соответствие с нормальным рядом размеров: 160, 200, 250, 320, 400, 450, 560, 630, 710, 800, 900 и 1000 мм (выбрать ближайшее большее значение).
D = ............................................................................................................................
3.4.2. |
Определение требуемой длины каната: |
|
|
|
Lk = H Г × ап + p × D1 ×(W1 +W2 ) , м |
где |
D1 |
= D + dk - диаметр барабана по центрам каната, м; |
|
W1 |
= 1,5...2 - число неприкосновенных витков каната на барабане; |
|
W2 |
= 3...4- число витков каната, находящихся под узлом крепления каната на |
барабане.
Lk = ............................................................................................................................
3.4.3.Определение рабочей длины барабана:
Lб |
= |
|
|
Lк |
× dk |
, м |
|
p × mн |
× (mн |
× dk + D) ×j |
|||||
|
|
|
|||||
где |
mн = 1...5 - число слоев навивки каната на барабан, |
|
j - коэффициент неплотности навивки: |
9
для гладких барабанов j = 0,9...0,95;; для нарезных барабанов j = 1.
При многослойной навивке каната барабаны изготавливают гладкими, при однослойной навивке - нарезными.
Lб = .............................................................................................................................................
Число слоев навивки назначается так, чтобы соблюдалось условие:
Lб / D = (0,5...3)
Если условие не соблюдается, необходимо изменить число слоев навивки.
Lб / D = ............................................................................................................................
3.4.4. |
Определение расчетного диаметра барабана: |
|
|
|||||||||
|
|
Dрасч |
= D1 + dk |
× (mн -1) |
||||||||
Dрасч = .................................................. |
|
|
.......... |
|
|
.......... |
|
|
.......... |
............................................ |
||
3.4.5. |
Определение частоты вращения барабана: |
|
|
|
|
|||||||
|
|
n = |
VГ × ап |
|
, об/мин |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
б |
p × Dрасч |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
nб |
= .......... |
........................................ |
|
.......... |
|
.......... |
|
|
|
.......... |
|
............................................ |
3.5. Выбор электродвигателя для привода механизма подъема. |
||||||||||||
3.5.1. |
Определение статической мощности двигателя: |
|
|
|||||||||
|
|
Pст |
= |
(QГ + q) ×VГ |
|
|
||||||
|
|
60×h |
п |
×h |
м |
×h |
б |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
QГ - вес поднимаемого груза, кН; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
q |
- |
вес крюковой подвески, кН; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VГ |
- |
скорость подъема груза, м/мин; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
hп |
- |
коэффициент полезного действия полиспаста; |
||||||||||
hм |
- |
коэффициент полезного действия передачи мощности (табл.5); |
||||||||||
hб |
- |
коэффициент полезного действия барабана; hб =0,96 0,98.... |
||||||||||
Таблица 5: Коэффициенты полезного действия механических передач крановых механизмов при номинальной нагрузке
Тип передачи |
КПД при опорах на |
|
|
подшипниках качения |
|
|
|
|
Зубчатые цилиндрические в закрытом корпусе при |
(0,97…0,98) ^ i |
|
наличии i ступеней |
|
|
Червячные передачи при числе заходов червяка Z |
|
|
Z=1 |
0,7... |
0,75 |
Z=2 |
0,75... |
0,82 |
Z=4 |
0,82... |
0,92 |
10