2.2 Стреловой механизм изменения вылета груза

Расчет механизма сопровождается примером.

2.2.1 Проектировочный расчет

2.2.1.1 Исходные данные

Скорость изменения вылета груза V_в = 0,2 м/с

Наибольшее расстояние груза от шарнира стрелы L_max = 22 м

Наименьшее расстояние груза от шарнира стрелы L_min = 10 м

Длина стрелы Lc = 21 м

Масса стрелы Q_c =2 т

Режимная группа механизма 3М

Исходные данные заносим в программу:

Скорость изменения вылета груза, м/с	Vв	0,2
Наибольший вылет груза, м	Lmax	22
Наименьший вылет груза, м	Lmin	10
Длина стрелы, м	Lс	21
Масса стрелы, Т	Qс	2
Вес стрелы, кН	Gс	20
Группа режима работы	М	3

2.2.1.2 Выбор схемы механизма

Для башенного крана можно принять схему полиспастного механизма изменения вылета груза по рис.2.4.

Значения a и m заносим в программу:

Сложность полиспаста	a	1
Кратность полиспаста	m	11

2.2.1.3 Выбор каната

Наибольшее усилие в канате при горизонтальном положении стрелы

,

где c – расстояние от корневого шарнира стрелы до оси стрелового полиспаста при горизонтальном положении стрелы;

η_пол -КПД полиспаста стрелы.

Рисунок 2.4 – Схема стрелового механизма изменения вылета груза с канатным полиспастом

Расчётное разрывное усилие каната

,

где – коэффициент запаса прочности каната, принимается из табл.1.4.

По рассматриваемому примеру: h_пол=0,815; k_з=5.

Значения h_полиk_ззаносим в программу:

КПД полиспаста	пол	0,815
Коэффициент запаса прочности каната	kзап	5

Н;

Н.

Канат выбираем из табл. 1.5.

Выбран канат со следующими характеристиками:

- тип ЛК-Р;

- диаметр каната d_к=11,5мм;

- фактическое разрывное усилие каната 70950Н.

.

В программу занесены: тип каната, диаметр каната, фактическое разрывное усилие каната. Программой вычислены максимальное усилие в канате F_maxи расчетное разрывное усилие:

Максимальное усилие в ветви каната, Н	Fmax	10840.6
Расчетное разрывное усилие каната, Н	Fразррасч	54203
Тип каната	ЛК-Р
Диаметр каната, мм	dк	11,5
Фактическое разрывное усилие каната, Н	Fразркат	70950

2.2.1.4 Выбор диаметров блоков

Диаметр отклоняющих блоков

,

где е – коэффициент, зависящий от режимной группы крана; значение е выбираем из табл.1.6.

По рассматриваемому примеру е = 20, значение занесено в программу:

Коэффициент

е

20

мм;

мм.

Значения диаметров блоков вычислены программой:

Диаметр отклоняющих блоков, мм

Dблоткл

230

Приняты диаметры отклоняющих блоков мм.

2.2.1.5 Расчёт геометрических размеров барабана

Диаметр барабана по дну канавки

.

Диаметр барабана по оси каната

.

Шаг нарезки .

Длина нарезанной части барабана

,

где z_з – число запасных витков, z_з=1,5…2.

Число рабочих витков нарезки на барабане при двухслойной навивке каната

,

где l – изменение длины стрелового полиспаста при подъеме стрелы из горизонтального положения в крайнее верхнее, определяется геометрическим построением стреловой системы крана.

Длина барабана

.

Для рассматриваемого примера:

l =5,4 м.

Изменение длины полиспаста, м

l

5,4

мм;

мм.

Принят диаметр барабана по оси канатамм.

;

мм, принято t =15мм;

, принято z _з= 2.

В программе:

Число запасных витков нарезки

zз

2

.

В программе:

Диаметр барабана по дну канавки, мм	Dб0	230
Диаметр барабана по оси каната, мм	Dб	300
Число рабочих витков нарезки	zраб	63
Шаг нарезки, мм	t	15
Длина нарезки, мм	lнар	975
Расстояние между нарезками барабана, мм	lо	62
Общая длина барабана, мм	Lб	1 095
Отношение длины барабана к диаметру	Lб/Dб	3,65

2.2.1.6 Выбор двигателя

Наименьшее усилие в канате

,

где с₁ - расстояние от оси подъемного каната до корневого шарнира стрелы при наименьшем вылете;

с₂ - расстояние от оси стрелового полиспаста до корневого шарнира стрелы при наименьшем вылете.

Значения с₁ и с₂ определяются графическим путем по рис.2.5.

Среднее значение усилия в канате полиспаста стрелы при изменении вылета груза от наибольшего значения до наименьшего

.

Рисунок 2.5 – Верхнее положение стрелы

Средняя статическая мощность, развиваемая в механизме при одном подъеме стрелы,

,

где η_м - КПД механизма изменения вылета груза;

k_e - коэффициент размерности величин.

Требуемая номинальная мощность двигателя

.

Параметры и геометрические размеры двигателей некоторых типов приведены в табл. 1.7, 1.8

Для рассматриваемого примера в программе:

Расстояние от подъемного каната, м	С 1	18
Расстояние от полиспаста стрелы, м	С 2	18
КПД механизма изменения вылета	η	0,85
Кратность полиспаста	m	11

.

Программой вычислены следующие параметры двигателя:

Статическая мощность, кВт	Рст	0,61
Требуемая номинальная мощность, кВт	Р д.нтреб	0,61

Выбираем двигатель со следующими характеристиками:

- тип МТF 011-6;

- номинальная мощность Р_д.н.=2 кВт;

- ПВ% 15%;

- частота вращения вала n_д=800 об/мин;

- момент инерции ротора I_я=0,0212 кг·м²;

- диаметр вала двигателя d₁=51 мм.

Выбранные параметры двигателя заносим в программу:

Выбранный двигатель
Тип	МТF 011-6
Номинальная мощность, кВт	Р д.н	2
ПВ%	ПВ%	15
Частота вращения вала, мин-1	nд	800
Номинальный момент, Н·м	Тд.н	39.2
Момент инерции ротора, кг.м2	Iя	0,0212
Диаметр вала двигателя, мм	d1	51