5.5. Расчет грузоподъемного механизма

5.5.1. Последовательность расчета

Расчёт кранового грузоподъемного механизма выполняют в следующей последовательности:

- выбирают исходя из заданной грузоподъемности подходящий для проектируемого типа крана полиспаст и составляют кинематическую схему механизма;

- определяют усилие в канате, подбирают канат и стандартную крюковую обойму;

- рассчитывают диаметр и длину грузового барабана, проверяют прочность его элементов;

- определяют мощность и типоразмер приводного электродвигателя, выполняют его динамические расчеты;

- определяют передаточное число редуктора, выбирают сам редуктор;

- рассчитывают тормозной момент, подбирают тормоз и соединительные муфты.

5.5.2 Выбор и расчёт полиспаста

Исходными для расчета являются указанные в задании на курсовой проект тип грузоподъемного крана, его грузоподъемность, максимальная высота подъема груза, скорость подъема груза и группа режима работы механизма.

Кинематическую схему грузоподъемного механизма составляют на основании рекомендаций раздела 5.2. После этого подбирают тип полиспаста. Сдвоенные полиспасты применяют в двухбалочных мостовых и козловых кранах, у которых грузоподъемный механизм установлен на грузовой тележке, а грузовой канат от крюковой подвески сразу наматывается на барабан, минуя направляющие блоки. Одинарные же полиспасты используют на однобалочных мостовых и козловых кранах грузоподъемностью до10 т, оборудованных электрической талью, а также на стреловых настенных или на колонне, на большей части башенных, на стреловых самоходных кранах.

Важнейшей характеристикой полиспаста является его кратность. Чем больше заданная грузоподъемность крана Q, тем выше должна быть кратность полиспаста а (табл. 5.1). Кроме грузоподъемности на выбор кратности полиспаста могут оказать влияние высота и скорость подъема груза.

Если задана большая высота подъема груза, то кратность полиспаста приходится ограничивать с тем, чтобы длина грузового каната и, соответственно, барабана остались бы в допустимых пределах. От скорости подъема груза, в свою очередь, зависит передаточное отношение механизма и без ее учета возможны проблемы с подбором стандартного редуктора.

Таблица 5.1

Рекомендуемые значения кратности полиспаста

Характер навивки каната на барабан	Тип поли- спаста	Грузоподъёмность крана Q, т
		до 1,0	2-6	10-15	20-30	40-50	100-125	более 160
Непосредственно (мостовые и козловые краны)	Сдвоен- ный	1	1-2	3	3	5	6	8
	Одинар- ный	1-2	2	4	5	-	-	-
Через направляющие блоки (башенные и другие стреловые краны)	Одинар- ный	1-2	2	3-4	5	7-8	9-10	10-12
	Сдвоен- ный	-	1-2	3	-	-	-	-

Но все таки основными критериями выбора полиспаста яв­ляются грузоподъемность Q (табл. 5.1) и максимальное усилие S_б, которое будет действовать при подъеме груза в набегающем на барабан канате (табл. 5.2). Рекомендуемые в таблицах значения кратности полиспаста и усилия не являются обязательными, поэтому их следует воспринимать как ориентировочные.

Подобрав полиспаст, следует начертить его схему в развернутом виде, подобную изображенным на рис.5.7, и затем приступить к расчету усилия в канате S_б.

Таблица 5.2

Грузоподъёмность крана, Q т	Рекомендуемые значения усилия , кН
	5-10
2-6	10-30
10-15	30-50
20-40	40-70
	80-100

Для одинарного полиспаста максимальное значение усилия S_б определяют по формуле

,

где - вес поднимаемого груза, включая грузозахватное устройство, кН;

- масса груза вместе с грузозахватным устройством, т;

- ускорение свободного падения, м/с²;

- КПД канатных блоков, равный при подшипниках скольжения 0,97 и при подшипниках качения 0,98.

При наличии в схеме направляющих блоков

,

где - число направляющих блоков.

Когда груз поднимают сдвоенным или счетверенным полиспастом, то формула принимает следующий вид

,

где т - число полиспастов.

Если расчетное значение S_б не превышает рекомендуемую для заданной грузоподъемности величину (табл.5.2), то полиспаст выбран правильно.