- •Федеральное агентство железнодорожного транспорта
- •1. Значение грузоподъемных машин
- •2. Классификация и краткое описание
- •3. Стандартизация грузоподъемных машин
- •5. Механизмы грузоподъемных машин. Их конструкция и расчет
- •5.1. Привод крановых механизмов
- •5.2. Грузоподъемные механизмы
- •5.3. Грузозахватные устройства
- •5.4. Полиспасты
- •5.5. Расчет грузоподъемного механизма
- •5.5.1. Последовательность расчета
- •5.5.2 Выбор и расчёт полиспаста
- •5.5.3. Выбор грузового каната
- •5.5.4. Выбор крюковой подвески
- •5.5.5. Определение основных размеров грузового барабана
- •5.5.6. Расчет крепления каната к барабану
- •5.5.7. Расчет толщины стенки барабана
- •5.5.8. Выбор крановых механизмов
- •5.5.9. Выбор электродвигателя
- •5.5.10. Выбор передачи
- •5.5.11 Выбор соединительных муфт
- •5.5.12 Выбор тормоза
- •5.5.13. Динамические расчеты грузоподъемного механизма
- •5.5.13.1. Проверка электродвигателя на время его разгона
- •5.5.13.2. Определение коэффициента пусковой перегрузки электродвигателя
- •5.5.13.3 Проверка времени торможения механизма
- •5.6. Крановые механизмы передвижения
- •5.7. Крановые поворотные механизмы
- •6. Устойчивость свободно стоящих кранов.
- •3.2 Содержание и оформление пояснительной записки
- •3.3 Требования к выполнению чертежей
- •Использованная литература
- •Содержание
5.5.6. Расчет крепления каната к барабану
Надежное крепление каната к барабану обеспечивается клиновыми зажимами или прижимными планками. Чаще применяют прижимные планки, крепление (рис. 5.12) с помощью которых происходит за счет сил трения между планкой, канатом и барабаном. По правилам Росгортехнадзора полагается ставить не менее двух одноболтовых планок, смещенных одна относительно другой по окружности барабана на 60°.
Puc.5.12 .Схема крепления каната:
1 - барабан, 2 - прижимная планка, 3 - болт
Конец каната закладывается в крайнюю канавку нарезки петлей так, что основная часть каната переводится через частично вырубленный промежуточный выступ нарезки сразу в третью канавку. Петля каната накрывается сверху планкой, которая прижимается к барабану крепежным болтом. Отверстие с резьбой высверливается во второй от края канавке.
Расчет узла крепления каната к барабану проводится при максимальных нагрузках. Они возникают, когда канат почти полностью свит с барабана, т.е. перед самым касанием поднятым номинальным грузом основания. В этом случае канат нагружает узел крепления усилием
,
где - максимальное натяжение каната;
- основание натурального логарифма;
- коэффициент трения между канатом и барабаном;
- угол обхвата барабана неприкосновенными витками Zнепр (см.5.5.5) в радианах. Канат будет надёжно удерживаться планками, если его прижать к барабану усилием
где -коэффициент сопротивления вырыву каната из под планок.
Болты, прижимающие планки к барабану испытывают напряжения от растяжения и в меньшей степени от изгиба, вызываемого силами трения. Действующие в болтах растягивающие напряжения равны.
,
где Z – число болтов
- внутренний диаметр болта
R=1,25 – коэффициент запаса, учитывающий изгибные нагрузки .
Завершающей задачей расчёта узла крепления является определение диаметра болтов
,
где усилие прижатия планок Р в Н
- допускаемое напряжение в болтах , которое зависит от материала . Для болтов, изготовленных из стали марки Ст3 принимают мПа. Выполнив эти расчеты, полезно учесть и практические рекомендации. Обычно на эксплуатируемых кранах применяют стандартные болты М12 для крепления каната диаметром до 12,5 мм, М16 – до 15 мм, М20 до 17,5 мм. Поэтому если расчётный диаметр болтов получился излишне большим, допускается увеличение числа болтов доZ=4, заменив одноболтовые планки двухболтовыми, и за счёт этого уменьшить диаметр болтов.
5.5.7. Расчет толщины стенки барабана
Стенки барабана при работе испытывают напряжения от сжатия, изгиба и кручения. Однако, в барабанах, длина которых не превышает трех диаметров, напряжения от изгиба и кручения незначительны по величине и составляют только 10-15 % от напряжения сжатия. Поэтому основным расчетом стенки барабана является расчет на сжатие.
Если барабан литой, то минимальную толщину его стенки предварительно рассчитывают по эмпирической формуле из технологических возможностей отливки:
мм для чугунного барабана,
мм для стального барабана.
В формулы диаметр барабана Дб подставлять в мм.
Затем проверяют уровень действующих напряжений при сжатии стенки огибающим её канатом с шагом навивки t
;
где Sб в Н
Расчётное напряжение должно быть меньше или равно допускаемому для материала из которого изготовлен барабан. Если условие не выполнено, то толщину стенки барабана увеличивают.
Таблица 5.5
Допускаемые напряжения , мПа (Н/мм2)
Материал |
Группы режимов работы механизма | |||||
1М |
2М |
3М |
4М |
5М |
6М | |
ВМ Ст 3 сп |
200 |
170 |
150 |
130 |
120 |
110 |
35Л |
230 |
210 |
170 |
150 |
130 |
120 |
55Л |
260 |
230 |
200 |
180 |
160 |
140 |
СЧ15 |
110 |
100 |
90 |
- |
- |
- |
СЧ18 |
130 |
115 |
100 |
90 |
- |
- |
СЧ24 |
170 |
150 |
130 |
115 |
- |
- |