- •Оглавление
- •Раздел I. Грузоподъемные машины 4
- •Глава 1. Исходные данные для расчетов грузоподъемных машин 4
- •Глава 2. Расчеты механизмов грузоподъемных машин 52
- •Глава 3. Примеры расчетов механизмов грузоподъемных машин 81
- •Предисловие
- •Раздел I. Грузоподъемные машины Глава 1. Исходные данные для расчетов грузоподъемных машин
- •1.1. Параметры и режимы работы грузоподъемных кранов
- •1.2. Основные положения расчета грузоподъемных кранов
- •1.3. Ветровая и снеговая нагрузки
- •1.4. Статические сопротивления механизмов кранов
- •1.5. Сопротивления в механизмах грузоподъемных машин в периоды неустановившегося движения
- •1.6. Ручной привод грузоподъемных машин
- •1.7. Выбор, проверка и обозначение электродвигателей
- •1.8. Выбор и обозначение редукторов
- •1.9. Выбор и обозначение соединительных муфт
- •1.10. Выбор и расчеты стопорящих и тормозных устройств [2]
- •Глава 2. Расчеты механизмов грузоподъемных машин
- •2.1. Расчет механизма подъема груза
- •2.2. Расчет механизма передвижения
- •2.3. Расчет механизма изменения вылета
- •2.4. Расчет механизма поворота
- •Глава 3. Примеры расчетов механизмов грузоподъемных машин
- •3.1. Пример расчета механизма подъема груза
- •3.2. Пример расчета механизма передвижения
- •3.3. Пример расчета механизма изменения вылета стрелы
- •3.4. Пример расчета механизма поворота
Глава 2. Расчеты механизмов грузоподъемных машин
2.1. Расчет механизма подъема груза
Общий расчет механизма подъема груза включает выбор крюка с подвеской, полиспаста, двигателя, редуктора, муфт, тормоза; выбор и расчет каната, расчет барабана и крепления концов каната.
Простейшие грузоподъемные механизмы (домкраты, ручные лебедки, тали) выбираются непосредственно по их основным параметрам.
В табл. III.6 приводятся сведения об электрических талях. В ГОСТ 22584—77 установлена следующая структурная схема условного обозначения электроталей:
где 1—сокращенное название изделия; 2 — грузоподъемность (первая цифра — целое число тонн, последующие — десятые и сотые доли тонны, запятая опускается); 3 — исполнение (5-е исполнение — продольное расположение подъемного механизма относительно пути; механизм передвижения с шарнирной приводной и шарнирной неприводной тележками; 9-е исполнение — продольное расположение подъемного механизма относительно пути; две четырехкатковые шарнирные приводные тележки и др.); 4 — условное обозначение высоты подъема (для исполнений 5 и 9 высота подъема 6, 9, 12 м условно обозначается соответственно 1; 2; 3); 5 — условное обозначение числа скоростей механизма подъема (1 —для односкоростных талей); 6 — скорость передвижения, м/мин; 7 — дополнительные данные (00 — без них: 01—тали с двигателями серии 4А).
Например, таль электрическая грузоподъемностью 0,5 т, исполнения 5, при высоте подъема 6 м, с односкоростным механизмом подъема обозначается:
Таль электрическая ТЭ050-51120—00 ГОСТ 22584—77.
Излагаемая в настоящем параграфе методика расчетов канатов и барабанов механизмов подъема относится и к расчетам этих деталей других механизмов грузоподъемных машин.
Усилие (Н) в канате, набегающем на барабан при подъеме груза,
Fб = , |
(2.1) |
где Q — номинальная грузоподъемность крана, кг; z — число полиспастов в системе (рис. 2.1); ип — кратность полиспаста; 0— общий КПД полиспаста и обводных блоков:
0 = поб, |
(2.2) |
п — КПД полиспаста; об — КПД обводных блоков.
Коэффициент полезного действия полиспаста, предназначенного для выигрыша в силе (концевая ветвь сбегает с подвижного блока):
п = , |
(2.3) |
где бл — КПД одного блока (табл. 2.1).
Рис. 2.1. Схемы полиспастов:
а, б, в — одиночные для выигрыша в силе, г — сдвоенный для выигрыша в силе;
д — для выигрыша в пути и скорости
Табл. 2.1. Коэффициент полезного действия блоков
Тип подшипника |
Условия работы |
бл |
|
|
|
|
|
|
|
Скольжения |
Плохая смазка, высокая температура |
0,94 |
0,884 |
0,83 |
0,782 |
0,74 |
6,69 |
0,65 |
0,61 |
|
Нормальная смазка |
0,96 |
0,922 |
0,885 |
0,85 |
0,815 |
0,785 |
0,75 |
0,72 |
Качения |
Плохая смазка, высокая температура |
0,97 |
0,941 |
0,913 |
0,886 |
0,86 |
0,835 |
0,81 |
0,785 |
|
Нормальная смазка |
0,98 |
0,96 |
0,942 |
0,922 |
0,905 |
0,885 |
0,87 |
0,85 |
Табл. 2.2. Рекомендуемая кратность полиспастов
Сдвоенный полиспаст |
Простой полиспаст |
||
грузоподъемность, т |
кратность одного полиспаста |
грузоподъемность, т |
кратность одного полиспаста |
До 8 |
2 |
До 1 |
1...2 |
10...16 |
2…3 |
1,25...6,3 |
2...3 |
20...32 |
3…4 |
8...16 |
3...4 |
40...50 |
4…5 |
20...32 |
5...6 |
Табл. 2.3. Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности стальных канатов k по правилам Госгортехнадзора
Назначение канатов |
Привод механизма |
Режим работы |
k |
Грузовые и стреловые |
Ручной |
|
4,0 |
|
Машинный |
Легкий |
5,0 |
|
|
Средний |
5,5 |
|
|
Тяжелый |
6,0 |
|
|
Весьма тяжелый |
6,0 |
Канаты лебедок, предназначенные для изменения вылета стрелы без груза |
|
|
4,0 |
Коэффициент полезного действия полиспаста для выигрыша в пути и скорости (концевая ветвь сбегает с подвижного блока)
п =ипбл , |
(2.4) |
Коэффициент полезного действия обводных блоков
об = , |
(2.5) |
где z — число обводных блоков.
Кратность полиспастов механизмов подъема груза выбирают в зависимости от типа полиспаста и грузоподъемности механизма (табл. 2.2).
Расчет стальных канатов на прочность производится согласно правилам Госгортехнадзора. Расчетное разрывное усилие каната (Н)
F Fкk, |
(2.6) |
где Fк — наибольшее натяжение в канате (без учета динамических нагрузок), Н; k — коэффициент запаса прочности (табл. 2.3). Признаки стальных канатов приводятся в табл. 2.4. Кроме того, канаты различаются по диаметру каната, по маркировочной группе (для подъемно-транспортных машин 1372, 1470, 1568, 1666, 1764, 1862, 1960, 2156, 2254, 2352 МПа), по количеству проволок в прядях и количеству прядей в канате, по материалу сердечника (пеньковый, асбестовый, стальной) и др.
Установлена следующая структурная схема условного обозначения стальных канатов:
где 1 — название изделия; 2 — диаметр каната, мм; 3 — обозначение назначения каната (ГЛ, Г); 4—обозначение марки (механических свойств) проволок (В, I, II); 5 — обозначение вида покрытия поверхности проволок (—, ОЖ, Ж, С); 6 — обозначение направления свивки прядей (—, Л); 7 — обозначение сочетания направлений свивки элементов каната (—, О, К); 8 — обозначение способа свивки каната (Н, Р); 9 — маркировочная группа, МПа; 10 — обозначение стандарта на выбранный тип каната.
Если отсутствует обозначение какого-нибудь признака каната согласно табл. 2.4, то в записи характеристики каната условное обозначение этого признака опускается.
Пример обозначения характеристики стального каната диаметром 11,5 мм, грузового, изготовляемого из материала марки I со светлой поверхностью проволок, с правой свивкой прядей, крестовой свивкой элементов каната, нераскручивающегося, из проволок маркировочной группы 1568 МПа, по ГОСТ 3077—80:
Канат 11,5—Г—I—H—1568 ГОСТ 3077—80.
В этой записи опущены как не имеющие обозначения указания на то, что поверхность проволок светлая, свивка прядей правая, сочетание свивки проволок в прядях крестовое. Это и означает, что канат заказывается из светлой проволоки, правой крестовой свивки.
Табл. 2.4. Обозначение признаков стальных канатов
Признаки, по которым подразделяются канаты |
Обозначение |
Назначение: |
|
грузолюдские |
ГЛ |
грузовые |
Г |
Механические свойства проволок: |
|
высшей марки |
В |
первой марки |
I |
второй марки (с согласия потребителя) |
II |
Вид покрытия поверхности проволок: |
|
из проволоки без покрытия |
— |
из оцинкованной проволоки для особо жестких агрессивных условий работы |
ОЖ |
из оцинкованной проволоки для жестких агрессивных условий работы |
Ж |
из оцинкованной проволоки для средних агрессивных условий работы |
С |
Направление свивки прядей: |
|
правая |
— |
левая |
Л |
Сочетание направлений свивки элементов каната: |
|
крестовая |
— |
односторонняя |
О |
комбинированная |
К |
нераскручивающиеся |
Н |
раскручивающиеся |
Р |
Род свивки: |
|
с точечным касанием проволок одинакового диаметра |
ТК |
с линейным касанием проволок одинаковэго диаметра в отдельных слоях пряди |
ЛК-О |
с линейным касанием проволок разных диаметров в верхнем слое пряди |
ЛК-Р |
с линейным касанием проволок разного и одинакового диаметра по отдельным слоям пряди |
ЛК-РО |
с линейным касанием и заполняющими проволоками меньшего диаметра между двумя слоями проволок |
ЛК-З |
с точечным и линейным касанием проволок в пряди |
ТЛК |
Кратность свивки: |
|
одинарная (спиральная) |
— |
двойная (тросовая) |
— |
тройная (кабельная) |
— |
Рекомендуемые для грузоподъемных машин стальные канаты даны в табл. 2.5. Сведения об этих канатах приводятся в табл. III.1.1...III.1.7.
В грузоподъемных машинах с ручным приводом применяются также грузовые сварные и пластинчатые цепи (табл. III.1.8... III.1.10).
Сварные цепи (ГОСТ 2319—70) по точности изготовления подразделяются па пекалиброванные и калиброванные. Последние имеют более жесткие допуски по шагу и ширине звена, что позволяет использовать их для работы со звездочками и барабанами, имеющими гнезда для лучшего контакта со звеньями цепи (применяются при скоростях на барабане не более 1 м/с и на звездочке не более 0,1 м/с).
Условное обозначение сварных круглозвенных грузовых и тяговых цепей содержит наименование изделия («Цепь»), указание калиброванная (СК) или некалиброванная (СН), калибр (диаметр цепной стали) цепи (d, мм), шаг звена (t, мм) и обозначение стандарта.
Табл. 2.5. Канаты, рекомендуемые для грузоподъемных машин [33]
ГОСТ |
Диаметр каната, мм |
||
для кранов |
для лифтов |
для талей |
|
2688—80 |
8,3…42 |
— |
4,1...1,5 |
3069—80 |
— |
— |
3,7...5,9 |
3077—80 |
— |
11,5...25,4 |
— |
3079—80 |
35…62 |
— |
— |
7665—80 |
8,1…45 |
11,5...25,5 |
8,1...16 |
7668—80 |
18…46,5 |
— |
— |
7670—60 |
8,3…34 |
— |
— |
Например, сварная цепь калиброванная, d =16 мм, t = 44 мм обозначается:
Цепь СК 16 44 ГОСТ 2319—70.
Основные параметры круглозвенных цепей приводятся в табл. III.1.8.
Пластинчатые цепи в сравнении со сварными более надежны в работе и обладают большей гибкостью. Существенным недостатком их является невозможность нагружения усилием, действующим под углом к плоскости вращения звеньев цепи. Кроме того шарниры цепи плохо работают в пыльной среде. Применяются при скоростях не более 0,25 м/с.
Грузовые пластинчатые цепи по ГОСТ 191—75 изготовляются четырех типов (рис. к табл. Ш.1.9): 1 - с расклепкой валиков; 2 - с расклепкой валиков с шайбами; 3 - со шплинтами; 4 - со шплинтами и гладкими валиками.
Цепи всех типов бывают двух исполнений: 1 — без концевых пластин; 2 — с концевыми пластинами.
Условное обозначение грузовых пластинчатых цепей по ГОСТ 1У1—75 содержит наименование изделия («Цепь») обозначение типа цепи, шаг цепи (мм), обозначение исполнения и стандарта Например, пластинчатая грузовая цепь типа 2 с шагом 50 мм исполнения I обозначается:
Цепь 2—50—1 ГОСТ 191—75.
Основные параметры грузовых пластинчатых цепей по ГОСТ 191—75 приводятся в табл. Ш.1.9.
Грузовые пластинчатые цепи с закрытыми валиками (ГОСТ 23540-79) изготовляются четырех типов: 1 — с сочетанием 2 + 2; 2 — с сочетанием 4 + 4; 3 — с сочетанием 6 + 6; 4 — с сочетанием 8 + 8.
Цифры в сочетаниях указывают количество пластин па валике Условное обозначение грузовой пластинчатой цепи с закрытыми валиками по ГОСТ 23540-79 содержит наименование изделия («Цепь») букву П (пластинчатая), шаг (мм), разрушающую нагрузку (кН), цифровое обозначение типа, указание о наличии концевых пластин на отрезке: односторонние (1), двусторонние (2) без концевых пластин (не указывается) и обозначение стандарта. Например, цепь грузовая пластинчатая с закрытыми валиками с шагом 15,875 мм, с разрушающей нагрузкой 50 кН, типа 2, без концевых пластин обозначается:
Цепь П — 15,875—50—2 ГОСТ 23540—79.
Основные параметры грузовых пластинчатых цепей по ГОСТ 23540—79 приводятся в табл. III.1.10.
Расчет грузовых сварных и пластинчатых цепей производится аналогично расчету стальных канатов [см. (2.6)]. Наименьший допускаемый коэффициент k запаса прочности для этих цепей приведен в табл. 2.6.
Табл. 2.6. Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности сварных и грузовых пластинчатых цепей k
Назначение цепи |
k при приводе |
|
ручном |
машинном |
|
Грузовая, работающая на гладком барабане |
4 |
6 |
Грузовая калиброванная, работающая на звездочке |
4 |
8 |
Для стропов |
5 |
5 |
Табл. 2.7. Наименьшие допускаемые значения коэффициента е по правилам Госгортехнадзора
Тип грузоподъемной машины |
Тип привода механизма |
Режим работы механизма |
е |
Грузоподъемные машины всех типов |
Ручной |
— |
18 |
за исключением стреловых кранов, |
Машинный |
Легкий |
20 |
лектроталей и лебедок |
|
Средний |
25 |
|
|
Тяжелый |
30 |
|
|
Весьма тяжелый |
35 |
Краны стреловые |
Ручной |
— |
16 |
|
Машинный |
Легкий |
16 |
|
|
Средний |
18 |
|
|
Тяжелый |
20 |
|
|
Весьма тяжелый |
25 |
Электрические тали |
— |
— |
20 |
Грейферные лебедки: |
|
|
|
машин, указанных в п. 1 данной |
— |
— |
30 |
таблицы |
|
|
|
стреловых кранов |
— |
— |
20 |
Лебедки для подъема грузов |
Ручной |
— |
12 |
|
Машинный |
|
20 |
Допускаемый диаметр блока или барабана для сварных цепей принимается:
при ручном приводе Dб 20d; при машинном приводе Dб 30d, |
(2.7) (2.8) |
где d — калибр цепи.
Число зубьев звездочек принимают не менее: для сварных цепей — 5; для пластинчатых — 8.
Допускаемый диаметр блока и барабана по средней линии навитого стального каната
D dе |
(2.9) |
где d — диаметр каната; е — коэффициент, зависящий от типа машины, привода механизма и режима работы механизма (табл. 2.7).
Допускается принимать диаметры: барабанов 0,85D; уравнительных блоков всех грузоподъемных машин, кроме электроталей и стреловых кранов, 0,8D; уравнительных блоков электроталей и стреловых самоходных кранов 0,6 D.
Длина каната, навиваемого на барабан с одного полиспаста,
LK = Hип+D (z1+z2), |
(2.10) |
где Н — высота подъема груза; ип — кратность полиспаста; D — диаметр барабана
|
по средней линии навитого каната; z1 — число запасных (неиспользуемых) витков на барабане до места крепления: z1= 1,5...2; z2 — число витков каната, находящихся под зажимным устройством на барабане: z2 =3...4. Рабочая длина барабана для каната, свиваемого с одного полиспаста,
Lб = , (2.11) |
Рис. 2 2. Профиль канавок на барабане |
где LK — длина каната, навиваемого на барабан; t — шаг витка (рис. 2.2 и табл. 2.8); т — число слоев навивки; d — диаметр каната (табл. 2.8); D — диаметр барабана по средней линии навитого каната; — коэффициент неплотности навивки; для гладких барабанов = 0,9...0,95, для нарезных барабанов = l,0.
При навивке каната в несколько слоев барабан делается гладким, в один слой - нарезным.
Наибольший угол отклонения набегающего на барабан каната от плоскости, проходящей через блок, с которого канат сбегает (рис. 2.2), принимается: для гладких барабанов г=2°; для нарезных барабанов н=6°.
Минимальное расстояние между осями блока и барабана (рис. 2.3) для одинарного полиспаста:
Табл. 2.8. Размеры профиля канавок барабаном (рис. 2.2), мм
Диаметр каната d, мм |
Радиус r |
Глубина h |
Шаг t |
Диаметр каната d, мм |
Радиус r |
Глубина h |
Шаг t |
7,4...8 |
4,5 |
2,5 |
9 |
21,5...23 |
12,5 |
7 |
26 |
8...9 |
5 |
2,5 |
10 |
23...24,5 |
13,5 |
7,5 |
28 |
9...10 |
5,5 |
3 |
11 |
24,5...26 |
14 |
8 |
29 |
10...11 |
6 |
3,5 |
12,5 |
26...27,5 |
15 |
8,5 |
32 |
11...12 |
6,5 |
3,5 |
13,5 |
27,5...29 |
16 |
9 |
34 |
12...13 |
7 |
4 |
15 |
29...31 |
17 |
9,5 |
36 |
13...14 |
7,5 |
4,5 |
16 |
31...33 |
18 |
10 |
38 |
14...15 |
8,5 |
4,5 |
17 |
33...35 |
19 |
10,5 |
40 |
15...16 |
9 |
5 |
18 |
35...37,5 |
21 |
11,5 |
42 |
16...17 |
9,5 |
5,5 |
19 |
37,5...40 |
22 |
12 |
44 |
17...18 |
10 |
5,5 |
20 |
40...42,5 |
23 |
13 |
48 |
18...19 |
10,5 |
6 |
22 |
42,5...45,5 |
25 |
14 |
50 |
19...20 |
11 |
6 |
23 |
45,5...47,5 |
26 |
14,5 |
52 |
20...21,5 |
12 |
6,5 |
24 |
|
|
|
|
для гладкого барабана
hг = 0,5Lб ctg 2, |
(2.12) |
для нарезного барабана
hн = 0,5Lб ctg 6, |
(2.13) |
где Lб — рабочая длина барабана.
|
|
Рис. 2 3. Схема к определению минимального расстояния между осями блока и барабана |
Рис. 2.4. Схема к определению длины ненарезной части барабана для сдвоенного полиспаста |
Длина ненарезной части барабана для сдвоенного полиспаста (рис. 2.4):
минимальная
lmin = B - hн tg 6; |
(2.14) |
максимальная
lmax = B + 2hн tg 6, |
(2.15) |
где В — расстояние между центрами блоков крюковой обоймы.
Толщина стенки барабанов мостовых кранов (м) из расчета на сжатие
= , |
(2.16) |
где Fб — усилие в канате, Н; t — шаг витков каната на барабане, м; [сж] — допускаемое напряжение сжатия для материала барабана, Па. Для стальных барабанов [сж] принимают равным 0,5 предела текучести, а для чугунных — 0,2 предела прочности на сжатие материала барабана.
При многослойной навивке каната на барабан допускаемое напряжение сжатия в стенке барабана
[сж]МН = [сж]/k, |
(2.17) |
где k — коэффициент, учитывающий повышение напряжения сжатия в стенке барабана в зависимости от числа слоев т навивки каната на барабан. Ориентировочно при т = 2; 3; 4; 5 соответственно k = 1,28; 1,36; 1,41, 1,52. Подробнее о коэффициенте см. [3].
|
|
Рис. 2 5 Крепление каната на барабане: а — накладкой с трапецеидальной канавкой; б — прижимной планкой |
При длине барабана больше трех его диамецюв следует учитывать также возникающие в стенке барабана напряжения от его изгиба и кручения.
Толщина стенки литого чугунного барабана (м) должна быть не менее
min = 0,02 Dб + (0,006…0,01), |
(2.18) |
где Dб — диаметр барабана (для нарезного барабана измеряется по дну канавки), м.
Более подробно расчеты канатных барабанов изложены в РТМ 24 090.21—76. Сведения о барабанах приводятся в табл. III.2.1.
Конец каната на барабане наиболее часто крепят (рис. 2.5) накладкой с трапецеидальной (иногда полукруглой) канавкой или прижимной планкой.
Накладки бывают с двумя болтами (рис. 2.6) и одним. Одно-болтовых накладок устанавливают не менее двух, двухболтовых для канатов диаметром до 31 мм — одну.
Натяжение каната в месте крепления на барабане
Fкр = Fб / еf, |
(2.19) |
f — коэффициент трения между канатом и барабаном: f = 0,1...0,16; — угол обхвата барабана запасными витками каната, рад: = 3...4.
Рис. 2 6. Крепление каната на барабане:
а — планкой с двумя болтами, б — двумя планками с одним болтом в каждой
При креплении конца каната на барабане накладкой [30] сила (Н):
растягивающая один болт
Fр = ; |
(2.20) |
изгибающая болт
Fи = f1Fp; |
(2.21) |
суммарное напряжение в каждом болте (Па)
сум = , |
(2.22) |
где z — число болтов в накладке; f1 — приведенный коэффициент трения между канатом и накладкой с трапецеидальным сечением канавки: f1 = f/sin; — угол наклона боковой грани канавки: = 40° (при полукруглых канавках f1 = f); 1 — угол обхвата барабана витком крепления каната, рад: 1 = 2; k — коэффициент запаса надежности крепления каната: k 1,5, l — расстояние от головки болта до барабана, м; d1 — внутренний диаметр резьбы болта, м; [p] — допускаемое напряжение на растяжение материала болта, Па.
При креплении каната прижимной планкой сила (Н):
прижатия планки одним болтом
F1 = ; |
(2.23) |
изгибающая болт
F2 = f1F1; |
(2.24) |
суммарное напряжение в каждом болте (Па)
сум = , |
(2.25) |
При креплении конца стального каната конической втулкой (рис. 2.7) размеры втулки определяются по формулам:
|
где — усилие в канате в месте крепления, II; d— диаметр каната, м; [р] — допускаемое давление на внутреннюю поверхность втулки: при заливке свинцом [р] = 1,1·107 Па; [p] - допускаемое напряжение |
||||||
Рис 2 7. Крепление стального каната конической канатной втулкой |
материала втулки на разрыв: для стального литья [p] = (4...7) = 107 Па. - допускаемое напряжение среза материала заливки: для свинца = 1,2·107 Па.
При креплении конца стального каната зажимами (рис. 2.8) число зажимов определяется из условия
z = , |
(2.29) |
где k — коэффициент надежности крепления: k = 1,5; — усилие в канате в месте его крепления, Н; Fр — усилие, действующее вдоль оси резьбовой скобы (болта) зажима, с учетом напряжений, возникающих при затяжке крепления, Н:
Fр = , |
(2.30) |
d1 — внутренний диаметр резьбовой части скобы, м; — допускаемое напряжение материала скобы на растяжение, Па; f — коэффициент трения каната по канату, f = 0,15...0,20.
Рис. 2 8. Крепление стального каната зажимами
Шаг расположения зажимов и длину свободного конца каната принимают t=6d (d — диаметр каната).
Статическая мощность (кВт) двигателя механизма подъема груза
Рс = , |
(2.31) |
где Q — номинальная грузоподъемность, кг; г — скорость подъема груза, м/с; — КПД механизма (табл. 1.18).
Номинальная мощность двигателя принимается равной или несколько меньшей статической мощности.
Момент статического сопротивления на валу двигателя при подъеме груза
Тс = , |
(2.32) |
|||||
где Fб — усилие в канате у барабана, Н [см. (2.1)]; z—число ветвей каната, закрепленных на барабане; Dрасч—расчетный диаметр барабана, м [рис. 2.9 и (2.33)]; и — общее передаточное число привода механизма [см. (2.30)]; б, пр — см. пояснения к (1.27). При многослойной навивке каната па барабан
где Dmax - диаметр по средней линии каната на последнем слое навивки; d - диаметр каната; т - число слоев навивки каната на барабан; для нарезного барабана Dрасч = D (D — диаметр нарезного барабана |
|
|||||
Рис 2.9. Схема для определения расчетного диаметра барабана |
по средней линии навитого каната).
Частота вращения барабана (мин-1)
nб = , |
(2.35) |
где ип — кратность полиспаста; Dрасч — расчетный диаметр барабана, м.
Общее передаточное число привода механизма
и = п/пб, |
(2.36) |
Табл. 2.9. Значения коэффициента запаса торможения kт
Режим работы механизма |
kт |
Механизм подъема груза: |
|
легкий |
1,5 |
средний |
1,75 |
тяжелый |
2,0 |
весьма тяжелый |
2,5 |
Механизм изменения вылета |
Более 1,5 |
Момент статического сопротивления на тормозном валу при торможении (тормозной момент) (Н·м)
Т = , |
(2.37) |
где т — КПД привода от вала барабана до тормолюго вала; ит — общее передаточное число между чормолшм валом и валом барабана: ит = nт/ nб; nт — частота вращения тормозного вала.
По правилам Госгортехнадзора момент, создаваемый тормозом, выбирается из условия
Тт Т kт, |
(2.38) |
где kт — коэффициент запаса торможения (табл. 2.9).
Примерная последовательность расчета механизма подъема:
1) по формуле (2.1) определяется усилие в канате;
2) производится расчет каната на прочность [см. (2.6)] и выбирается канат по табл. III.1.1...III.1.7;
3) определяются диаметры барабана [см. (2.9) и (2.33)];
4) определяется статическая мощность двигателя [см. (2.31)] и выбирается двигатель (см. параграф Ш.3);
5) определяется частота вращения барабана [см. (2.35)];
6) определяется общее передаточное число привода [см. (2.36)] и составляется кинематическая схема механизма;
7) определяется расчетная мощность редуктора [см. (1.101) или (1.102)] и выбирается редуктор (см. параграф Ш.4);
8) определяются расчетные моменты соединительных муфт [см. (1.33) и (1.103)] и выбираются муфты по табл. III.5.1...111.5.9;
9) проверяется двигатель на время пуска [см. (1.67)]. Полученное время пуска должно соответствовать данным табл. 1.19. Определяется ускорение при пуске механизма с учетом фактической скорости груза [см. (1.80)] и проверяется соответствие его данным табл. 1.25. Принимается меньшее значение;
10) проверяется двигатель на нагрев (см. параграф 1.7);
11) определяется момент статического сопротивления на валу тормоза при торможении [см. (2.37)];
12) определяется тормозной момент, необходимый по правилам Госгортехнадзора [см. (2.38)], и выбирается тормоз по табл. Ш.5.11...Ш.5.14;
13) определяется время торможения при опускании груза [см. (1.68)] и проверяется соответствие его данным табл. 1.19;
14) определяется длина пути торможения согласно (1.75) и проверяется ее соответствие данным табл. 1.22;
15) определяется замедление при торможении механизма [по (1.80)] и проверяется его соответствие данным табл. 1.25;
16) производится расчет на прочность отдельных элементов механизма (барабана, крепления концов каната и др.).