4 Орієнтований розрахунок передаточного числа редуктора механізму підйому

По заданій швидкості підйому вантажу і синхронній швидкості електродвигуна розраховується передаточне число редуктора:

, (7)

де - швидкість обертання барабана, об/хв; - кутова швидкість барабана, рад/с; - синхронна кутова швидкість електродвигуна, рад/с, яка визначається співвідношенням:

. (8)

Кутова швидкість барабана:

. (9)

Швидкість каната, що навивається на барабан:

, (10)

де - швидкість підйому вантажу, м/с; - передаточне число і кратність поліспаста; - швидкість каната, лінійна швидкість барабана, м/с.

Швидкість обертання барабана, (об/хв, рад/с):

, або , (11)

де - швидкість каната, м/хв; - діаметр канатного барабана, м.

Таким чином, передаточне число редуктора, необхідне для розрахунку статичних моментів механізму підйому, знаходять за співвідношенням (7). Редуктор вибирають, виходячи з розрахункової потужності, числа оборотів вала електродвигуна, передаточного числа обертів і режиму роботи механізму. Тому остаточно редуктор вибирають тільки після розрахунку статичних навантажень та вибору електродвигуна.

Розрахунок потужності і попередній вибір електродвигуна механізму підйому

Розвинутий електродвигуном і підведений до його вала статичний момент, Н м, при підйомі корисного вантажу:

, (12)

де - сила тяжіння корисного вантажу, Н; - сила тяжіння вантажозахватного механізму (гак, грейфер, магніт, кліщі і т.п.), Н; - діаметр барабана, м;

- повне передаточне число проміжних передач від вала електродвигуна до вантажозахватного пристрою з урахуванням кратності поліспаста, тобто:

. (13)

- ККД підйомного механізму, який враховує втрати на тертя в редукторах, барабані, підшипниках, блоках і т.п. Він знаходиться по кривих 1-6, які представлені на рис.1.2 для різних значень номінального ККД ( ). Номінальне значення ККД механізмів крана при його номінальному навантаженні вибирається по табл.3.

Статичний момент при підйомі порожнього вантажозахватного механізму розраховують за формулою :

, (14)

де - ККД холостого ходу , знаходиться за кривою, яка відповідає номінальному ККД (див. рис.1.2).

В режимах спуска розрізняють силовий і гальмівний спуск вантажів. Силовий спуск застосовують для легких вантажів, сила тяжіння яких не взмозі перебороти сили тертя в механізмі. У цьому випадку статичний момент обумовлений дією сили ваги вантажу, що спускається, менше моменту тертя в крановому механізмі й опускання вантажу здійснюється електродвигуном, включеним на спуск (III квадрант).

Рисунок 2 - Залежності при

Таблиця 3 Значення ККД для механізмів крана

Тип механізму	Номінальний ККД при опорах 1Д \ при опорах
	кочення	ковзання
	Механізми підйому
з циліндричними полісами	0.8 - 0.85	0.7 - 0.8
з черв'ячною передачею	0.65 - 0.7	0.65 - 0.7
	Механізми пересування
з циліндричними колесами	0.8 - 0.9	0.75 - 0.85
з черв'ячною передачею	0.65 - 0.75	0.65 - 0.75

Гальмовий спуск використовують при опусканні важких вантажів ; при цьому для запобігання вільного падіння вантажу електродвигун створює гальмівний момент (у режимі генераторного гальмування), переходячи в генераторний режим і обмежуючи швидкість спуска.

При гальмівному спуску номінального вантажу :

. (15)

При силовому спуску порожнього вантажозахватного пристрою момент, що розвивається електродвигуном:

. (16)

Попередній вибір потужності двигуна механізму підйому здійснюють методом середньоквадратичного моменту:

. (17)

де - тривалість роботи механізму в режимах підйому і спуска вантажу при відповідних статичних моментах. При відсутності точних даних про час перехідних процесів приймають:

.

Тоді вираз (1.17) набуде вид:

. (18)

Для врахування перехідних процесів в електроприводі при пуску і гальмуванні попередній розрахунок потужності двигуна, кВт, здійснюється з деяким запасом:

, (19)

де - коефіцієнт запасу, що враховує вплив динамічних навантажень; - задана синхронна швидкість двигуна, рад/с; - середньоквадратичний момент, Нм.

Перерахунок потужності двигуна, кВт, на стандартну відносну тривалість включення (ПВк) у відсотках:

, (20)

де ПВ_к% - стандартна тривалість включення; ПВ% - задана тривалість включення.

За розрахованим значенням потужності і відповідній їй стандартній тривалості включення ПВ_к, а також по заданій синхронній швидкості робиться попередній вибір двигуна [17] при цьому повинна дотримуватися умова:

, (21)

де - номінальна потужність двигуна.

Після вибору двигуна слід уточнити передаточне число редуктора і визначити фактичну швидкість підйому вантажу :

, (22)

де - передаточне число редуктора, розраховане по (7); - номінальна кутова швидкість двигуна, рад/с; - номінальна швидкість обертання двигуна, об/хв.

По потужності , уточненому передаточному числу і заданому режиму роботи крана необхідно вибрати редуктор, користуючись [16,додат.XLV с.509-512].

Фактична швидкість підйому вантажу:

, (23)

де - стандартне передаточне число обраного редуктора.

Отримане значення повинне мало відрізняться від величини заданої швидкості підйому .

ВИБІР ГАЛЬМА МЕХАНІЗМУ ПІДЙОМУ

При виборі гальмівного пристрою механізму підйому варто виходити з умов надійного утримання вантажу в піднятому стані, у цьому випадку значення гальмівного моменту визначаємо користуючись співвідношенням:

, (24)

де - статичний момент при спуску номінального вантажу; - коефіцієнт запасу гальмування, який вибирається з табл.1.2 для відповідного режиму роботи.

Знаючи величину гальмівного моменту по [16,додат.L-LII, c.517-523] вибирають гальмо, визначають величину діаметра гальмівного шківа, по якому підбирають з’єднувальну муфту, що служить для механічного з'єднання приводного двигуна з редуктором. Муфта вибирається за [16,додат.XLVII,c.513].