2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени А.Н. КОСЫГИНА»

Учебно-методический комплекс

по направлению 151000

и специальности 150406

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению домашнего задания

по расчёту механизма подъёма груза

грузоподъемной машины

Москва - 2009

ВАРИАНТЫ И СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

Домашнее задание представляет собой расчетно-графическую работу, в которой студент должен выполнить расчет механизма подъема груза грузоподъемной машины.

При заданных параметрах (табл. 1) и схеме полиспаста:

1. Подобрать канат и грузовой крюк.

2. Определить размеры блоков, барабана.

3. Произвести расчеты на прочность барабана и узла крепления каната.

4. Подобрать электродвигатель, редуктор, тормоз.

5. Произвести проверку электродвигателя по пусковому моменту.

6. Нарисовать кинематическую схему механизма.

Таблица 1

Исходные данные для расчёта механизма подъёма груза

Вариант задания	Тип полиспаста	Грузоподъемность, Q, т	Скорость подъема,V, м/мин	Высота подъёма, Н, м	Режим работы
1	одинарный	1,6	10	6	Л
2	сдвоенный	3,2	11	5	С
3	одинарный	2	12	6	Т
4	сдвоенный	2,5	8	5	ВТ
5	одинарный	1,6	10	6	Т
6	сдвоенный	2,5	8	5	С
7	одинарный	2	12	6	С
8	сдвоенный	2	15	5	Л
9	одинарный	2,5	7	6	С
10	сдвоенный	3,2	12	5	Т
11	одинарный	2	14	6	С
12	сдвоенный	1,6	6	5	Л
13	одинарный	2,5	14	6	С
14	сдвоенный	3,2	10	5	Т
15	одинарный	2,5	10	6	Т
16	сдвоенный	2	12	5	С
15	одинарный	3,2	13	6	Л
18	сдвоенный	1,6	12	5	С
19	одинарный	2,5	7	6	ВТ
20	сдвоенный	2	11	5	С
21	одинарный	1,6	9	6	Т
22	сдвоенный	2,5	14	5	Л
23	одинарный	2	7	6	С
24	сдвоенный	3,2	8	5	ВТ
25	одинарный	2	10	6	С

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

В расчетно-графической работе студент должен выполнить расчет и чертеж механизма подъема крана. В качестве методического пособия приводится пример расчета механизма подъема мостового крана в том объеме и в той последовательности, которая рекомендуется при выполнении расчетно-графической работы. В конце приводятся справочные данные, необходимые при расчетах.

Пример.

Рассчитать механизм подъема мостового крана.

Дано: Грузоподъемность Q = 3,5 т, высота подъема Н = 5 м, скорость подъема груза V = 6 м/мин, режим работы – средний. Схема полиспаста – рис. 1.

1. Подбор каната и грузового крюка

Максимальный вес груза G = g∙Q = 35 кН. Определим максимальное натяжение каната. Оно возникает в ветви, набегающей на барабан [1]

где z_б = 2 – число ветвей каната, наматывающихся на барабан, при

z_б = 1 – полиспаст называется одинарным, при z_б = 2 – сдвоенным,

а = n / z_б – кратность полиспаста, где n – число ветвей каната, на которых подвешен груз, в примере а = 6/2 = 3; t – число обводных блоков, в примере t = 0; коэффициент 1,03 – учитывает вес подвески с крюком; η = 0,98 – КПД блока на подшипниках качения.

В результате кН

Определим КПД полиспаста

Определим расчетное разрывное усилие каната [1]

S_раз = S_max к = 6,19 · 5,5 = 34 кН,

где к – коэффициент запаса, определяемый по режиму работы:

к=5 – при легком (Л), к= 5,5 – при среднем (С), к = 6 – при тяжелом и весьма тяжелом (Т, ВТ).

Рис. 1. Схема полиспаста

Выбираем канат двойной свивки с линейным контактом в прядях проволок разного диаметра ЛК-Р ГОСТ 2688-80.

По разрывному усилию выбираем канат диаметром d = 8,3 мм с разрывным усилием 35 кН с временным сопротивлением материала проволочек σ_В = 1560 МПа (Приложение 1) [2].

По грузоподъемности и режиму работы, согласно Приложению 2, выбираем крюк однорогий ГОСТ 6627-74 №12 с наибольшей грузоподъемностью 4 т.

2. Определяем размеры блока, барабана

Минимальный диаметр блока, барабана по центрам каната

D_o = e · d = 25 · 8,3 = 207,5 мм

Коэффициент е выбираем согласно табл. 2.

Таблица 2

Режим работы	е
1М, 2М, 3М – Л	20
4М – С	25
5М – Т	30
6М – ВТ	35

Желательно, особенно для сдвоенного полиспаста, брать не минимальный диаметр, а несколько больший минимального .

Диаметр блока по дну канавки или ручья (рис.2)

D = D_o – d = 207,5 – 8, 3 = 199,2 мм

Округляем согласно нормальному ряду: 160, 200, 250, 320, 400, 450 и т.д. D = 200 мм, тогда D_о = D + d = 208,3 мм

Наружный диаметр блока D_н = D + 2h = 200 +2∙20 = 240 мм

Ширина блока В₁ = 42 мм, где В₁, h и другие размеры ручья блока – Приложение 3.

Ширина ступицы блока В_бл = (1,2 …1,4)∙В₁ = 50…60 мм. Выбираем В_бл =50 мм.

Рисуем эскиз блока (рис. 2).

Барабан. Основные диаметры барабана D_o и D такие же, как у блоков: D_o = 208,3 мм, D = 200 мм.

Внутренний диаметр D _вн = D – 2δ , где δ – толщина стенок (рис. 3).

Для барабана из стали (выбираем сталь 20) минимальная толщина

δ = 0,01 D_o + 3 = 0,01·208,5 + 3 = 5 мм.

Тогда D _вн = D – 2δ = 200 -2*5 = 190 мм

Наружный диаметр D _H =D +2h =200+2·0,3·8,3=205 мм, где h≈0,3·d.

Шаг винтовой нарезки t = d +(1…3) мм = 8,5 + 1,2 = 9,5 мм.

Длина нарезной части барабана с учетом неприкосновенных витков (1,5… 2) и витков для крепления (5-6),

где 23 – число рабочих витков, 2 – число неприкосновенных витков, остающихся на барабане при полном опускании груза, 5 – число витков для крепления каната на барабане, 300 – длина нарезной части с одной стороны.

Для сдвоенных полиспастов между нарезными частями по середине должен быть гладкий участок длиной ℓ_о = (к-1) В_бл , где к – число блоков крюковой подвески.

В данном примере к = 3, ℓ_о = (3-1)∙50 = 100 мм. В конце нарезной части предусматривается гладкий участок или реборда длиной ℓ₁ ≈ 2t . Общая длина барабана

L_б = ℓ + ℓ_о + 2ℓ₁ = 570 + 100 + 38 = 708 мм.

Рисуем эскиз барабана (рис. 4).

Отношение L_б / D_Н = 708/208,3 = 3,4. Если L_б / D_Н <3,5 расчет барабана ведется только на сжатие. Если L_б / D_Н >3,5, то следует либо увеличить диаметр барабана до другого стандартного значения, либо расчет вести на сжатие, изгиб и кручение.