Вибір барабана

У механізмах підйому з безпосередньою навивкою на барабан застосовують подвоєний поліспаст, що забезпечує вертикальне переміщення вантажу при підйомі та спуску, однакове навантаження на підшипники барабана і ходові колеса візка.

Канатні барабани кранів виготовляються литими чи звареними і мають дві ґвинтові нарізки (ліву і праву). Барабани найчастіше встановлюються з жорстким з’єднанням на валах або осях, які обертаються за допомогою підшипників кочення чи ковзання. Передача обертального моменту від приводного електродвигуна до барабана відбувається через редуктор, за допомогою зубчатих муфт і фланцевих з'єднань.

Діаметр канатного барабана визначається відповідно до норм Держтехнагляду:

, (1.6)

де – коефіцієнт, що залежить від режиму експлуатації механізму (див. табл.1.2);

– діаметр каната, мм.

Обираємо барабан БК-260 .

Робимо перевірку .

Розрахунок передаточного числа редуктора механізму підйому

За заданою швидкістю підйому вантажу і синхронною швидкістю електродвигуна розраховуємо передаточне число редуктора:

, (1.7)

де – кутова швидкість барабана, рад/с;

– синхронна кутова швидкість електродвигуна, рад/с.

Швидкість каната, який навивається на барабан:

, (1.8)

де – швидкість підйому вантажу, м/с;

– передаточне число і кратність поліспаста;

– швидкість каната, лінійна швидкість барабана, м/с.

Швидкість обертання барабана, рад/с:

, (1.9)

де – швидкість каната, м/с;

– діаметр канатного барабана, м.

Таким чином, передаточне число редуктора, необхідне для розрахунку статичних моментів механізму підйому, знаходять за співвідношенням (1.7). Редуктор вибирають, виходячи з розрахункової потужності, числа обертів вала електродвигуна, передаточного числа обертів і режиму роботи механізму. Тому остаточно редуктор вибирають тільки після розрахунку статичних навантажень та вибору електродвигуна.

Розрахунок потужності та попередній вибір електродвигуна механізму підйому

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

, (1.10)

де – сила тяжіння корисного вантажу, Н;

– сила тяжіння вантажозахватного механізму (гак, грейфер, магніт, кліщі та под.), Н;

– діаметр барабана, м;

– повне передаточне число проміжних передач від вала електродвигуна до вантажозахватного пристрою з урахуванням кратності поліспаста;

– ККД підйомного механізму, який ураховує втрати на тертя в редукторах, барабані, підшипниках, блоках і под., який знаходиться за кривими 1-6 рис. 1.2 для різних значень номінального ККД , що вибирається за табл. 1.3.

Статичний момент при підйомі порожнього вантажозахватного механізму розраховуэмо за формулою :

, (1.11)

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

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

Гальмовий спуск використовують при опусканні важких вантажів ; при цьому для запобігання вільного падіння вантажу електродвигун створює гальмівний момент, переходячи в ґенераторний режим і обмежуючи швидкість спуску.

При гальмівному спуску номінального вантажу :

. (1.12)

Рисунок 1.2 – Залежності при

Таблиця 1.3 – 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

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

. (1.13)

Попередній вибір потужності двигуна механізму підйому здійснюють методом середньоквадратичного моменту:

. (1.14)

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

Тоді вираз (1.14) набуде вигляду:

,(1.15)

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

, (1.16)

де – коефіцієнт запасу, що враховує вплив динамічних навантажень;

– задана синхронна швидкість двигуна, рад/с;

– середньоквадратичний момент, Нм.

Перерахунок потужності двигуна на стандартну відносну тривалість включення, кВт:

, (1.17)

де ПВ_к% – стандартна тривалість включення;

ПВ% – задана тривалість включення.

За розрахованим значенням потужності і відповідною їй стандартною тривалістю включення ПВ_к=20%, а також за заданою синхронною швидкістю робимо попередній вибір двигуна : асинхронний двигун з фазним ротором типу 4А90LA8Н3 з параметрами 0,75 кВт; 750 .

Вимога вибору 0,75кВт > 0,7 кВт виконується.

Після вибору двигуна слід уточнити передаточне число редуктора:

, (1.18)

За потужністю , уточненим передаточним числом і заданим режимом роботи крана вибираємо редуктор: тип Ц2-400, 41,34.

Фактична швидкість підйому вантажу:

, (1.19)

де – передаточне число редуктора, розраховане за (1.7);

– номінальна кутова швидкість двигуна, рад/с;

– номінальна швидкість обертання двигуна, об/хв.;

– стандартне передаточне число обраного редуктора.