Расчёт электрореверсивной лебёдки.

Исходные данные:

Масса поднимаемого груза Q = 1750кг, высота подъёма груза Н = 15.5 м, скорость подъёма груза Vг = 28 м/мин, режим работы механизма – средний, схема подвески груза согласно рис. 1, в.

Решение

1. Определение к.п.д. полиспаста. При кратности полиспаста не более 4 к.п.д. определяет­ся по формуле

η_пол = η_блⁿ,

где n – число блоков;

η_бл – к.п.д. блока: на подшипниках скольжения равный 0,96 и на подшипниках

качения – 0,98.

2, Определение натяжения ветви каната, идущей на барабан. Натяжение определяем по формуле

где q – вес грузозахватных приспособлений. Принимаются, в соответствии со схемой запасовки полиспаста, равными 0,025, 0,05 и 0,075 от веса поднимаемого груза.

‑ кратность полиспаста, определяется числом ветвей каната на которые подвешен груз.

В данном случае .

После подстановки получаем

9553 Н.

3. Подбор стального каната. Для механизма подъёма башенных кранов и строительных лебёдок применяются, как правило, стальные канаты крестовой свивки. В тех случаях, когда перемещаемый груз движется в направляющих (подъёмники, лифты), применяются канаты параллельной свивки, как наиболее долговечные.

Рис. 2 Кинематическая схема электрореверсивной лебёдки

Канат подбирается согласно ГОСТу 2688–80 (табл.2) ГОСТу 3071–80 по допускаемому разрывному усилию S_р , которое определяется по формуле

S_p = RS_к

где R — коэффициент запаса прочности каната, для лёгкого режима работы принимают 5, для среднего — 5,5 и тяжёлого — 6.

S_к — натяжение ветви каната, идущей на барабан

Подставив в формулу значения R и S_к получим

Sp = 5 • 9553 = 47765 H.

Согласно ГОСТу 2688–80, принимаем канат типа ЛК-Р6х19 с одним органическим сердечником с расчётным пределом прочности проволоки при растяжении σ = 1960 МПа, диаметром d_к = 9,9 мм и фактическим разрывным усилием = 53450 H.

Для правильно подобранного каната фактический коэффициент запаса прочности должен быть

В нашем случае

R = ,

что приемлемо, т.к. 5,6 > 5,5.

4. Определение основных размеров барабана

Конструктивный диаметр блоков и барабана строительных лебёдок и лебёдок, применя­емых в механизмах подъёма груза стреловых кранов, в целях долговечной работы канатов по правилам Госгортехнадзора выбирается из условия

D_бл ≥ е · d_к.

D_б ≥ 1,35 ∙ d_бл

Здесь е – коэффициент, зависящий от режима работы и принимаемый равным при лёгком режиме работы – 16, среднем – 18, тяжёлом – 20.

Для нашего случая D_бл = 16 ·9,9 = 158 мм; D_б = 1,35 ∙ 158 = 213,3 мм. . Конструктивно принимаем D_б = 220 мм., согласно ряду нормальных стандартных диаметров (табл.3)

Рабочая длина или канатоёмкость барабана l_б зависит от длины навиваемого каната L_к , числа слоёв навивки каната m, диаметра барабана D_б и диаметра каната d_к .

Принимаем гладкий барабан и многослойную навивку каната. Число слоёв навивки каната не должно превышать 4.

Сначала определим рабочую длину барабана при условии, что канат навивается на барабан в два слоя, т.е. при m = 2, по формуле

Здесь L_к – длина каната, навиваемая на барабан

L_к = а ·Н + l_д.в ,

L_д.в – длина дополнительных витков каната, укладываемых на барабан для разгрузки мест крепления каната.

Обычно l_д.в= 2πD_б

Тогда L_к = аН + 2πD_б = 2 · 15,5 + 2 π · 0,22 = 32,38 м ≈ 32 м.

Подставив значение L_к в формулу для l_б получим

.

Конструктивно соотношение между рабочей длиной барабана и его диаметром должно быть в пределах

.

Для нашого примера , что есть в пределах нормального.

Барабаны, на которые канат укладывается в один слой бывают гладкие и нарезные.

В случае нарезного барабана его рабочая длина определяется по следующей формуле

Здесь t — шаг навивки каната на нарезной барабан, принимаемый равным

t = d_к + (3 – 4) мм.

Толщина стенки барабана определяется по эмпирической формуле

δ_ст = 0,02 D_б + (6 – 10) мм.

В нашем примере

δ_ст = 0,02 · 220 + 10 = 14,4 мм ≈ 14 мм.

Толщина реборды барабана конструктивно принимается равной d_к , но не больше толщины стенки

δ_р = d_к = 9,9 мм.

Барабаны, на которые канат навивают в несколько слоёв имеют реборды которые, во избежание сползания каната, должны выступать не менее чем на величину h_р = (2–2,5) d_к .

Высоту реборды принимаем равной

h_р = 2,0 d_к = 2,0 · 9,9 = 20 мм

Диаметр барабана по ребордам определяем по формуле

D_б.р = D_б + 2md_к + 2h_р

Следовательно

D_б.р = 220 + 2·2·9,9 + 2·15,5 = 291 мм.

Конструктивно принимаем D_б.р = 290 мм.

Полная длина барабана (габаритная) определяется по формуле

L_б = l_б + 2δ_{р ,}

Откуда

L_б = 351 + 2·9,9 = 371 мм.