Лабораторно-практическое занятие №5

Изучение работы, расчет и подбор привода грузоподъемной машины.

Под приводом понимается система, состоящая из двигателя аппаратуры управления двигателем и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму.

Привод можно разделить на силовой, при помощи которого приводятся в движение рабочие органы машины, и привод управления, осуществляющий управление двигателями, тормозами муфтами и т.п.

По виду энергии, используемой для создания движущего момента или усилия, привод разделяется на ручной, электрический, пневматический, привод от ДВС, паровой привод. Кроме того, в грузоподъемных машинах часто используется комбинированный, привод — электрогидравлический, электропневматический, дизель-электрический.

Выбор типа привода производится на основе учета особенностей, как самого привода, так и конкретной грузоподъемной машины.

Рис. 8 схема механизма подъема

Различные механизмы грузоподъемных машин бывают с ручным и машинным приводом, который независимо от конструктивных форм выполнения, например механизм подъема (рис. 8) состоит из двигателя 1 или приспособления для ручного привода, тормоза 2, зубчатой (червячной или иной) передачи 3 между ведущим валом и ведомым валом барабана 4 или звездочки для навивания гибкого элемента 5, неподвижного отклоняющего блока 6, подвижного блока с обоймой 7, а также грузозахватного устройства 8.

Наибольшее распространение получил машинный привод с индивидуальным электродвигателем, т.е. механизм подъема, состоящий из лебедки с машинным приводом и полиспаста с грузозахватным устройством.

Ручной привод осуществляется с помощью рукоятки, тяговых колес, ваг и трещоток. При расчете ручного привода определяют; необходимое передаточное число между валом рукоятки или тягового колеса и выходным валом приводимого механизма; скорость вращения выходного вала или движения исполнительного механизма.

Передаточное число приводного механизма, необходимое для осуществления ручного привода,

(5.1)

где – момент на выходном валу (например, если с этим валом связан барабан диаметром D для подъема груза, сила тяжести которого равна , кратность полиспаста m его к.п.д. , то

(5.2)

- момент на валу рукоятки или тягового колеса ( );

Р - расчетное усилие рабочих

( ); (5.3)

- усилие одного рабочего;

-число рабочих;

коэффициент, учитывающий неодновременность приложения усилий рабочими; ( два человека, четыре)

R—радиус рукоятки или тягового колеса;

к.п.д. механизма (передачи),

Расчетные зависимости являются одинаковыми для всех типов механизмов.

Момент развиваемый рабочими будет

(5.4)

Момент сопротивления на валу барабана от груза:

(5.5)

где натяжение тягового органа на барабане (принимается равным Q)

При расчете ручного привода следует учитывать, что в зависимости от продолжительности работы усилие, развиваемое рабочим, и скорость его движения изменяются. Усилие Р следует принимать в пределах Р = 80-300 Н в зависимости от продолжительности работы.

При весьма кратковременной работе (рывок) = 300 – на рукоятке и 800 Н — на тяговой цепи.

Таблица 10. Усилия развиваемые на механизмах привода

Работа
	На рукоятке	На тяговой цепи	На рычаге
Длительная	120	200	-
Кратковременная до 5мин.	200	400	400

На валу устанавливают одну или две рукоятки с плечом (радиусом) R=200—400 мм: длина ручки рукоятки 300— 350 мм для одного рабочего, 410—500 мм — для двух рабочих высота вала рукоятки от уровня пола 900-1100 мм; от середины ручки рукоятки стенной лебедки до стены не менее 500 мм. Две рукоятки на одном валу устанавливают под углом 90—120º. На валу с двумя рукоятками одновременно могут работать до четырех человек. Радиус тягового колеса R=100—500 мм, тяговая цепь обычно сварная, диаметр цепной стали d=5—6 мм. Расстояние от уровня пола до свисающей с колеса петли цепи должно быть 600—800 мм. На тяговом колесе (цепи) одновременно могут работать не более трех человек. Коэффициент неодновременности принимается равным 0,8; 0,75 и 0,7 соответственно для двух, трех и четырех рабочих.

Две рукоятки на одном валу располагают под углом 120°. Плечи приводных рукояток принимаются в пределах 200 – 250 мм. Радиус тягового колеса - 100÷500 мм. Проверка элементов ручного привода на прочность производится на усилие, равное весу человека (80кг).

Число оборотов выходного вала:

об/мин (5.6)

где — число оборотов в минуту рукоятки (тягового колеса),

- расчетная скорость движения руки рабочего; на рукоятке эта скорость не должна превышать 1 м/с

Зная число оборотов в минуту приводного вала можно определить скорость движения исполнительного механизма; например, скорость подъема груза

м/мин (5.7)

а )

Рис.9. Схемы механизмов с ручным приводом

а - механизмы подъема; б - механизм передвижения; в - механизм поворота.

Скорость подъема груза в механизме подъема с ручным, приводом определяется из условия равенства работ, совершаемых рабочим и грузом:

, м/мин (5.7)

где - скорость подъема груза, м/мин;

- скорость руки рабочего, м/мин

Время подъема груза Q на высоту h определяется из уравнения равномерного движения:

(5.8)

Предварительный выбор двигателя для машинного привода осуществляется по следующим зависимостям. При у становившемся движении статический момент на валу двигателя, Н·м

или (5.9)

где – диаметр барабана, м;

m – кратность полиспаста;

передатбчное отношение механизма;

,

где - число оборотов барабана, об/мин

,

где

- скорость вращения барабана, м/мин

m − число полиспастов

— к.п.д. механизма;

максимальное натяжение каната на барабане, Н;

- число канатов, навиваемых на барабан.

Мощность двигателя (кВт) при установившемся движении

(5.10)

где – масса поднимаемого груза, Н; скорость подъема груза, м/с

Расчет усилий, которые необходимо приложить к барабану лебедки играет важную роль при дальнейшем выборе типа привода и способа его работы, решая задачу студент должен научиться делать силовой расчет любого типа двигателя.

Задача №11

Выполнить силовой расчет ручного привода, если известно, что груз поднимают Р рабочих с помощью лебедки, у которой а канатов и m кратность полиспаста. Кроме того, известна высота подъема груза h, и диаметр барабана лебедки .

№ п/п	Величина	№ варианта
		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	кг	30	45	60	75	80	105	120	135	140	150	160	170	175	190	200
2	Р, един.	1	1	1	1	2	2	2	2	3	3	3	3	4	4	4
3	а, шт	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1	2	1
4	m, шт	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
5	, м	15	14,5	14	13,5	13	12,5	12	11,5	11	10,5	10	9,5	9,0	8,5	8,0
6		400	375	350	325	300	275	250	225	200	175	150	200	250	275	300

Задача №12

Выполнить предварительно выбор электродвигателя, используя данные, полученные при решении задачи №9