Проектирование механизма подъема груза мостового крана (стр. 2 из 5)

- выбор подшипников и их проверочный расчет

2.2 Выбор схемы полиспаста

Расчет механизма подъема груза начинают с выбора схемы полиспаста с учетом грузоподъемности и типа крана (по таблице 1 [1]).

Для проектируемого крана грузоподъемностью Q = 10т

m = 2

Рисунок 2.1 – Схема полиспаста крана грузоподъемностью 10т: 1 – барабан, 2 – блок, 3 – траверса, 4 – крюк, 5 – трос

.3 Определение максимального усилия в канате

Усилие в канате, набегающем на барабан при подъеме груза, Н

(1)

где Q – грузоподъемность, кг;

z – число полиспастов, для сдвоенного полиспаста z = 2;

U_п – кратность полиспаста, U_п = 2;

общий КПД полиспаста и обводных блоков

(2)

где

КПД полиспаста

(3)

где

КПД блоков, по таблице 2[1]

С учетом реальных событий

.

Так как обводные блоки отсутствуют,

Таким образом

2.4 Определение разрывного усилия в канате и выбор каната

Расчетное разрывное усилие в канате при максимальном усилии равно

(4)

где k – коэффициент запаса прочности, по таблице 3[1] k = 5,5 для среднего режима.

По разрывному усилию выбираем диаметр и тип каната (таблица П1.1[1])

Рисунок 2.2 – Схема сечения каната двойной свивки типа ЛК – Р конструкции 6×9 (1+6+6/6) + 1 о.с. ГОСТ 2688 – 80

Таблица 2.1 – Основные параметры каната

Диаметр каната, мм	Масса 1000м каната, кг	Маркировочная группа, Мпа	Разрывное усилие каната, Н, не менее
14	728	1568	98950

Фактический коэффициент запаса прочности каната

(5)

2.5 Определение параметров барабана

Диаметр барабана и блока по средней линии навитого каната равен

(6)

где d_к – диаметр каната, мм, d_к = 12мм;

e – коэффициент, зависящий от типа машины, привода и режима работы, по таблице 4[1] e = 25

Рисунок 2.3 – Геометрические параметры барабана

2.6 Определение длины барабана

Длина каната, навиваемого на барабан с одного полиспаста

(7)

где h – высота подъема груза, м;

Z₁ – число запасных витков на барабане до места крепления каната, Z₁ =

1,5÷2, принимаем Z₁ = 2;

Z₂ – число витков каната, находящихся под прижимным устройством на барабане, Z₂ = 3÷4, принимаем Z₂ = 3.

2.7 Определение длины барабана

Рисунок 2.4 – Длина барабана

При расчете рабочей длины барабана следует учесть, что в проектируемом механизме полиспаст сдвоенный. Тогда рабочая длина барабана для каната, свиваемого с одного полиспаста, будет равна

(8)

где t_б – шаг винтовой линии, по таблице 4.4[3] t_б =16 мм.

Тогда

Полная длина барабана для сдвоенного полиспаста

(9)

где В – расстояние между осями крайних блоков крюковой подвески, по таблицам приложения Г [3] выбираем типовую крюковую подвеску с учетом грузоподъемности, режима работы, диаметра каната и схемы полиспаста;

Таблица 2.2 – Основные параметры подвесок

Грузоподъемность, т	Режим работы	Тип	Диаметр каната	Размеры, мм					Масса, кг
				D	B	B1	B2	H
12,5	С	I	17,5	450	400	266	342	888	198

S – ненарезанная часть барабана, необходимая для закрепления его в станке при нарезке канавок,

(10)

Так как длина барабана меньше трех его диаметров, то выполнение проверочного расчета на изгиб не требуется.

2.8 Определение толщины стенки барабана

Толщину стенки барабана определяют из условий сжатия, учитывая, что он нагружен равномерно распределенной нагрузкой вследствие огибания его натянутым канатом силой F_max.

олщина стенки барабана из расчета на сжатия

(11)

где

коэффициент, учитывающий влияние изгибающих напряжений, которые возникают при навивке каната,

коэффициент, отражающий влияние на нагрузку барабана деформаций стенки и каната

(12)

где Е_к – модуль упругости каната, для шестипрядных канатов с органическим сердечником Е_к = 88260 Н/мм²,

А_к =0,4d_к² – площадь сечения всех проволок каната, мм²;

Е_б – модуль упругости стенки барабана, для чугунных барабанов Е_б = 98000 Н/мм²;

допускаемое напряжение сжатия, Н/мм²;

Для чугуна

(13)

где

предел прочности, Н/мм²; для чугуна СЧ28 ГОСТ 1412 – 70, ;

n – запас прочности, для чугунных барабанов n = 4,0…4,25,

Тогда

,

,

Из условия технологии изготавливаемых литых барабанов толщина стенкидолжна быть не менее, м

(14)

где D – диаметр барабана по дну канавки, м

(15)

Принимаем

2.9 Определение частоты вращение барабана

Частота вращения барабана

(16)

где

скорость подъема груза, м/мин,

Таким образом

2.10 Определение статической мощности двигателя, выбор типового электродвигателя

Максимальная статическая мощность двигателя, которую должен иметь механизм в период установившегося движения при подъеме номинального груза, равна

(17)

где

предварительное значение КПД механизма,

Так как крановые двигатели являются большегрузными, допускается их перегрузка до 30%, то есть