Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза

1. Цель работы. На примере исследования устройства и способов расчета электрореверсивной лебедки:

- закрепить и углубить познания устройства грузоподъемных устройств и установления их характеристик;

- углубить познания и приобрести способности производства типовых расчетов грузоподъемных устройств;

- иллюстрировать применение в практических расчетах рядов желательных чисел, параметрических и типоразмерных рядов, способов стандартизации.

1.1. Начальные данные для расчета Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза:

- масса поднимаемого груза с грузозахватными устройствами, т;

- высота подъема груза, м;

- скорость подъема груза, м/мин;

- расстояние меж осью барабана и осью отклоняющего блока, м;

- кратность полиспаста;

- количество обводных блоков;

- режим работы механизма по ИСО 4301/1;

- длительность включения, %.

1.2. Требуется:

- найти размеры барабана и число слоев навивки каната;

- подобрать канат Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза и установить поперечник обводных блоков;

- подобрать редуктор, движок, муфту, тормоз.

1.3. В работе должны быть приведены:

- схемы, описание устройства, принцип деяния и область внедрения строй лебедок;

- схема механизма подъема груза (набросок 1), включающая полиспаст, отклоняющий и обводные блоки (с указанием расстояния меж осью барабана и осью отклоняющего блока, также высоты подъема груза);

- схема Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза полиспаста данной кратности (набросок 2);

- схема редуктора с указанием межосевых расстояний, чисел зубьев передач и габаритных размеров (набросок 3);

- набросок принятой втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом (либо зубчатой муфты с тормозным шкивом) с указанием главных размеров (набросок 4);

- схема принятого тормоза с указанием главных размеров (набросок 5);

- компоновочная схема электрореверсивной Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза лебедки с указанием главных размеров (набросок 7).


Набросок 1 - Схема механизма подъема груза


Набросок 2 - Схемы полиспастов


Набросок 3 - Схема редуктора


Набросок 4 - Схема муфты

Набросок 5 - Схема тормоза



Набросок 6 - Схема электродвигателя

Набросок 7 - Компоновочная схема электрореверсивной грузовой лебедки

Для работы 1 «Определение главных характеристик и расчет механизма подъема груза» рекомендуется литература [1, 3-13, 16].

2. Определение главных характеристик полиспаста и барабана лебедки

2.1. Определение КПД полиспаста. Коэффициент полезного деяния Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза полиспаста, в особенности при его большей кратности, в значетельной степени оказывает влияние на тяговое усилие в канате, мощность мотора подъемного механизма, тормозной момент. При определении КПД полиспаста следует найти сначала, с какого блока (подвижного либо недвижного) канат поступает на барабан лебедки либо обводные блоки.

2.2. Если канат сбегает с подвижного Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза блока, то

если канат сбегает с недвижного блока, то

где - коэффициент полезного деяния блока, учитывающий утраты, связанные с преодолением жесткости каната при огибании блока (см. табл. 1 приложения А);

1, 2, 3…n – количество веток каната, включая тянущую (на схеме полиспаста обозначена со стрелкой (см. набросок 2));

iП – кратность полиспаста согласно выданному заданию (см. методические указания Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза [1]).

Характеристику опоры и условия ее работы для выбора КПД блоков принимают без помощи других.

2.3. Определение натяжения в ветки каната, идущей на барабан, Н

,

где - масса поднимаемого груза с грузозахватными устройствами, кг;

- ускорение свободного падания, 9,81 м/с2;

- КПД обводного блока, принимаемый равным КПД блока полиспаста (табл. 1 приложения А );

к - количество обводных блоков (по заданию Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза).

2.4. Режим работы механизма устанавливают по выданному заданию согласно методическим указаниям [1].

2.5. Подбор каната грузоподъемного механизма осуществляется в согласовании с требованиями “Правил устройства и неопасной эксплуатации грузоподъемных кранов” [3] по формуле, кН

,

где F0 - расчетное разрывное усилие каната в целом, принимаемое при проектировании по данным Муниципального эталона, кН;

- наибольшее натяжение в ветки каната Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза, идущей на барабан (без учета динамических нагрузок), кН;

- малый коэффициент припаса прочности каната (см. табл. 2 приложения А).

2.6. Определив значение F0, подбирают канат согласно ГОСТу по расчетному разрывному усилию каната в целом. Свойства канатов применительно к ГОСТ 2688-80, 7665-80 приведены в работе [7, 12, 13] и в табл. 5 приложения А.

При использовании официальных Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза изданий ГОСТов следует учесть связь меж единицами силы (1 кгс = 9, 81 Н).

2.7. Для устройств подъема со свободной подвеской груза следует выбирать канаты крестовой свивки как наименее раскручивающиеся. Если груз движется в направляющих, то следует отдавать предпочтение канатам однобокой (параллельной) свивки.

2.8. После того, как канат подобран, выписывают его полную характеристику, к примеру Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза, «Канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6×19 (1 + 6 + 6/6) + 1 о.с. поперечником 11 мм с разрывным усилием каната в целом 66,75 кН, ГОСТ 2688-80» либо «Канат двойной свивки типа ЛК-З конструкции 6×25 (1 + 6; 6 + 12) + 1 о.с. поперечником 8,1 мм с разрывным усилием каната в целом 33,95 кН, ГОСТ 7665-80».

2.9.Определение главных размеров барабана. Одним из главных размеров барабана является его поперечник Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза . При определении поперечника следует учесть правила Госнадзорохрантруда Украины [3], согласно которым

,

где - поперечник каната, мм;

h1 - коэффициент, зависящий от режима работы механизма (см. табл. 3 приложения А ).

2.10. Определенный поперечник барабана округляют до наиблежайшего большего значения согласно ГОСТ 6636-69 [16] (табл. 4 приложения А). Дальше определяют поперечник барабана по центру витков каната, мм

.

2.11. Определяют рабочую длину каната Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза, наматываемого на барабан, м

где Н – высота подъема груза, м;

іП – кратность полиспаста.

2.12. Определяют полное количество витков каната на барабане

,

где - количество рабочих витков каната на барабане при однослойной навивке

;

zзакр = 2 - 3 – малое количество витков для закрепления каната;

zзап = 2 – малое количество запасных витков;

2.13. Определяют длину барабана с нарезанной рабочей частью из условия Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза размещения всего рабочего участка каната на барабане в один слой, мм

,

где - полное количество витков каната на барабане;

- шаг вырезки барабана, мм

мм.

2.14. Определяют очень допустимую рабочую длину барабана с учетом допустимого угла отличия каната от нормали к оси барабана, мм

,

где - расстояние меж осью барабана и осью отклоняющего блока, м;

= 6° - очень допустимый Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза угол отличия оси каната от нормали к оси барабана

2.15. При однослойной навивки каната на барабане с нарезанными винтообразными канавками можно принять =0,1.

2.16. Инспектируют, выдерживаются ли условия

.

Если оба эти условия удовлетворяются, то принимают однослойную навивку каната на барабан с нарезанными винтообразными канавками без канатоукладчика. В данном случае длина барабана

.

2.17. Если хотя бы одно Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза из критерий по п. 2.16 не выдерживается, то используют многослойную навивку с канатоукладчиком. Схемы канатоукладчиков приведены в работе [6].

2.18. В случае мультислойной навивки каната на барабане определяют количество витков каната в каждом слое

, (*)

где lp - рабочая длина каната, м;

n – принятое количество слоев навивки;

Dб – поперечник барабана по центру Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза витков каната, м;

dк – поперечник каната, м.

Формула (*) была выведена исходя из условия, что рабочая длина каната равна канатоемкости барабана, другими словами .

2.19. Рабочая длина гладкого барабана (при мультислойной навивке каната барабан делают гладким), мм

.

2.20. Определяют поперечник барабана по ребордам, мм

,

где n – принятое количество слоев навивки.

2.21. Толщину стены барабана принимают по эмпирическим Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза формулам:

для металлических:

мм;

для железных:

мм.

Из условия технологии производства литых барабанов d ³ 12 мм.

2.22. Определяют толщину реборды, мм

.

Толщина реборды должна быть менее толщины стены.

2.23. Округляют габаритную длину барабана:

при однослойной навивке каната можно выполнить барабан, как без реборд, так и с ребордами, в последнем случае габаритная длина барабана, мм

;

при Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза мультислойной навивке каната барабан делают с ребордами, тогда габаритная длина барабана, мм

.

2.24. Округляют габаритную длину барабана до размеров согласно ГОСТ 6636-69 [16] (см. табл. 4 приложения А).

2.26. Определяют поперечник отклоняющихся, обводных блоков, мм

,

где - поперечник каната, мм;

h2 - коэффициент, зависящий от режима работы механизма (см. табл. 3 приложения А);

Определенный поперечник блока Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза округляют до наиблежайшего большего значения согласно ГОСТ 6636-69 [16] (см. табл. 4 приложения А).

3. Подбор электродвигателя

3.1. Мощность электродвигателя определяют по формуле, кВт

,

где - наибольшее натяжение в ветки каната, идущей на барабан, кН;

- скорость навивки каната на барабан, м/с (п. 3.2.);

- КПД механизма лебедки (п. 3.3).

3.2. Величину определяем с учетом кратности полиспаста механизма подъема, м/с

где - скорость подъема груза Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза, м/мин;

iП – кратность полиспаста.

3.3. Коэффициент полезного деяния механизма лебедки

,

где - КПД барабана, равный 0,96;

- КПД редуктора, равный 0,94.

3.4. Пользуясь данными [7, 12, 13] либо табл. 6, 7 и 8 приложения А, подбирают движок мощностью, наиблежайшей к N, с учетом данной длительности включения ПВ.

3.5. Техно черта выборного электродвигателя и его геометрические характеристики записываются в последующем виде Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза:

Черта мотора

Характеристики Значения характеристик
Тип мотора МТF 411-6
Мощность на валу при ПВ = 40%, кВт
Частота вращения вала мотора, мин-1
Наибольший момент, Н·м
Момент инерции ротора, кг·м2 0,510
Масса, кг
Габаритные размеры, мм:
высота
ширина
длина

Размеры мотора выписывают из источников [7, 12, 13] либо табл. 9 и 10 приложения А.

4. Подбор редуктора

4.1. Определяют нужную частоту вращения вала Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза барабана, мин-1

,

где - скорость навивки каната на барабан, м/с (п. 3.2.)

4.2. Определяют нужное расчетное передаточное число редуктора

где и - соответственно частота вращения вала электродвигателя и барабана, мин-1

4.3. Редуктор выбирают, исходя из синхронной скорости вращения вала электродвигателя, мощности, режима работы и нужного передаточного числа. Начальные данные для подбора редукторов помещены Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза в работах [7, 12, 13] либо в табл. 11, 12 и 13 приложения А. При этом, если расчетом получено передаточное число u£50, то рекомендуется выбирать цилиндрические редукторы серии Ц2; если передаточное число u>50, то рекомендуется выбирать коническо-цилиндрические редукторы серии КЦ2. Техно характеристику редуктора и его межосевые расстояния записывают в последующем виде:

Черта Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза принятого редуктора

Характеристики Значения
Обозначение, серия Ц2-400
Передаточное число 16,3
Выходной конец тихоходного вала М
Схема сборки
Мощность, передаваемая редуктором, кВт 42,8
Частота вращения, мин-1
Режим работы Т
Межосевые расстояния, мм
быстроходной ступени
тихоходной ступени
Масса, кг
Габаритные размеры, мм:
высота
ширина
длина

Размеры редуктора выписывают из источников [7, 12, 13] либо табл. 14, 15 и 16 приложения А.

4.4. После выбора Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза редуктора производят расчет фактической скорости подъема груза

где uг – скорость подъема груза по заданию, м/мин;

- расчетное передаточное число редуктора (п. 4.2);

- передаточное число принятого редуктора.

4.5. Отклонение фактической скорости подъема груза от данной

,

где и - соответственно данная и фактическая скорость подъема груза, м/мин.

5. Определение тормозного момента.

5.1. Статический момент Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза на валу барабана, создаваемый большим рабочим грузом, Н·м

.

5.2. Момент на тормозном валу, Н·м

.

5.3. Нужный тормозной момент устанавливают с учетом коэффициента припаса торможения, который находится в зависимости от режима работы механизма. Тормозной момент равен, Н·м

где - коэффициент припаса торможения (табл. 17 приложения А).

6. Подбор тормоза

6.1. Тормоз подбирают по величине тормозного момента по [7, 12, 13] либо по табл Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза. 20 и 21 приложения А.

6.2. Техно характеристику тормоза записывают в последующем виде:

Черта принятого тормоза

Характеристики Значения
Тип тормоза ТКТ-200
Тормозной момент (наибольший), Н·м
Поперечник тормозного шкива, мм
Допускаемая длительность включения ПВ, %
Масса, кг
Габаритные размеры, мм:
высота
ширина
длина

7. Подбор муфты

7.1. Соединение вала электродвигателя с валом редуктора осуществляется с помощью упругой Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза втулочно-пальцевой либо зубчатой муфты. Целенаправлено, чтоб роль тормозного шкива делала одна из полумуфт. При всем этом употребляются работы [7, 12, 13] либо табл. 18 и19 приложения А.

7.2. Муфта выбирается по большему передаваемому моменту. При выборе муфты нужно, чтоб производились последующие условия:

- момент, передаваемый муфтой, должен быть равен либо больше тормозного момента ;

- поперечник Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза тормозного шкива муфты должен быть равен поперечнику нужного тормозного шкива для избранного тормоза.

7.3. После выбора муфты выписывают ее техно характеристику в последующем виде:

Черта муфты

Характеристики Значения
Обозначение муфты МУВП с тормозным шкивом
Момент, передаваемый муфтой (больший), Н·м
Поперечник тормозного шкива, мм
Ширина шкива, мм
Момент Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза инерции, кг×м2 0,1274
Масса, кг

8. Проверка работоспособности тормоза

8.1. Окружное тормозное усилие меж поверхностями трения каждой колодки двухколодочного тормоза с поверхностью трения шкива определяют по формуле, Н

,

где - поперечник тормозного шкива, м.

8.2. Обычное давление колодок на шкив, Н

,

где - коэффициент трения вальцованной ленты по чугуну (стали) при отсутствии смазки =0,42

8.3. Площадь соприкосновения со шкивом Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза, м2

,

где - поперечник тормозного шкива, м;

- ширина колодки, м (обычно принимается на 5-10 мм меньше ширины шкива);

- угол обхвата колодкой шкива, град. Для тормозов ТКТГ и ТКТ угол 70°.

8.4. Среднее удельное давление меж колодкой и шкивом, Н/м2.

.

8.5. Должно соблюдаться условие

,

где - допускаемое удельное давление, для вальцованной ленты по металлу =0,4 МПа для Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза спусковых тормозов и =0,6 МПа для стопорных тормозов.

8.6. Инспектируют тормоз по нагреву из условия

,

где =2,5×106 Вт/м2 – допускаемая величина показателя нагрева;

- линейная скорость точки на поверхности тормозного шкива, м/с.

Величину находим из формулы, м/с

,

где - поперечник тормозного шкива, м;

- частота вращения тормозного вала (вала электродвигателя), мин-1.

На этом завершается расчет Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза грузоподъемного устройства. Дальше приводится техно черта и компоновочная схема электрореверсивной грузовой лебедки, вычерченная в масштабе (см. набросок 7). В характеристике отражаются начальные данные задания и обоснованные расчетом свойства механизма.

Техно черта механизма подъема груза

1. Масса поднимаемого груза, т.

2. Высота подъема, м.

3. Кратность полиспаста.

4. Режим работы механизма.

5. Длительность включения, %.

6. Канат (условное обозначение каната Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза).

7. Количество обводных (включая отклоняющих) блоков.

8. Барабан (гладкий, с нарезанными канавками), размеры в мм:

- габаритная длина;

- рабочая длина;

- поперечник;

- поперечник по ребордам;

- толщина стены;

- шаг вырезки;

- число слоев навивки.

9. Движок:

- тип;

- мощность на валу при ПВ %, кВт;

- частота вращения вала мотора, мин-1.

10. Редуктор:

- обозначение;

- передаточное число;

- передаваемая мощность, кВт;

- частота вращения Работа 1. Определение основных параметров и расчет механизма подъема груза быстроходного вала, мин-1;

- режим работы.

11. Муфта:

- тип;

- больший передаваемый момент, Н·м;

- поперечник тормозного шкива, мм;

- ширина шкива, мм;

- момент инерции муфты, кг×м2.

12. Тормоз:

- тип;

- тормозной момент, Н·м;

- поперечник тормозного шкива, мм;

- допускаемое значение ПВ, %;

- среднее удельное давление меж колодками и шкивом, МПа.


rabochaya-uchebnaya-programma-po-discipline-ekonomicheskoe-obespechenie-logistiki-i-upravlenie-cepyami-postavok-dlya-napravleniya-080200-62-menedzhment-profil-podgotovki-logistika.html
rabochaya-uchebnaya-programma-po-discipline-elektroradiotehnika-dlya-oop-050100-pedagogicheskoe-obrazovanie-fizika-po-ciklu-b-v-06-professionalnij-cikl-variativnaya-chast.html
rabochaya-uchebnaya-programma-po-discipline-fakultetskaya-terapiya-professionalnie-bolezni-po-napravleniyu-podgotovki-060103-pediatriya-kvalifikaciya-specialist.html