Реферат: Расчет механизма подъема лебедки
Расчет механизма подъема лебедки
Оглавление
Расчет и выбор каната
Выбор крюка по грузоподъемности и режиму работы
Расчет траверсы подвески
Расчет блоков подвески
Расчет барабана
Расчет оси барабана
Расчет и выбор электродвигателя
Выбор редуктора
Расчет и выбор тормоза
Расчет и выбор муфты
Исходные данные:
Грузоподъемность />
Режим работы – средний
Кратность полиспаста />
Высота подъема />
Скорость подъема />
Расчет и выбор каната
Максимальное усилие каната определяется по формуле
/>
где />– грузоподъемность, кг; />— ускорение свободного падения; />– число ветвей, на которых весит груз (для полиспаста />, для полиспаста кратностью />); />– КПД для полиспаста с кратностью />, для полиспаста с кратностью />.
/>
Канат выбирается по расчетному разрывному усилию, которое определяется по формуле
/>
где />— коэффициент запаса прочности каната, принимается равным 5; 5,5 и 6 соответственно для легкого, среднего, тяжелого режимов.
Окончательно выбираем канат диаметром 15 мм.
/>
Выбор крюка по грузоподъемности и режиму работы
Номер крюка 15, диаметр крюка 55 мм.
Статическая грузоподъемность определяется по формуле
/>
где />=1,2 – динамический коэффициент; />– грузоподъемность крана, кг; />— ускорение свободного падения.
/>
Для крюков применяются однорядные шариковые упорные подшипники по ГОСТ 6874-75
Окончательно выбираем подшипники:
№ 834; />
Расчет траверсы подвески
Максимальный изгибающий момент в сечении />определяется по формуле:
/>
где />– грузоподъемность, кг; />— ускорение свободного падения; />— расчетная длина траверса.
/>
Условие прочности на изгиб в сечении />имеет вид
/>
где />и />— соответственно действующее и допускаемое напряжения, МПа.
Момент сопротивления в сечении />равен
/>
где />— ширина траверсы, предварительно может быть принята равной />(где />— наружный диаметр упорного подшипника); />— диаметр отверстия в траверсе, предварительно можно принять />; />— высота траверсы, мм.
Исходя из условия прочности необходимая высота траверсы будет равна
/>
/>
Диаметр цапфы определяется по формуле
/>
Расчет блоков подвески
/>
где />— диаметр каната, мм.; />– коэффициент, учитывающий допустимый перегиб каната на барабане. />
Окончательно принимаем />
--PAGE_BREAK--Каждый блок устанавливается на двух шариковых радиальных подшипниках. Максимальная нагрузка на один подшипник определяется по формуле
/>
где />— число блоков, установленных на траверсе; />=1,2 – динамический коэффициент; />— коэффициент вращения, при вращении наружного кольца />.
/>
Расчетная динамическая грузоподъемность подшипника будет равна
/>
Где />— требуемая долговечность подшипника, мин/об. В свою очередь:
/>
где />— частота вращения блока, />; />— долговечность подшипника в часах, равная 1000 и 3500 ч., соответственно для легкого, среднего, тяжелого режимов работы. Частота вращения блоков определяется по формуле
/>
где />— скорость подъема груза, м/с; />— кратность полиспаста; />— диаметр блока, м.
/>
/>
/>
Окончательно выбираем размеры подшипника средней серии
Подшипник № 311, />, />, />, 56000 Н
Расчет барабана
Диаметр барабана принимается также как диаметр блоков 500 мм.
Расстояние между центрами канавок принимается равным
/>
Длина барабана при использовании сдвоенного полиспаста определяется по следующей формуле
/>
где />– участок для закрепления конца каната, мм; />– участок для неприкосновенных витков трения, которые уменьшают нагрузку на элементы крепления каната, мм; />— концевая часть барабана, мм; />— участок для навивки рабочей ветви каната, мм; />– средний гладкий участок барабана, разделяющий левую и правую нагрузки.
/>
/>
/>
Длина рабочего участка барабана определяется по формуле
/>
/>
/>
/>
Расчет оси барабана
Нагрузка на ось барабана создается усилиями двух ветвей каната, которые наматываются на барабан. Таким образом, суммарная нагрузка на барабан составит
/>
/>
Нагрузки от барабана на ось передаются через ступицы. Для предварительного расчета можно принять эти нагрузки сосредоточенными по серединам ступиц равным
— для левой ступицы — />
— для правой ступицы — />
/>
/>
Расчет оси заключается в определении диаметров ступицы />и диаметра цапфы />. Максимальный изгибающий момент будет равен
/>
где />— реакция правой опоры, Н, из усилия равновесия
/>
где />и />– расстояния от опор до точек приложения сил, предварительно можно принять />; />; />– длина оси, ориентировочно />
/>
/>
/>
Условие прочности для данного сечения имеет вид
/>
где />— момент сопротивления сечения; />— допускаемое при знакопеременной нагрузке для стали 45.
Отсюда необходимый для условия прочности диаметр определится по формуле
/>
/>
продолжение--PAGE_BREAK--
Следовательно, диаметр цапфы можно принять равным
/>
Подшипники выбираются по расчетной динамической грузоподъемности, которая определяется по формуле
/>
где />– долговечность подшипника, мин/об; />— эквивалентная нагрузка на подшипник, Н.
/>
где />– нагрузка на подшипник (соответствует реакции опоры), Н; />= 1,2 – динамический коэффициент; />— коэффициент приведения, учитывающий работу крана с разными грузами, принимается равным 0,6; 0,65; 0,75 соответственно для легкого, среднего и тяжелого режимов работы.
/>
/>
Размеры радиальных сферических двуядерных шариковых подшипников средней серии:
/>
Расчет и выбор электродвигателя
Статическая мощность при подъеме максимального груза определяется по формуле
/>
где />– номинальная грузоподъемность, кг.; />— ускорение свободного падения, />; />– скорость подъем груза, м/с; />— КПД механизма подъема, при предварительном расчете можно принять />
/>
Выбираем электродвигатель MTF– 412 – 6, мощность на валу при ПВ = 25 %, мощность 36 кВт, с частотой вращения 965 />
Выбор редуктора
Выбираем редуктор по эквивалентной мощности и передаточному числу, которое определяется по формуле
/>
где />– расчетное передаточное число; />— частота вращения двигателя, />; />— частота вращения барабана, />
Частота вращения барабана определяется по формуле
/>
где />— скорость подъема груза, м/с; />— кратность полиспаста; />– диаметр барабана, м
/>
/>
Окончательно выбираем редуктор с передаточным числом 41 среднего режима работы, тип редуктора Ц2-400, передаваемой мощности 28,1 кВт
Расчет и выбор тормоза
Выбираем тормоз по расчетному тормозному моменту
/>
где />— коэффициент запаса торможения, равный 1,5; 1,75 и 2 соответственно для легкого, среднего и тяжелого режимов; />– передаточное число редуктора; />=0,8 – общий КПД механизма подъема.
/>
Окончательно выбираем колодочные тормоза с электромагнитом переменного тока: ТКТ -300 1200 с тормозным моментом />, диаметр шкива 300 мм, массой 68 кг.
Расчет и выбор муфты
Выбираем муфту по расчетному крутящему моменту
/>
где />— коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма, для механизма подъема />=1,3; />— коэффициент учитывающий режим работы, принимается равным 1,1; 1,2; 1,3; соответственно для легкого, среднего и тяжелого режимов.
/>
Выбираем муфту с крутящим моментом 500 />с диаметром шкива 200 мм