Розрахунок механізму підйому лебідки

Зміст

Розрахунок і вибір каната
Вибір гака за вантажопідйомністю і режиму роботи
Розрахунок траверси підвіски
Розрахунок блоків підвіски
Розрахунок барабана
Розрахунок осі барабана
Розрахунок і вибір електродвигуна
Вибір редуктора
Розрахунок і вибір гальма
Розрахунок і вибір муфти

Вихідні дані:

Вантажопідйомність

Режим роботи - середній

Кратність поліспаста

Висота підйому

Швидкість підйому

Розрахунок і вибір каната

Максимальне зусилля каната визначається за формулою

де - Вантажопідйомність, кг; - Прискорення вільного падіння; - Число гілок, на яких важить вантаж (для поліспаста , Для поліспаста кратністю ); - ККД для поліспаста з кратністю , Для поліспаста з кратністю .

Канат вибирається по розрахунковому розривному зусиллю, яке визначається за формулою

де - Коефіцієнт запасу міцності каната, приймається рівним 5; 5,5 і 6 відповідно для легкого, середнього, важкого режимів.

Остаточно вибираємо канат діаметром 15 мм.

Вибір гака за вантажопідйомністю і режиму роботи

Номер гака 15, діаметр гака 55 мм.

Статична вантажопідйомність визначається за формулою

де = 1,2 - динамічний коефіцієнт; - Вантажопідйомність крана, кг; - Прискорення вільного падіння.

Для гаків застосовуються однорядні кулькові упорні підшипники за ГОСТ 6874-75

Остаточно вибираємо підшипники:

№ 834;

Розрахунок траверси підвіски

Максимальний згинальний момент у перерізі визначається за формулою:

де - Вантажопідйомність, кг; - Прискорення вільного падіння; - Розрахункова довжина траверсу.

Умова міцності на вигин у перерізі має вигляд

де і - Відповідно чинне і допустиме напруження, МПа.

Момент опору в перерізі дорівнює

де - Ширина траверси, попередньо може бути прийнята рівною (Де - Зовнішній діаметр упорного підшипника); - Діаметр отвору в траверсі, попередньо можна прийняти ; - Висота траверси, мм.

Виходячи з умови міцності необхідна висота траверси буде дорівнює

Діаметр цапфи визначається за формулою

Розрахунок блоків підвіски

де - Діаметр каната, мм.; - Коефіцієнт, що враховує допустимий перегин каната на барабані.

Остаточно приймаємо

Кожен блок встановлюється на двох кулькових радіальних підшипниках. Максимальне навантаження на один підшипник визначається за формулою

де - Число блоків, встановлених на траверсі; = 1,2 - динамічний коефіцієнт; - Коефіцієнт обертання, при обертанні зовнішнього кільця .

Розрахункова динамічна вантажопідйомність підшипника буде дорівнює

Де - Необхідна довговічність підшипника, хв / об. У свою чергу:

де - Частота обертання блоку, ; - Довговічність підшипника в годинах, рівна 1000 і 3500 год, відповідно для легкого, середнього, важкого режимів роботи. Частота обертання блоків визначається за формулою

де - Швидкість підйому вантажу, м / с; - Кратність поліспаста; - Діаметр блоку, м.

Остаточно вибираємо розміри підшипника середньої серії

Підшипник № 311, , , , 56000 Н

Розрахунок барабана

Діаметр барабана приймається також як діаметр блоків 500 мм.

Відстань між центрами канавок приймається рівним

Довжина барабана при використанні здвоєного поліспаста визначається за наступною формулою

де - Ділянка для закріплення кінця каната, мм; - Ділянка для недоторканних витків тертя, які зменшують навантаження на елементи кріплення каната, мм; - Кінцева частина барабана, мм; - Ділянка для навивки робочої вітки каната, мм; - Середній гладкий ділянку барабана, що розділяє ліву і праву навантаження.

Довжина робочої ділянки барабана визначається за формулою

Розрахунок осі барабана

Навантаження на вісь барабана створюється зусиллями двох гілок канату, які намотуються на барабан. Таким чином, сумарне навантаження на барабан складе

Навантаження від барабана на вісь передаються через маточини. Для попереднього розрахунку можна прийняти ці навантаження зосередженими по серединам маточин рівним

- Для лівої маточини -

- Для правої маточини -

Розрахунок осі полягає у визначенні діаметрів маточини і діаметра цапфи . Максимальний згинальний момент буде дорівнює

де - Реакція правої опори, Н, з зусилля рівноваги

де і - Відстані від опор до точок прикладання сил, попередньо можна прийняти ; ; - Довжина осі, орієнтовно

Умова міцності для даного перетину має вигляд

де - Момент опору перерізу; - Допустиме при знакозмінному навантаженні для сталі 45.

Звідси необхідний для умови міцності діаметр визначиться за формулою

Отже, діаметр цапфи можна прийняти рівним

Підшипники вибираються за розрахунковою динамічної вантажопідйомності, яка визначається за формулою

де - Довговічність підшипника, хв / об; - Еквівалентна навантаження на підшипник, Н.

де - Навантаження на підшипник (відповідає реакції опори), Н; = 1,2 - динамічний коефіцієнт; - Коефіцієнт приведення, враховує роботу крана з різними вантажами, приймається рівним 0,6; 0,65; 0,75 відповідно для легкого, середнього і важкого режимів роботи.

Розміри радіальних сферичних двоядерних кулькових підшипників середньої серії:

Розрахунок і вибір електродвигуна

Статична потужність при підйомі максимального вантажу визначається за формулою

де - Номінальна вантажопідйомність, кг.; - Прискорення вільного падіння, ; - Швидкість підйом вантажу, м / с; - ККД механізму підйому, при попередньому розрахунку можна прийняти

Вибираємо електродвигун MTF - 412 - 6, потужність на валу при ПВ = 25%, потужність 36 кВт, з частотою обертання 965

Вибір редуктора

Вибираємо редуктор по еквівалентної потужності і передавальному числу, яке визначається за формулою

де - Розрахунковий передавальне число; - Частота обертання двигуна, ; - Частота обертання барабана,

Частота обертання барабана визначається за формулою

де - Швидкість підйому вантажу, м / с; - Кратність поліспаста; - Діаметр барабана, м

Остаточно вибираємо редуктор з передаточним числом 41 середнього режиму роботи, тип редуктора Ц2-400, переданої потужності 28,1 кВт

Розрахунок і вибір гальма

Вибираємо гальмо по розрахунковому гальмівним моментом

де - Коефіцієнт запасу гальмування, рівний 1,5; 1,75 і 2 відповідно для легкого, середнього і важкого режимів; - Передавальне число редуктора; = 0,8 - загальний ККД механізму підйому.

Остаточно вибираємо колодкові гальма з електромагнітом змінного струму: ТКТ -300 1200 з гальмівним моментом , Діаметр шківа 300 мм, масою 68 кг.

Розрахунок і вибір муфти

Вибираємо муфту по розрахунковому моменту, що крутить

де - Коефіцієнт, що враховує ступінь відповідальності механізму, для механізму підйому = 1,3; - Коефіцієнт враховує режим роботи, приймається рівним 1,1; 1,2; 1,3; відповідно для легкого, середнього і важкого режимів.

Вибираємо муфту з обертовим моментом 500 з діаметром шківа 200 мм