Розрахунок електричної талі

ЗМІСТ

1. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРОДВИГУНА

1.1 ТРИВАЛІСТЬ ВКЛЮЧЕННЯ

1.2 ВАНТАЖОПІДІЙМАЛЬНИХ СИЛА

1.3 ПОТУЖНІСТЬ ЕЛЕКТРОДВИГУНА

1.4 ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА

1.5 КУТОВА ШВИДКІСТЬ ЕЛЕКТРОДВИГУНА

2. РОЗРАХУНОК канатно-Блочна система

2.1 МІНІМАЛЬНИЙ Діаметр барабана

2.2 МОЖЛИВІ СХЕМИ Поліспаст

2.3 КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ Поліспаст

2.4 НАЙБІЛЬШІ НАТЯГ гілок канату

2.5 розривне зусилля каната

3. РОЗРАХУНОК БАРАБАН

3.1 МІНІМАЛЬНИЙ РОЗРАХУНКОВИЙ Діаметр барабана

3.2 СТАВЛЕННЯ МІНІМАЛЬНОГО КОНСТРУКТИВНОЇ Діаметр барабана до діаметра каната

4. РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ БАРАБАН

4.1 МІНІМАЛЬНА ДОВЖИНА БАРАБАН

4.2 ВІДСТАНЬ МІЖ підшипників електродвигунів

5. Розрахунок редуктора

5.1 КУТОВА швидкість барабана

5.2 передаточного числа редуктора

5.3 МІНІМАЛЬНА значення міжосьового ВІДСТАНІ РЕДУКТОР за умовами міцності

6. РОЗРАХУНОК Габарити і маса РЕДУКТОР

6.1 ВИСОТА РЕДУКТОР

6.2 ШИРИНА РЕДУКТОР

6.3 ДОВЖИНА РЕДУКТОР

6.4 МАСА РЕДУКТОР

6.5 МАСА ДВИГУНА

6.6 МАСА БАРАБАН

6.7 РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКУ

7. КОМПОНОВКА Електричні талі

8. ПЕРЕВІРКА ДВИГУНА по пускових МОМЕНТУ

9. РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПЕРЕСУВАННЯ

9.1 ВИБІР ходових коліс

9.1.1 ВИЗНАЧЕННЯ ПОПЕРЕДНЬОЇ МАСИ ВІЗКИ

9.1.2 ТИСК НА Ходові колеса

9.2 РОЗРАХУНОК СОПОРОТІВЛЕНІЯ РУХУ

9.3 ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА

9.4 ВИБІР РЕДУКТОР

9.5 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ЗАПАСУ зчеплення приводних коліс із рейками при ПУСКУ

9.6 ВИБІР ГАЛЬМА

ЛІТЕРАТУРА

1. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Вантажопідйомність m = 4000 кг, швидкість підйому V = 0,2 м / с, висота підйому H = 6м, режим навантаження L 1, група класифікації механізму M 2, число зубів шестерні Z = 21.

1.1 ТРИВАЛІСТЬ ВКЛЮЧЕННЯ

Тривалість включення механізму підйому вантажу визначена в розрахунках ВНІІПТМаш (1), т.2, с. 103. Прирівнюючи помірний режим навантаження до середнього маємо ПВ,%:

Приймаються ПВ 1 5%.

1.2 ВАНТАЖОПІДІЙМАЛЬНИХ СИЛА

де - Прискорення вільного падіння.

1.3 ПОТУЖНІСТЬ ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Статична потужність електродвигуна при тривалості включення в годину ПВ 40%, прийнятої у каталогах:

де - Попереднє значення ККД механізму.

Потужність електродвигуна при заданому значенні ПВ 15%, складе:

1.4 ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Виберемо електродвигуни за найближчої більшої потужності (додаток):

Розшифровка позначення:

4 - символ відповідності стандарту МЕК;

А - асинхронний загальнопромислові;

В - вбудований;

Січень 2000 - висота валу,

А; В - довжина сердечника статора (А - короткий, В - довгий);

4; 6; 8 - число полюсів;

У3 - кліматичне виконання (помірний клімат, неопалюване приміщення)

1.5 КУТОВА ШВИДКІСТЬ ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Отримаємо для чисел полюсів

2. РОЗРАХУНОК канатно-Блочна система

2.1 МІНІМАЛЬНИЙ Діаметр барабана

Мінімальний діаметр барабана (по середній лінії каната), з умови розміщення електродвигуна

де = 225 мм - діаметр статора;

= 19 мм - глибина повітряного зазору;

d = 10 ... 20 мм - попереднє значення діаметра каната

Приймемо D = 320 з ряду (Допускається округляти до парного числа).

2.2 МОЖЛИВІ СХЕМИ Поліспаст

Рис.2. Схеми поліспастів. - Число поліспастів; - Кратність

2.3 КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ Поліспаст

,

де - Кратність поліспаста;

- ККД блоку.

Отримаємо:

;

2.4 НАЙБІЛЬШІ НАТЯГ гілок канату

Найбільше натяг вітки каната, що визначене в паспорті електричної талі

Маємо:

2.5 розривне зусилля каната

Розривне зусилля каната в цілому, що приймається за сертифікатом (додаток)

,

де z = 3.35 - мінімальний коефіцієнт використання каната для заданої групи класифікації механізму (додаток); - Найбільше натяг вітки каната за п. 2.4.

Виберемо канат типу

Для знайдених значень вибираємо найближчі великі значення і відповідні їм діаметри каната (Табл.1).

Таблиця 1

12	11,5	7,51	1,96	6,57
21	11,5	7,51	1,99	6,66
31	9	4,54	1,34	4,515
22	9	4,54	0,99	3,33

Діаметр каната зменшується у міру збільшення твори zS

3. РОЗРАХУНОК БАРАБАН

3.1 МІНІМАЛЬНИЙ РОЗРАХУНКОВИЙ Діаметр барабана

Мінімальний розрахунковий діаметр барабана (по середній лінії каната) з умови міцності

,

де - Коефіцієнт вибору діаметра барабана по ІСО (додаток), тобто відношення діаметра барабана до діаметра каната для заданої групи класифікації механізму М2; - Діаметр каната.

Отримаємо:

3.2 СТАВЛЕННЯ МІНІМАЛЬНОГО КОНСТРУКТИВНОЇ Діаметр барабана до діаметра каната

Відношення мінімального конструктивного діаметру барабана, знайденого за п.2.1 до діаметра каната

де D - діаметр барабана з умови розміщення електродвигуна; - Найбільше значення діаметра каната з табл.1.

Очевидно, що число x перевищує число більше, ніж на 2 кроки по таблиці вибору діаметра каната.

«... Допускається зміна коефіцієнта , Але не більше ніж на 2 кроки по групі класифікації з відповідною компенсацією і шляхом зміни величини ... »

Вважаємо, що можливе збільшення коефіцієнта більше, ніж на 2 кроки, проте значення може бути знижено не більше, ніж на 2 кроки. У нашому випадку діаметр барабана збільшений більш, ніж на 2 кроки. Зменшимо на кроку, тобто до значення z = 3.15 і знову виберемо діаметри канатів (табл.2)

Таблиця 2

Знову обрані діаметри каната менше, початкові. Це дозволяє зменшити довжину барабана або збільшити його Канатоємкість (висоту підйому).

4. РОЗРАХУНОК ДОВЖИНИ БАРАБАН

4.1 МІНІМАЛЬНА ДОВЖИНА БАРАБАН

Мінімальна довжина барабана з умови забезпечення заданої висоти підйому

,

де - Число поліспастів;

- Діаметр каната;

- Висота підйому;

- Діаметр барабана;

- Коефіцієнт довжини ненарезанной (середньої) частини барабана при здвоєному поліспасті:

Отримаємо:

Примітка:

У дужках - число витків каната на барабані: робоче плюс 4 (2 - недоторканних і 2 - для кріплення кінця канату). Перед дужкою - число поліспастів і крок нарізки, рівний . Після дужки - довжина середньої, ненарезанной частини барабана (для здвоєних поліспастів).

4.2 ВІДСТАНЬ МІЖ підшипників електродвигунів

де - Довжина петлі обмотки статора;

- Відстань між лопаттю вентилятора і петлею обмотки статора;

- Відстань між петлею обмотки статора і маточиною барабана;

- Довжина посадочної частини статора;

- Ширина вентилятора;

6 мм - відстань між вентилятором і маточиною (додаток);

е - число полюсів.

Отримаємо:

Вентилятори обов'язкові для всіх режимів навантаження, крім легкого. ( - Відстань між підшипниками електродвигуна); Умова розміщення барабана на електродвигуні запишеться у вигляді:

,

де - Максимальна довжина барабана; - Довжина барабана, необхідна для забезпечення висоти підйому.

Маємо:

Умова розміщення барабана на електродвигуні виконується для всіх варіантів.

5. Розрахунок редуктора

5.1 КУТОВА швидкість барабана

,

де V = 0.2м / c - швидкість підйому;

- Кратність;

D - діаметр барабана.

Отримаємо:

5.2 передаточного числа редуктора

, Де

- Кутова швидкість електродвигуна;

- Число полюсів;

- Кутова швидкість барабана;

- Кратність;

- Число поліспастів.

Звідси маємо:

Задано двоступінчастий співвісний редуктор. Приймемо інтервал передавальних чисел від до . Варіант відкидаємо. Останні значення приймаємо так, як вони визначені за програмою «Редуктор» реалізовується на ПЕОМ (додаток).

У програму вводять число зубів первинного вала-шестерні , Що збігається з номером завдання, модуль першого ступеня і передавальне число . Модуль першого ступеня знаходять із співвідношення:

,

де

Дано: z = 18. Отримаємо:

Вибираємо модулі з ряду:

Програма «Редуктор» дотримується 3 умови:

1) Рівність міжосьових відстаней ;

2) Відношення діаметра другого валу до діаметра першого валу становить (За принципом рівноміцності валів);

3) Ряд модулів обох ступенів стандартний.

5.3 МІНІМАЛЬНА значення міжосьового ВІДСТАНІ РЕДУКТОР за умовами міцності

, Де

- Коефіцієнт твердості зубів при , , відповідно;

- Передавальне відношення другого ступеня;

- Крутний момент на шестірні другого ступеню:

,

де - Вантажний момент на барабані, тоді

.

Для маємо:

.

Значення отримані на ЕОМ:

;

;

, Де

- Кількість гілок канату;

- Найбільше натяг вітки каната;

- Діаметр барабана.

Отримаємо:

Визначимо значення міжосьових відстаней і порівняємо їх з мінімальними:

6. РОЗРАХУНОК Габарити і маса РЕДУКТОР

6.1 ВИСОТА РЕДУКТОР

,

де - Коефіцієнт, що враховує наявність корпусу;

6.2 ШИРИНА РЕДУКТОР

Приймається рівною міжосьовому відстані .

6.3 ДОВЖИНА РЕДУКТОР

6.4 МАСА РЕДУКТОР

,

де - Коефіцієнт заповнення обсягу електричної талі металевими деталями;

- Щільність сталі;

6.5 МАСА ДВИГУНА

для числа полюсів p = 4, 6, 8 маємо m = 35; 34; 50 кг з паспорта двигуна (додаток)

6.6 МАСА БАРАБАН

6.7 РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКУ

Зведемо результати розрахунку в таблицю мас і визначимо пріоритети: на перші місця поставимо найлегші варіанти.

Зведена таблиця мас, кг.

7. КОМПОНОВКА Електричні талі

а) найменш металлоемкого варіанта;

б) варіанти, що дозволяє отримати найбільшу висоту підйому вантажу (має найменше значення твору і трохи більшу масу).

Для вибраного проводять перевірку електродвигуна по пусковому моменту і, у разі необхідності, повертаються до альтернативного варіанту.

Рис. Компонування електричної талі

8. ПЕРЕВІРКА ДВИГУНА по пускових МОМЕНТУ

Умова пуску

,

де - Среднепусковой момент електродвигуна;

- Момент інерції ротора електродвигуна;

- Маса вантажу;

- Діаметр барабана;

- Кратність поліспаста;

- Загальне передавальне число редуктора;

- ККД механізму;

- ККД поліспаста;

- Вантажний момент на барабані;

- Час пуску:

де - Прискорення при пуску для вантажопідйомних ;

- Швидкість підйому;

коефіцієнт враховує невраховані обертові маси.

Чисельний приклад наведемо для варіанту 831:

> 34.5 тобто умова пуску виконується.

9. РОЗРАХУНОК МЕХАНІЗМУ ПЕРЕСУВАННЯ

9.1 ВИБІР ходових коліс

9.1.1 ВИЗНАЧЕННЯ ПОПЕРЕДНЬОЇ МАСИ ВІЗКИ

На підставі статистичних даних масу візки можна виразити залежністю:

, (1)

де - Маса вантажу.

Отримаємо: кг

Вага візка:

, (2)

Отримаємо: H

Вага вантажу:

, (3)

Отримаємо: H

Вага візка з вантажем:

H, (4)

9.1.2 ТИСК НА Ходові колеса

H, (5)

Визначимо відстань між бічними роликами h з рівняння рівноваги:

, (6)

де - Тиск на бічній ролик.

Доцільно прийняти .

Тоді отримаємо для візка:

, (7)

Виліт консольної візки визначиться з компоновочного креслення візка, на якому необхідно забезпечити також розмір .

Визначимо діаметр ходового колеса , Мм

, (8)

Отримаємо: мм

Отже, виберемо колесо, діаметром 250мм: діаметр внутрішнього отвору підшипника d = 50мм. Значення і d приймають за ГОСТом 24.090.09-75, а значення в цьому випадку дорівнює 0,4 мм за [4], с. 276.

9.2 РОЗРАХУНОК опору пересуванню

Сила опору пересуванню візка з вантажем.

, (9)

де f - коефіцієнт тертя кочення підшипників букси (f = 0,015) див. [4], с. 275;

- Коефіцієнт опору реборди ( ), Див. [4], с. 275.

За формулою (9): H

9.3 ВИБІР ЕЛЕКТРОДВИГУНА

Номінальна потужність електродвигуна механізму пересування:

Вт, (10)

Вибираємо електродвигун 4АС E 90 L Е6

9.4 ВИБІР РЕДУКТОР

Кутова швидкість ходового колеса:

, (11).

Кутова швидкість електродвигуна:

, (12).

Визначимо необхідну передавальне число:

, (13)

Приймаються редуктор ВКН-280 з передавальним числом

; Діаметр швидкохідного валу дорівнює 25мм, маса редуктора 40 кг.

9.5 ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ЗАПАСУ зчеплення приводних коліс із рейками при ПУСКУ

, (14)

де - Сила зчеплення приводних ходових коліс з рейками;

- Сила статичного опору пересуванню візка без вантажу та без урахування тертя в підшипниках приводних коліс;

- Сила динамічного опору пересуванню візка без вантажу;

- Допустиме значення коефіцієнта запасу зчеплення ( = 1,15), [4].

При цьому , (15)

де - Коефіцієнт зчеплення приводного ходового колеса з рейкою. Якщо виключено попадання вологи та масел, то , [5] с.12.

- Число приводних коліс.

Маємо за формулою (15): H

Визначимо :

Н, (16)

Визначимо :

, (17)

де - Максимально допустиме значення прискорення (уповільнення) візки.

Приймаючи , Згідно з [4], отримаємо:

H

Таким чином, запас зчеплення при пуску достатній.

9.6 ВИБІР ГАЛЬМА

Гальмівний момент визначимо як

, (18)

де - Момент інерції обертових і поступально рухомих мас, наведених до гальмівного шківа. Оскільки гальмівний шків встановлений на швидкохідному валу редуктора, що обертається від електродвигуна, то:

, (19)

де , (20)

виберемо муфту МУВП-25 з діаметром вихідного валу 25мм. Момент інерції муфти діаметр гальмівного шківа 200мм.

Тоді отримаємо:

Коефіцієнт корисної дії механізму:

Час гальмування:

, (21)

Тоді за формулою (19) отримаємо:

H м

Визначимо статичний момент опору пересуванню при гальмуванні:

H м, (22)

За формулою (18) отримаємо:

H м

На кресленні механізму пересування зазначимо: "гальмо відрегулювати на момент 10 Нм.

ЛІТЕРАТУРА

1. Правила будови і безпечної експлуатації вантажопідіймальних кранів. ПБ10-382-00 М.: ПІО ОБТ. 2000, - 266с.

2. Александров М.П. Вантажопідйомні машини. М.: Із МГТУ ім. Н. Е. Баумана - Вища школа, 2000, - 552с

3. Ануров В.І. Довідник конструктора-машинобудівника: У 3 томах. Т. 1. - М.: Машинобудування, 1982. - 756 с.

4. Ануров В.І. Довідник конструктора-машинобудівника: У 3 томах. Т. 3. - М.: Машинобудування, 1982. - 556 с.

5. Коросташевскій Р.В., Наришкін В.М., Старостін В.Ф. та ін Підшипники кочення: Довідник-каталог / Под ред. В.Н. Наришкіна, Р.В. Корасташевского. - М.: Машинобудування, 1984. - 280 с.

6. Козак С.А., Дусье В.Є., Кузнєцов О.С. Курсове проектування вантажопідйомних машин / Под ред. С.А. Козака. - М.: Вища школа, 1983. - 320 с.

7. Кузьмін А.В., Марон Ф.Л. Довідник по розрахунках механізмів ПТМ. - Мінськ: Вища школа, 1983. - 352 с.

8. Яуре А.Г., Певзнер Є.М. Крановий електропривод: Довідник. - М.: Енергоіздат, 1988. - 344 с.

9. Приводи машин: Довідник / За ред. В.В. Длоугі. - Л.: Машинобудування, 1982. - 384 с.

10. Анфимов М.І. Редуктори. Конструкції і розрахунок: Альбом. - М.: Машинобудування, 1993. - 464 с.

11. Поляков В.С., Барбаш І.Д., Ряховський О.А. Довідник з муфтам. - Л.: Машинобудування, 1979. - 344 с.

12. Довідник по кранах: У 2 томах. Т. 2 / За ред. М.І. Гохберг. - М.: Машинобудування, 1988. - 560 с.

13. Абрамович І.І., Березін В.М., Яуре А.Г. Вантажопідіймальні крани промислових підприємств: Довідник - М.: Машинобудування, 1973. 472с.