23 | 03 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Расчет механизма подъема кран - балк

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Задание расчет механизма подъема кран - балк с решением

Рассчитать механизм подъема кран - балк по следующим данным:

- тип механизма подъема – электроталь:

- грузоподъемность – 2,1 т;

- высота подъема – 7 м;

- длина пролета – 7 м;

- скорость подъема груза – 0,15 м/с;

- скорость передвижения тали – 0,5 м/с;

- скорость передвижения моста – 0,7м/с;

- режим работы средний, ПВ=25%.

Расчет электротали.

Для электро­тали грузоподъемностью 2,5 тс принимаем простой полиспаст крат­ностью и = 2 и крюковую подвеску с блоком на подшипниках качения.

Усилие в канате

Н,

где .

Разрывное усилие каната

Р = nKS > 3,5 . 4270 = 16700 Н,

где пк = 3,5 – запас прочности каната при среднем режиме рабо­ты (табл. 11).

По таблице прил. I, [ ] (ГОСТ 7665-69) выбираем канат типа ЛК-3 конструкции

6-X 25 + 1 диаметром dк = 9.7 мм с разрывным усилием 70500 Н.

Фактический запас прочности каната

.

Наименьший диаметр барабана по дну канавок

мм,

где е = 20 – коэффициент, принимаемый по табл. 12, [ ].

У серийно выпускаемых электроталей электродвигатель подъе­ма встроен в барабан, образуя мотор-барабан. Поэтому размеры барабана принимаются конструктивно, но не менее минимально до­пустимого значения. У электротали грузоподъемностью

Q = 15000 Н диаметр барабана по дну канавки равен 200 мм.

Фактическое значение коэффициента

Количество рабочих витков каната на барабане

.

Общее количество витков на барабане

.

где zД = 2 – количество запасных витков, которое остается на ба­рабане при спуске груза на полную высоту.

Длина нарезной части барабана

мм,

где t = 10 мм – шаг винтовой нарезки канавок на барабане.

Статический крутящий момент на валу барабана при подъеме груза

.

где а = 1 – количество ветвей каната, закрепленных на барабане.

Частота вращения барабана

мин-1.

Расчетная мощность электродвигателям

кВт,

где = 0,88 – общий к. п. д. подъемного механизма, равный про­изведению к. п. д. полиспаста, барабана и редуктора.

Выбираем короткозамкнутый асинхронный электродвигатель ти­па АОС-51-1 мощностью N =3,0 кВт, п = 1335 мин-1 ( = 139,5 рад/с): кгс·м·с2.

У выпускаемых электроталей в барабан встроены узлы электро­двигателя АОС-51-1 мощностью 3,0 кВт и п = 1335 мин-1, образуя узел электротали мотор – барабан.

Необходимое передаточное число редуктора

.

Редуктор электротали двухступенчатый (рис. 69, а). Передаточ­ное число первой ступени

,

второй ступени

.

Фактическое передаточное число

.

Фактическая скорость подъема

м/с.

Номинальный крутящий момент на промежуточном (тихоход­ном) валу

Н·м,

где = 0,975 – к. п. д. зубчатой передачи одной ступени. Номинальный крутящий момент на быстроходном валу

.

Тормозной момент определяют, с учетом коэффициента запаса торможения kT по формуле:

МT = kT ·M1 = 1,25 · 14 = 17,5 Нм,

где kT = 1,25 – для механизма подъема электротали с двумя тормозами.

Нормальная сила давления колодок на тормозной шкив

,

где f = 0,42 – коэффициент трения вальцованной ленты по чугуну и стали (табл. 19);

D = 0,17 м – диаметр тормозного шкива.

В соответствии с уравнением моментов сил относительно шарнира при нормально замкнутом тормозе определяем силу пружины, действующую на каждый из двух рычагов,

,

где l1 = 105 мм и l2 = 245 мм;

= 0,95 – к. п. д. рычажной системы.

Усилие размыкания

кгс.

Усилие электромагнита

Н,

где Gp = 4 Н – вес рычага, соединяющего якорь электромагнита с размыкающим пальцем.

Работа, производимая силой нажатия колодок на тормозной шкив,

Нсм,

где = 0,6 мм – величина зазора при отходе колодок.

Ход электромагнита

мм.

В соответствии с величиной РМ выбирают тормозной электромагнит. На величину хода h регулируют электромагнит серии МИС (прил. LXXVI) или серии МТ.

Осадка рабочей пружины тормоза при рабочей нагрузке РП = 26,3 Н.

мм,

где С = 3,95 кгс/мм – жесткость пружины.

Наибольшая величина давления на тормозных обкладках из вальцованной ленты

Н/см2,

где lоб = 9,1 см – развернутая длина обкладки;

bоб = 3,0 см – ширина обкладки.

Грузоупорный тормоз установлен на втором (тихоходном) валу редуктора. Тормозной диск посажен на валу на шпонке, а шестерня навинчена на трехзаходную трапециевидную резьбу вала.

Угол подъема трехзаходной резьбы тормозного вала

,

= 10°,

где а3 = 3 – число заходов резьбы;

мм – средний диаметр резьбы;

t = 8 мм – шаг резьбы.

Осевая сила, возникающая при торможении и зажимающая фрикционные кольца тормоза,

где r = 2,2 см – средний радиус винтовой резьбы;

= 2...3o – угол трения в резьбовой паре при работе в масляной ванне;

f = 0,12 – коэффициент трения вальцованной ленты по стали в масле;

Rc = 9,25см – средний радиус поверхности трения.

Тормозной момент грузоупорного тормоза

М2T = f·A·Rc·n = 0,12 · 940· 9,25 · 2 = 2087 Н·см,

где п = 2 – число пар трущихся поверхностей.

Тормозной момент должен удовлетворять следующему условию:

.

Условие выполнено.

Грузоупорный тормоз в электротали используется в качестве второго тормоза механизма подъема, поэтому коэффициент запаса торможения принимается равным 1,25.

Надежность удерживания груза в подвешенном состоянии обеспечивается при соблюдении зависимости fRcn .

В рассматриваемом случае

(2,2 · 0,2126 +0,12 · 9,25)·0,9752 = 1,5.

Движущийся вниз груз остановится при условии:

,

,

Задание 2

Определить основные параметры ковшового элеватора для подъема зерна пшеницы на высоту H=10 м с производительностью Q = 30 т/ч. Предусмотреть установку нории на открытой площадке.

Ориентируясь на конструкции и параметры существующих норий зерна производительностью 10...50 т/ч, принимаем: тяговый орган — резинотканевую ленту с числом прокладок из ткани БКНЛ-65 z=4; ковши—глубокие, располагаемые с интервалом (расставленные); скорость подъема v = 1,8 м/с; коэффициент заполнения kv = 0,75.

Из формулы производительности

при плотности зерна пшеницы ρ=800 кг/м3 находим линейную вместимость ковшей

Согласно ГОСТ 2036—77 выбираем для V/lк = 8 л/м ковш вместимостью V = 4 л и шириной 0,32 м. При этом ширина ленты B = 0,37 м, шаг расста­новки ковшей lк = 0,5 м. Ориентировочно масса ковша mk≈0,7 V=0,7-4 =2,8 кг.

Расчетная производительность нории

показывает, что заданная производительность будет обеспечиваться даже при некотором ухудшении заполнения ковшей до kv =0,6.

Тяговый расчет. Наименьшее предварительное натяжение рекомендуется 1000…2000 H; принимаем Fmin = F2= 1500 Н.

Натяжение сбегающей ветви

Fc6 = Fl = Fmin+-qogH = 1500+8,65·9,81·20 t= 3197 Н

где qб = qл + qк = 1,1В(δ0z+ δ1+ δ 2)+mк / lкк = 1,1 • 0,37(1,25 • 4+1,5+1,0) + 2,8 : 0,5 = 8,65 кг/м суммарная линейная плотность ленты и ковшей; δ0, δ1 и δ2 — толщина соответственно прокладки ленты, рабочей обкладки и опор­ной обкладки, мм.

Сопротивление зачерпыванию зерна при kзач = 2,0 Н·м/Н и линейной плотности груза q=Q/v = 8,64 : 1,8=4,8 кг/м

Fзач = kзачqg = 2,0·4,8·9,81=94 H.

Сопротивление в подшипниках качения и сопротивление от изгиба ленты небольшой толщины на натяжном барабане при ξ = 0,04

Fп+ Fл = ξFmin = 0,04·1500 = 60 H.

Наибольшее натяжение набегающей ветви

Fmax = Fиб = F4 = Fmiт + Fзач + Fп + Fл + (q + q0) gH = 1500+94+ 60+(4,8+ 8,65) 9,8·20 = 4293 H.

Окружное усилие на приводном барабане с учетом потерь на нем Ft = (FибFc6) (1+ ξ) = (4293—3197) (1+0,04) = 1140 Н.

Мощность двигателя при к. п. д. механизма привода η = 0,8 и коэффи­циенте запаса, учитывающего перегрузку при пуске, kп=1,3

Р = kпFtv / η = 1,3·1140·1,8:0,8 = 3335 Вт.

Принимаем по ГОСТ 19523—81 двига­тель типоразмера 4А13258УЗ мощностью 4 кВт с частотой вращения n=719 мин-1.

При установке нории на открытой пло­щадке, когда возможно попадание влаги на стальную поверхность приводного барабана, принимаем коэффициент сцепления ленты с этой поверхностью f=0,2. Сила сцепления ленты с барабаном при угле обхвата α=3,14 рад

Поскольку окружное усилие Ft меньше силы сцепления Ff, но нормаль­ная работа нории, т. е. без проскальзывания ленты по барабану, обеспечена.

Фактический запас прочности ленты с учетом возможного ослабления ее отверстиями для крепления ковшей kо=0,8 и предела прочности на разрыв одной прокладки из ткани БКНЛ-65 [k]Р = 65 Н/мм

s = koBz [k]p/Fmax= 0,8 · 370 · 4 · 65:4293 = 18,

что больше допускаемого запаса [s]=10...12.

Разгрузка ковшей нории— центробежная, так как радиус барабана r= D6/2 = 0,125z/2 = 0,125 ·4 : 2 = 0,25 м больше полюсного расстояния 1П = g/ω2=9,81 :7,22=0,19 м, где угловая скорость вращения барабана ω = v/r= 1,8:0,25 = 7,2 рад/с.

 

Литература

1.  Ф. К.Иванченко Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин. Киев. Вища школа. 1978.

2. Справочник по кранам. М Машиностроение. 1985.


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить