Технические расчеты
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.75 (2 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

image001_1_fa18b0203882c89006c08be16ba3b48d Расчет механизма подъема кран - балкН,

где image002_3_80bcbdb0d332ccb137bda1bfee065b88 Расчет механизма подъема кран - балк.

Разрывное усилие каната

image003_3_b47f1d185605808b9a87bce3357b4aa8 Расчет механизма подъема кран - балк

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

image004_3_84fe284e50e7fa330c61cc37614dc60f Расчет механизма подъема кран - балк.

Наименьший диаметр барабана по дну канавок

image005_3_4530310d0291b640f952372dd6083aa1 Расчет механизма подъема кран - балкмм,

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

image006_3_efc06684b5422858bd80529b61488c69 Расчет механизма подъема кран - балк

Количество рабочих витков каната на барабане

image007_3_d0de2f277b76d2fbc00cc7a36998f0c6 Расчет механизма подъема кран - балк.

Общее количество витков на барабане

image008_3_fa62d1a156486c8afc43fea3d88977d8 Расчет механизма подъема кран - балк.

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

Длина нарезной части барабана

image009_3_adc3f089b4b42ea77fecaee6a4937f26 Расчет механизма подъема кран - балкмм,

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

Статический крутящий момент на валу барабана при подъеме груза

image010_3_d1ef4614def2689b54437b4173e16ab6 Расчет механизма подъема кран - балк.

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

Частота вращения барабана

image011_3_71647547c255d03cc46937ae469168a0 Расчет механизма подъема кран - балк мин-1.

Расчетная мощность электродвигателям

image012_3_7ddb830e52ac5c11689912e087571216 Расчет механизма подъема кран - балк кВт,

где image013_3_6ded4946aac3d18e2f73ea2d41d6c1e1 Расчет механизма подъема кран - балк = 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 (image014_3_e7f8a98b6dc88cc95af523f300b097e2 Расчет механизма подъема кран - балк = 139,5 рад/с): image015_3_ae16001c085659a270f1b79255835683 Расчет механизма подъема кран - балк 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

image016_2_7de8f6c4fc0d8b6a32c9b8bd1179085a Расчет механизма подъема кран - балк.

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

image017_2_f3558f5e06070ec9ebee7c5faaa4a70b Расчет механизма подъема кран - балк,

второй ступени

image018_3_cbc310749e60a8a6810490ceb15cf102 Расчет механизма подъема кран - балк.

Фактическое передаточное число

image019_3_64867e78d59401edfe4b5ec4328b0930 Расчет механизма подъема кран - балк.

Фактическая скорость подъема

image020_2_1b30fcd5b7bcbb9dcdb309fe87bd2e04 Расчет механизма подъема кран - балкм/с.

Номинальный крутящий момент на промежуточном (тихоход­ном) валу

image021_2_fc3742a2085b9877d4a41523c5083802 Расчет механизма подъема кран - балк Н·м,

где image022_2_cf73cb568612b0935c64735cb91e25a8 Расчет механизма подъема кран - балк = 0,975 – к. п. д. зубчатой передачи одной ступени. Номинальный крутящий момент на быстроходном валу

image023_3_9ba35c76c24f6123dac05bd8183b35bb Расчет механизма подъема кран - балк .

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

image024_3_6d4f871c53a7842f808803b65275f0c7 Расчет механизма подъема кран - балк ,

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,

image025_2_5fe53cef079f9c57a11d7590958a4378 Расчет механизма подъема кран - балк,

где l1 = 105 мм и l2 = 245 мм;

image026_2_d79f3b419cba430902eed0a86239b728 Расчет механизма подъема кран - балк = 0,95 – к. п. д. рычажной системы.

Усилие размыкания

image027_2_29b51dc26408f021251ada30d1f7b3fa Расчет механизма подъема кран - балк кгс.

Усилие электромагнита

image028_2_ed088e23fe480dd7368e2743821c7cbb Расчет механизма подъема кран - балк Н,

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

Работа, производимая силой нажатия колодок на тормозной шкив,

image029_3_e59d4a3bfc9d7977b96f950d4b19fb38 Расчет механизма подъема кран - балкНсм,

где image030_2_a930565ae82d0bba2b15206abdbfa55c Расчет механизма подъема кран - балк = 0,6 мм – величина зазора при отходе колодок.

Ход электромагнита

image031_3_2298df15641949df87611304be0d0a22 Расчет механизма подъема кран - балк 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.

image032_3_808db54070e765ec0ba98f700ffff39c Расчет механизма подъема кран - балк мм,

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

Наибольшая величина давления на тормозных обкладках из вальцованной ленты

image033_3_b2b4e1dcfb3e3bd3e5f82eefd16fe097 Расчет механизма подъема кран - балкН/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

image034_3_be23a4275e440b8d5a9204334b49f0c2 Расчет механизма подъема кран - балк,

image035_3_57e3149d09db32819a8a591a1c927262 Расчет механизма подъема кран - балк = 10°,

где а3 = 3 – число заходов резьбы;

image036_3_b04fe9e545973a1360bc045624297e8b Расчет механизма подъема кран - балкмм – средний диаметр резьбы;

t = 8 мм – шаг резьбы.

Осевая сила, возникающая при торможении и зажимающая фрикционные кольца тормоза,image037_3_2d93b62794fadf2732c843b947109f31 Расчет механизма подъема кран - балк

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

image038_3_6c0aee32f4e2e4f513e32c07b35d4043 Расчет механизма подъема кран - балк = 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:

image039_2_3a3908d3a42a8f33e82eee921e5af755 Расчет механизма подъема кран - балк.

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 image040_2_929aae1b7ed0e972bd2b3b8439ceac99 Расчет механизма подъема кран - балк.

В рассматриваемом случае

image041_1_17cb84831ba7100d41a031a5c4466d3c Расчет механизма подъема кран - балк

image042_2_f9e3845a201082532ead5bd9178d5326 Расчет механизма подъема кран - балк (2,2 · 0,2126 +0,12 · 9,25)·0,9752 = 1,5.

Движущийся вниз груз остановится при условии:

image043_2_7f31c69bf29b437c4fc932dac447434b Расчет механизма подъема кран - балк,

image044_2_2e6e4434f4794695b534ae02898f6dac Расчет механизма подъема кран - балк,

image045_2_8b852a210a1fc008d74a945b2ecb5841 Расчет механизма подъема кран - балк

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

image046_2_0a60c910dbddb45c82ba0a8fae3fe708 Расчет механизма подъема кран - балк

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

image047_2_dd36c65d4ec097be9bf71a8ae0ec46aa Расчет механизма подъема кран - балк

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

image048_2_c5dfb57ee48575081f2d032789692abb Расчет механизма подъема кран - балк

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

image049_2_949ce1fa65608610ef153a196eb0093d Расчет механизма подъема кран - балк

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.

Расчет механизма подъема кран - балк - 3.5 out of 5 based on 2 votes