Стреловой механизм изменения вылета груза

Расчет механизма сопровождается примером.

2.2.1 Проектировочный расчет

 

2.2.1.1 Исходные данные

Скорость изменения вылета груза V _в = 0,2 м/с

Наибольшее расстояние груза от шарнира стрелы L_max = 22 м

Наименьшее расстояние груза от шарнира стрелы L_min = 10 м

Длина стрелы Lc = 21 м

Масса стрелы Q_c =2 т

Режимная группа механизма 3М

Исходные данные заносим в программу:

 

Скорость изменения вылета груза, м/с	Vв	0,2
Наибольший вылет груза, м	Lmax
Наименьший вылет груза, м	Lmin
Длина стрелы, м	Lс
Масса стрелы, Т	Qс
Вес стрелы, кН	Gс
Группа режима работы	М

 

Выбор схемы механизма

 

Для башенного крана можно принять схему полиспастного механизма изменения вылета груза по рис.2.4.

Значения a и m заносим в программу:

Сложность полиспаста	a
Кратность полиспаста	m

 

2.2.1.3 Выбор каната

 

Наибольшее усилие в канате при горизонтальном положении стрелы

,

 

где c – расстояние от корневого шарнира стрелы до оси стрелового полиспаста при горизонтальном положении стрелы;

η_пол - КПД полиспаста стрелы.

 

Рисунок 2.4 – Схема стрелового механизма изменения вылета груза с канатным полиспастом

 

Расчётное разрывное усилие каната

,

где – коэффициент запаса прочности каната, принимается из табл.1.4.

 

По рассматриваемому примеру: h_пол= 0,815; k_з= 5.

Значения h_пол и k_з заносим в программу:

 

КПД полиспаста	hпол	0,815
Коэффициент запаса прочности каната	kзап

 

Н;

Н.

Канат выбираем из табл. 1.5.

 

Выбран канат со следующими характеристиками:

- тип ЛК-Р;

- диаметр каната d_к=11,5мм;

- фактическое разрывное усилие каната 70950Н.

.

В программу занесены: тип каната, диаметр каната, фактическое разрывное усилие каната. Программой вычислены максимальное усилие в канате F_max и расчетное разрывное усилие :

Максимальное усилие в ветви каната, Н	Fmax	10840.6
Расчетное разрывное усилие каната, Н	Fразр^расч
Тип каната	ЛК-Р
Диаметр каната, мм	dк	11,5
Фактическое разрывное усилие каната, Н	Fразр^кат

Выбор диаметров блоков

Диаметр отклоняющих блоков

,

где е – коэффициент, зависящий от режимной группы крана; значение е выбираем из табл.1.6.

По рассматриваемому примеру е = 20, значение занесено в программу:

Коэффициент

е

мм;

мм.

Значения диаметров блоков вычислены программой:

 

Диаметр отклоняющих блоков, мм

Dбл^откл

 

Приняты диаметры отклоняющих блоков мм.

Расчёт геометрических размеров барабана

 

Диаметр барабана по дну канавки

.

Диаметр барабана по оси каната

.

Шаг нарезки .

 

Длина нарезанной части барабана

 

,

 

где z _з – число запасных витков, z _з= 1,5…2.

Число рабочих витков нарезки на барабане при двухслойной навивке каната

,

 

где l – изменение длины стрелового полиспаста при подъеме стрелы из горизонтального положения в крайнее верхнее, определяется геометрическим построением стреловой системы крана.

Длина барабана

.

Для рассматриваемого примера:

 

l =5,4 м.

Изменение длины полиспаста, м

l

5,4

мм;

мм.

Принят диаметр барабана по оси каната мм.

 

;

мм, принято t =15мм;

, принято z _з= 2.

 

В программе:

 

Число запасных витков нарезки

zз

 

.

 

В программе:

 

Диаметр барабана по дну канавки, мм	Dб^0
Диаметр барабана по оси каната, мм	Dб
Число рабочих витков нарезки	zраб
Шаг нарезки, мм	t
Длина нарезки, мм	lнар
Расстояние между нарезками барабана, мм	lо
Общая длина барабана, мм	Lб	1 095
Отношение длины барабана к диаметру	Lб/Dб	3,65

 

2.2.1.6 Выбор двигателя

Наименьшее усилие в канате

,

 

где с₁ - расстояние от оси подъемного каната до корневого шарнира стрелы при наименьшем вылете;

с₂ - расстояние от оси стрелового полиспаста до корневого шарнира стрелы при наименьшем вылете.

Значения с₁ и с₂ определяются графическим путем по рис.2.5.

Среднее значение усилия в канате полиспаста стрелы при изменении вылета груза от наибольшего значения до наименьшего

 

.

 

Рисунок 2.5 – Верхнее положение стрелы

 

Средняя статическая мощность, развиваемая в механизме при одном подъеме стрелы,

 

,

 

где η _м - КПД механизма изменения вылета груза;

k_e - коэффициент размерности величин.

Требуемая номинальная мощность двигателя

.

Параметры и геометрические размеры двигателей некоторых типов приведены в табл. 1.7, 1.8

Для рассматриваемого примера в программе:

 

Расстояние от подъемного каната, м	С 1
Расстояние от полиспаста стрелы, м	С 2
КПД механизма изменения вылета	η	0,85
Кратность полиспаста	m

 

.

Программой вычислены следующие параметры двигателя:

 

Статическая мощность, кВт	Рст	0,61
Требуемая номинальная мощность, кВт	Рд.н^треб	0,61

 

Выбираем двигатель со следующими характеристиками:

 

- тип МТF 011-6;

- номинальная мощность Р_д.н.=2 кВт;

- ПВ% 15%;

- частота вращения вала n_д=800 об/мин;

- момент инерции ротора I_я=0,0212 кг·м²;

- диаметр вала двигателя d₁=51 мм.

Выбранные параметры двигателя заносим в программу:

Выбранный двигатель
Тип	МТF 011-6
Номинальная мощность, кВт	Рд.н
ПВ%	ПВ%
Частота вращения вала, мин^-1	nд
Номинальный момент, Н·м	Тд.н	39.2
Момент инерции ротора, кг^.м^2	Iя	0,0212
Диаметр вала двигателя, мм	d1

 

Выбор редуктора

 

Требуемое передаточное число редуктора

,

где n_б – частота вращения барабана,

.

 

Передаваемая редуктором мощность

 

.

Основные параметры и геометрические размеры крановых редукторов типа Ц2 приведены в табл. 1.9, 1.10 и на рисунке 1.5.

По примеру:

,

где

мин^-1.

 

Требуемая передаваемая мощность редуктора

 

 

Программой вычисляются частота вращения барабана, требуемые передаточное число и передаваемая мощность редуктора:

 

Частота вращения барабана, мин^-1	nб	17,52
Требуемое передаточное число	Uр^тр	45,7
Требуемая передаваемая мощность, кВт	Рр^тр	3,2

 

Выбираем редуктор со следующими параметрами:

 

- тип Ц2-200;

- передаточное число U_р.=41,34;

- мощность, подводимая к редуктору Р_р=3,5 кВт;

- межосевое расстояние:

тихоходной ступени 140 мм;

быстроходной ступени 60 мм;

общее 200 мм;

- диаметр входного вала d_в=16 мм.

 

Данные выбранного редуктора занесены в программу: