Задача 3. Расчет кранового механизма подъема груза

Условие: В соответствии с исходными данными выполнить расчет механизма подъема груза массой Q = 5 т при высоте подъема груза H =12 м со скоростью V _гр = 10 м/мин. Группа классификации (режима) механизма М4.

 

Таблица 1 – Исходные данные для вариантов

Q, т V гр, м/мин	2	3,2	5	8	10	Группа классификации механизма
6	1	2	3	4	5	М1, М2
8	6	7	8	9	10	М3
10	11	12	13	14	15	М4
12	16	17	18	19	20	М5
14	21	22	23	24	25	М6
H, м	8	10	12	14	16

 

Решение:

1. Выбор схемы и расчет полиспаста

 

 

1.1. По грузоподъемности выбираем одинарный полиспаст (Z = 1) с кратностью k =2.

Рис. 3.1. Одинарный полиспаст

1.2. Передаточное число полиспаста

1.3. Коэффициент полезного действия

2. Выбор крюковой подвески

По грузоподъемности Q = 5 т и группе классификации

Группа классификации	М1…М3	М4	М5	М6
Режим работы	Л	С	Т	ВТ

выбираем из Приложения А Подвеску крюковую-5,0-14А-1-Д630-Д18 массой 120 кг.

3. Натяжение ветви каната, набегающей на барабан

4. Выбор каната

4.1. Для подъемного механизма принимается тип каната ЛК-Р-6х19+1ОС крестовой свивки. Согласно выбранной крюковой подвеске максимальный диаметр каната 18 мм.

4.2. Допускаемое разрывное усилие каната.

В соответствии с группой классификации М4 принимаем коэффициент запаса прочности n =5,5, тогда

 

По приложению Б принимаем канат диаметром 18 мм из проволоки маркировочной группы 1570 Н/мм² с разрывным усилием 166000 Н.

5. Определение размеров барабана

5.1. По правилам Ростехнадзора минимальный диаметр барабана D _б (мм), измеряемый по впадинам канавок

=18(30-1) = 522 мм                                       (3.5)

где d _к — диаметр каната, мм;

е — коэффициент, регламентированный нормами Ростехнадзора.

Коэффициент диаметра барабана

Группа классификации механизма	M1	M2, M3	M4	M5, M6
Коэффициент e	20	25	30	35

  D _б округляется до кратного 2 или 5.

5.2. Номинальный диаметр барабана по центрам каната (мм)

= 522+18 = 540 мм                                          (3.6)

5.3. Число витков нарезки барабана

Принимаем m =18.

5.4. шаг нарезки винтовых канавок

t = (1,1…1,25) d _к = (1,1…1,25)18=19,8…22,5 мм                       (3.8)

Принимаем t = 20 мм

5.5. Длина нарезной части барабана

Полная длина барабана для сдвоенного полиспаста

L _б = L _н + a,                                                         (3.10)

где а – расстояние между крайними блоками подвески.

5.6. Толщина стенки барабана

Группа класссификации	М1	М2, М3	М4	М5	М6
[σ], МПа (СЧ 24-44)	170	150	130	115	100

Принимаем δ = 10 мм.

6. Выбор электродвигателя

Статическая мощность двигателя

С учетом группы классификации

Группа классификации механизма	M1, M2, M3	M4	M5	M6
ПВ, %	15	20	40	60

по приложению В выбираем электродвигатель MTKF 311-8 с параметрами:

N _дв = 9 кВт, n _дв = 670 мин^-1, M _max = 324 Нм, J_дв = 0,275 кг∙м², ψ _min=1,2.

7. Выбор редуктора

7.1. Частота вращения барабана

7.2. Требуемое передаточное число привода

7.3. Вращающий момент на тихоходном валу

= 6,91 кН*м                  (3.15)

С учетом группы классификации, частоты вращения быстроходного вала 10 с^-1, вращающего момента на тихоходном валу 69,1 кН*м, ближайшего значения передаточного числа по приложению Г выбираем редуктор цилиндрический двухступенчатый Ц2-400 с передаточным числом u _р=50 и допускаемым моментом на тихоходном валу M _Т = 11,5 кН*м.

8. Выбор тормоза

Необходимый тормозной момент для удержания груза

где k _т - коэффициент запаса торможения; η _л = 0,98 – к.п.д. грузовой лебедки.

Группа классификации механизма	M1,M2,M3	M4	M5	M6
Коэффициент запаса торможения, k т	1,5	1,75	2,0	2,5

По приложению Д выбираем тормоз с электромагнитом переменного тока ТКТ-300/200: М _Т = 240 Н*м, диаметр тормозного шкива 300 мм, момент инерции тормозной муфты J _м = 5 кг*м².

9. Фактические кинематические параметры механизма

9.1. Частота вращения барабана

9.2. Скорость подъема груза

10.. Проверка времени пуска электродвигателя и ускорения груза

10.1. Номинальный момент на валу двигателя

10.2. Статический момент на валу двигателя

10.3. Средний пусковой момент двигателя

10.4. Время пуска двигателя при подъеме груза

Время пуска находится в допустимых пределах 1…2 с.

10.5. Ускорение при подъеме груза

10.6. Время торможения при опускании груза

Время торможения находится в допустимых пределах 1…2 с.

10.7. Замедление при торможении