3. Привод лебедки

3.1. Определяем расчетную мощность электродвигателя при установившемся режиме для подъема номинального груза:

Np = [(Q + q) · g · Vn] / 1000 · ŋ0, кВт

где V_n - скорость подъема груза, V_n=0,16 м/с;

ŋ0 - общий КПД механизма подъема:

ŋ0= ŋn · ŋб · ŋр · ŋм = 0.96 · 0.98 · 0.96 · 0.98^m = 0.88

где ŋn- КПД полиспаста

ŋб - КПД барабана, ŋб = О ,98 (подшипники качения); ŋp - КПД редуктора, ŋ_Р = 0,96;

ŋм - КПД муфты, ŋм = 0,98;

m – степень, равная количеству муфт в приводе.

Np = [(3800 + 50) · 9.81 · 0.17] / 1000 · 0.88 = 7,29 кВт

3.2 Выбираем электродвигатель MTF 211-6 с учетом заданного значения группы режима (ПВ=25%), с номинальной мощностью Nдв=9,0 кВт и с частотой вращения вала ротора ŋ_дв=915 об/мин, моментом инерции

Ip = 0.115 кг·м², m=120 кг, Mmax=191 H ·м из условия:

N_дв ≥ N_P [2. табл. В1]

3.3 Определяем требуемое передаточное число редуктора:

U=n_дв/nб

где nб - частота вращения барабана,

Nб = 60Vn · Un / π · DH = 60 · 0.17 · 3 / 3.14· 0,260= 37,46 об/мин

U=915/37,46=24,43

Определяем вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

Tp = S · DH / 2ŋб = 13114 · 0,260 / 2 · 0.98 = 1739,61 Н·м

Принимаем электродвигатель: MTF 211 - 6

3.4 Выбираем редуктор Ц2-350-29,4 с фактическим передаточным числом U_P=25, ближайшим к требуемому U=24,43, с учетом группы режима механизма (ПВ = 25%) и частоты вращения быстроходного вала nдв = 1000 об/мин, из условия:

Tт ≥ Тр [2. табл. Г6]

Тт = 63000, Тр = 1739,61

где Т_т - вращающий момент на выходном валу редуктора (табличный), Т_т= 1739,61 Н·м

3.5 Определяем минимальное межосевое расстояние редуктора, обеспечивающее условия сборки лебедки:

A_min = [(D_б + d_k)/2] + b31 + 30 < аос,

А_min = [(247+ 13)/2] + 176 + 30 < 350,

336мм<350мм

где b31 = 176 мм -габаритный размер электродвигателя; [2. табл. В2]

30 - гарантированный зазор, мм;

аос - межосевое расстояния редуктора, мм. [2. табл. Г2]

3.6 Определяем фактическую скорость подъема груза:

Vмф = π · DH · nбф / 60·Un, м/с

Nбф = nдв / Up =915 / 25 = 36,6 об/мин

Vмф = π· 0.260 · 36,6 / 60 · 3 = 0.166, м/с

где nбф - фактическая частота вращения барабана

3.7 Определяем погрешность скорости подъема груза:

ΔV = [|Vn – Vпф|/ Vn] · 100%

ΔV = [|0.17-0.166|/ 0.17] · 100% = 2,35%

3.8 Определяем расчетный вращающий момент, передаваемый муфтой:

Tp = K · TH , H·м

где Т_н - действующий вращающий момент:

Тн = 9550Np / nдв , Н·м

К - коэффициент динамичности:

К=К1 · К2 · К 3, К=1.8·1,1 · 1,0=1,98

К1 = 1,8– коэффициент степени ответственности передачи,

К2 = 1,1– коэффициент режима работы,

К3 = 1 – коэффициент углового смещения; [1. табл. 6]

Тн = 9550 · 7.29/ 915 = 73,28 Н·м

Т_р=1,98 · 73,28 = 145,1 Н·м

3.9 Выбираем муфту с учетом диаметров соединяемых валов и передаваемому моменту по условию:

ТМ≥Т_Р,

Тм=250>145,1 Нм

где Т_м - вращающий момент, который способна передать муфта

3.10Проверяем двигатель по условиям пуска

3.10.1 Определяем время разгона механизма при подъеме груза:

TП =Iпр · nдв / 9.55(МП – Мст), с

где Iпр -суммарный, приведенный к валу двигателя, момент инерции движущихся масс механизма и груза:

Iпр = К(Ip + IM) + [(Q + q) · DH²] / 4Up² · Un² · ŋ0 , кг·м² Iпр=1.18(0.312+0.135)+[(3800+45)· 0.230²]/4·24,9² ·9·0.88=0,53 кг·м²

Где К - коэффициент, учитывающий моменты инерции звеньев механизма, расположенные между валом двигателя и барабаном, включая и барабан;

Для грузоподъемных машин К = 1,1... 1,25. Принимаем К = 1,18

1_Р - момент инерции ротора электродвигателя, кг·м²;

1м- момент инерции муфты с тормозным шкивом, кг·м²;

М_п - средний пусковой момент электродвигателя; для крановых двигателей с фазным ротором - М_п=(0,7...0,8)Мmах;

Принимаем М_п= 353,25 Нм

Мcт - момент статических сопротивлений при пуске, приведенный к валу двигателя:

Mст = [(Q + q) g · DH] / 2Up · Uп · ŋ0, Н·м

Мст = [(3800+45)9.81·0.230]/2·24,9·3·0.88=65,99

TП=0.53·950 / 9.55(353,25-65,99) = 0,18 с

3.10.2 Определяем среднее ускорение во время пуска:

Aср= VМф/ТП, м/с²

Аср=0.153/0.18=0,85 м/с²

Исходя из полученного среднего ускорения, можно сделать вывод, что данная лебедка может быть использована в механизмах подъема производственных кранов.