4. В соответствии с нормативами fem1.001 электродвигатель грузоподъемного механизма выбираем по значению наибольшего момента статической нагрузки на его валу при подъеме номинального груза:

 

М_СТmax = К_з ·N_дв / ω_дв,                                    

где N_дв - статическая расчетная мощность двигателя;

К_з = (1,2 + 0,08) - нормативный коэффициент запаса мощности (1,2) и нагрузки от кручения каната (0,08);

ω_дв - угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с.

 Максимальный момент, развиваемый двигателем должен составлить:

М_max  > 3 / (2*М_СТmax ).               

         Предварительно выбираем стандартный электродвигатель лебедки по значению затрачиваемой мощности по формуле:

N_p = (1,05÷1,12) ∙Q∙g∙V_г / (η_пол∙η_бл∙η_ред).               

5. Для предварительно выбранного двигателя подбираем стандартный редуктор, исходя из требуемого передаточного числа, с учетом условий:

ω_дв  ω_ред ;   N_дв / ω_дв < N_ред  / ω_ред ,                      

где ω - угловая частота, N - мощность собственно двигателя и редуктора.

Оцениваем отклонение заданной скорости  подъема груза V_г от фактической V_ф, характерной для выбранного редуктора.

При отклонении ∆V  > 5%, корректируем Д_б или а.

После этого рассчитываем требуемую частоту вращения двигателя, соответствующую передаточному числу стандартного редуктора:

ω_дв = ω_бар · i_ред = V_гф · a · i_ред / (0,5Д_ср)                 

и значение наибольшего момента статической нагрузки, проверяя условие выбора. Окончательно выбираем электродвигатель, проверив условие (3.1.11).

 

6. Выбираем тормоз и муфту (устанавливаемые на валу двигателя) по значениям соответственно тормозного и передаваемого моментов с учетом конструктивных соображений и коэффициента запаса торможения K_т, величина которого зависит от группы классификации механизма

М_т = К_т∙М

М_т = К_т∙М_бар∙η_ред  / i_ред = К_т∙S_б∙Д_ср∙η_ред/ (2∙i_ред).

Ручной расчет Определяем положение центра масс и массу крана:

 

 

 м;

 м;

G =  0,53+1,95+12+0,9 = 15,38 т.

При коэф. Учета массы крюковой обоймы, равным 1.05 получаем выражение грузовой характеристики в соответствии  с (5.1):

=

.

По данному уравнению строим грузовую характеристику (по 4-5 точкам).

Выражение высотной характеристики крана получаем из уравнения:

H = H₀ +  = 13,3 +  = 13,3 + .

Строим график высотной характеристики крана (по 4-5 точкам).

При  грузоподъемности, соответствующей L_min и называемой номинальной (Q_н = 6,3т) выбираем кратность полиспастовой подвески а = 3.

Определяем разрывное усилие каната по (3.1.5):

R_р = S_б · n_з = ( Q + q) · g · n / (a · η_пол · η_бл ) = 1,05 · Q · g · n / (a · η^j+1_бл ) =

= 1,05 · 6300 · 9,81 · 5,6 / (3 ·0,98·0,941) = 131,3 кН.

где n_з – коэффициент запаса прочности. n_з = 5,6 для режима работы М6 (ПВ = 40%).

η_пол= η^j_бл  (j - число блоков в полиспасте); η_пол= 0,98³ = 0,941.

Для заданной маркировочной группы выбираем канат (так, чтобы Rp < [Rp] = 142 кН) ЛК-3 6х25 + 10.С ГОСТ 7665-80 маркировочной группы 1470 МПа

Определяем размеры барабана:

Д₀ = d_к · е_min = 0,0165 · 20 = 0,33 м.

Таким образом, конструктивный диаметр барабана должен составить:

Д_б =  Д₀ - d_к  = 0,33  0,0165 = 0,3135 м.

Принимаем Д_б = 320 мм, что будет соответствовать:

 

Рассчитываем  канатоемкость барабана L_к, приняв n_в = 5,0. Получим:

L_к = 3 25 + 3,14 0,32· 5 = 80,02 м.

Принимаем L_к = 80,0 м

При m = 2  находим длину цилиндрической части и барабана:

l_б = (L_к·d_к ) / (π·m·(Д_б + m·d_к )) = 80,00,0165/(3,14·2·(0,32 + 2·0,0165)) =  1,32 / (6,28·0,333) = 0,595 м,

Принимаем l_б = 0,6 м, что соответствует критерию выбора:

l_б / Д_б = 0,6 / 0,32 = 1,88.

Определяем Д_ср и Д_р по (3.1.9):

Д_ср = Д_б + m · d_к = 0,32 + 2 · 0,0165  0,35 м;

Д_р = Д_б + 2·m·d_к + 4d_к= 0,32 + 2 · 2 · 0,0165 + 4 · 0,0165 = 0,452 м.

Рассчитываем мощность, затрачиваемую двигателем на подъем заданного груза с заданной скоростью по (3.1.12):

N_р = 1,05∙Q∙g∙V_г / (η_пол∙η_бл∙η_ред) =

= 1,05∙6300∙9,81∙0,5 / (0,941∙0,98∙0,94) = 32447 / 0,867 = 37,0 кВт.

Предварительно подбираем стандартный электродвигатель мощностью более или равной расчетной при ПВ = 40%: МТН 512-8, N_дв = 37 кВт, n_дв = 710 мин^-1, М_max  = 1400 Нм.

Рассчитываем необходимое передаточное число редуктора

i_р = n_дв / n_бар = n_дв∙π∙Д_ср / (60∙a∙V_г) = 710∙π∙0,35 / (60∙3∙0,5) =

= 780 / 90 = 8,67.

Подбираем i_р, ближайшее к стандартному передаточному числу редуктора i_ред = 8,32, и подбираем редуктор с учетом (3.1.13) и рекомендаций при заданном режиме работы.

Оцениваем: ∆V = (V_г - V_гф ) ·100% / V₁ = 0,5 (1 - 8,67 / 8,32) / (0,5·8,67 / 8,32) = - 4,03%.

Выбираем редуктор Ц2-300  i _ред = 8,32; N_р = 40.3 кВт; n_р = 750 мин^-1.

Рассчитываем требуемые значения:

ω_дв= ω_бар·i_ред = V_гф·a·i_ред/ (0,5·Д_ср) = 0,5·3·8,32 / (0,5·0,35) = 71,3 рад/с = 681 рад/мин;

М_СТmax = 1,28 N_дв / ω_дв = 1,28 · 37 · 1000 / 71,3 = 664 Нм.

Окончательно подбираем двигатель МТН 512 – 8:

N_дв= 37 кВт; n_дв= 720 ; М_max= 1400 Нм, для которого соблюдено условие: М_max  = 1400 > 3/2 М_СТmax = 3/2 · 664 = 996 Нм.

7. Для режима М6 принимаем К_т = 1,75.

Тогда    М_т= К_т∙М_бар∙η_ред/i_ред = К_т∙S_б∙Д_ср∙η_ред/(2∙i_ред) = 1,75∙(131,3/5,6) ∙0,35∙0,94 / 16,6 = 0,8 кНм.

Подбираем тормоз с тормозным моментом не менее расчетного: ТКГ300 М_т = 0,8 кНм.

Подбираем муфту с передаваемым моментом не менее расчетного одного размера по диаметру с тормозом Д = 300 мм.

Выносим результаты на схему грузоподъемной лебедки.