1. 2. II. Напряжения сжатия в стенке барабана

где -допускаемое напряжение сжатия; для барабана, сваренного из

листовой стали марки Ст 3,

Здесь 6_Г - 240 МПа - предел текучести стали марки Ст3; n= 1,5 - запас прочности для стальных барабанов.

1.2. 12. Расчет барабана на совместное действие изгиба • кручения (рис. 1.4).

1. 2.12.1 Л. Крутящий момент

T_д=S[D_д+ d_r) • 32320 (510+21) =17,1•10⁶ Н•мм

1.2. 12.2. Наибольший изгибающий момент

M_S=05S(L_д- l_r) • 0,5-32320(1500 - 90)=22,8 •10⁸ Н•мм

0. 12.3. Эквивалентный момент

где 0,75 - коэффициент, приведения напряжений.

1.2.12.4. Момент сопротивления кольцевого сечения барабана

где D_b - внутренний диаметр барабана

1.2.12.5. Напряжение от изгиба и кручения

6,59 где - допускаемое напряжение на изгиб

Здесь n = 2 - запас прочности при сложном сопротивлении стально­го барабана изгибу и кручению.

1.2. 13. Расчет крепления концов каната на барабане 1 .2.13.1. Усилие натяжения каната перед прижимной накладкой

где e - 2,72 - основание натуральных логарифмов;

f = 0,1 - коэффициент трения между канатом и барабаном;

- 14- угол обхвата барабана разгрузочными витками каната, рад.

1.2.13.2. Усилив прижатия каната накладками

F=K •0,85•S_H/C= 1,25.0,85-9260/0,35 = 28100 H

где К = 1,25 - коэффициент запаса;

=0,65 - коэффициент, учитывавший уменьшение натяжения каната вследствие обхвата барабана крепежными витками;

С = 0,35 - коэффициент сопротивления выскальзыванию каната из-под накладки с полукруглыми канавками.

1.2.13.3. Суммарное усилие крепежных болтов (рис. 1*5)

N =2F = 2•28100 = 56200 Н.

1.2.13.4. Допускаемое усилие растяжения одного болта

По нормали (1. приложение 9) для каната диаметром 21 мм выбрана накладка с шагом ка­навок р = 24 ми и болтом М24 с внутренним диаметром резьбы d₁ = 20,75 мм.

Тогда допускаемое усилие одного болта из стали марки СтЗ составит

H

где [б_р] - допускаемое напряжение растяжения

МПа

Здесь [б_r] = 250 МПа - предел текучести стали марки СтЗ;

N = 2,5 - запас прочности.

Рис1.5.Усилия в креплении

конца каната на барабане

1.2.13.5. Необходимое количество накладок на одном конце каната.

z=N/N_o =56200/33800= 1,7

Принято z =2

МУ. Согласно Правилам Госнадзорохрантруда (2) каждый конец ка­ната должен крепиться к барабану не менее, чем двумя накладками.

1.3. Расчет элементов крюковой подвески

Содержание этого раздела и методика расчета деталей крюковых под­весок изложены в учебном пособии (6). Для расчета напряжений в МПа и определения прочных размеров деталей рекомендуется нагрузки выражать - в Н, линейные размеры - в мм, изгибающие моменты-в Н.мм, а моменты соп­ротивления сечений - в мм³. Примером такого расчета может быть расчет трехблочной крюковой подвески нормальной конструкции (тип НЗ), приведенный в пособии (6).

1.4. Выбор электродвигателя, редуктора и тормоза

I.4.I. Кинематическая схема лебедки механизма подъема груза

(рис.1.6)

МУ. В подъемно-транспортном машиностроении применяется типовая лебедок механизмов подъема груза, отличающаяся блочностью кон­струкции и унификацией узлов и деталей (рис. 1.6), В этом пункте рас­чета необходимо привести описание лебедки, причем в тексте должны быть ссылки на позиции рис.1.6.

Рас. 1.6. Кинематическая схема лебедки механизма подъема груза:

I-электродвигатель; 2-муф­та зубчатая с промежуточ­ным валом 3 и тормозным шкивом (МПТ); 4- тормоз ; 5-редуктор горизонтальный двухступенчатые цилиндрический типа РМ; б -зубчатая специальная; . барабан; 8 - внешняя опора барабана

1.4.2. К.п.д. механизма подъема груза при номинальной грузоподъемности

= 0,98 - к.п.д. полиспаста (см. п.1.1.3);

= 0,98 - к.п.д. барабана на подшипниках качения (1, приложение 2);

= 0,97 - к.п.д. зубчатой пары редуктора (там же); =99 - к.п.д. зубчатой муфты (там же).

Принято = 0,88. 1.4.3. Ориентировочная статическая мощность двигателя

кВт,

где - заданная скорость подъема груза, м/с

I .4.4. Выбор двигателя

МУ. Таблица двигателей крановой серии 4МT приведена в приложе­нии 10. Двигатель выбирают по подсчитанной статической мощности и за­данной относительной продолжительности включения ПВ%.

Для механизма подъема груза устанавливается асинхронный электро­двигатель с фазовым ротором крановой серки 4МТ, имеющий следующую ха­рактеристику ( I, приложение 10 ).:

-тип .................................. 4МТН 225l8 225L8

-номинальная мощность (при ПВ-4СК), кВт .. Р_н=37,0

-номинальная частота вращения, мин^-1 .........n_н = 725 -максимальный момент, Нм ................. .....T_max = 1390

-момент инерции ротора, кг с² ................. I_р =1,43

-синхронная частота вращения мин^-1 .…..... n_е = 750

-масса, kг ................................... m_е= 500

МУ. Если задано ПВ=15 или 25% , то в характеристику двигателя выписывают:

-мощность при заданном ПВ-15% (или 25%),_кВт .... Р=

-частота вращения при заданном ПВ%, мин^-1- ..... п=

-номинальная мощность (при ПВ-40%), кВт ..........Р_н= -номинальная частота вращения, мин^-1 ................ n_н = 1.4.5. Ориентировочная частота вращения барабана

где =2 - кратность полиспаста (см. п. 1.1.2).

1.4.6. Ориентировочное передаточное число редуктора

где n - частота вращения двигателя при заданном ПВ%.

1.4.7. Нормализованное передаточное число редуктора

По нормальному ряду передаточных чисел редукторов типа РМ (1. приложение 11)­ принято U_p = 40,17.

МУ. Нормализованное передаточное число выбирается ближайшим к подсчитанному в п. 1.4.6.

1.4.8. Действительная частота вращения барабана

1.4.9. Действительная скорость подъема груза

м/с

1. 4.10. Действительная статическая мощность

кВт

1.4. II. Выбор редуктора

МУ. В механизмах подъема груза применяют двухступенчатые цилиндрические редукторы типа РМ. Таблица с их характеристиками приведена в приложении 11. Редуктор выбирает по действительной статической мощнос­ти Р_СТ, заданному ПВ%, передаточному числу U_P и синхронной частоте вращения двигателя n_c.

Для механизма подъема груза принят цилиндрический горизонтальный двухступенчатый редуктор серии РМ, имеющий следующую характеристику

(I , приложение II):

• тип ........................................ РМ 750

• передаточное число.... ...................U_P =40_,17

• мощность на быстроходном валу

при n_с= 750 мин и ПВ=40%, кВт .....P_p- 36,0

- масса, кг ................................. m_p= I030

1.4. 12. Выбор тормоза

1.4.12.1. Статический момент на валу тормоза (двигателя) при торможении номинального груза

где - крутящий момент на барабане (см. п. I.2.I2.I), 1.4.12.2. Необходимый тормозной момент

где =2 - коэффициент запаса торможения для группы классификации механизма М7 (1, приложение 12).

Принято Т_Т = 750 Н•м

1.4. 12.3. Выбор тормоза

МУ. В механизмах подъема груза применяют двухколодочные тормоза типа ТКГ с электрогидравлическим толкателем. Тормозной момент выбран­ного тормоза должен быть равен или больше подсчитанного.

Для механизма подъема груза принят двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем, имеющий следующую характеристику (I , при­ложение 25 _/:

• тип ......................................... ТКГ 300

• максимальный тормозной момент, Н•м......... Т_Т.Н = 600

• диаметр шкива, мм ..... . ................... D_Ш = 300

• ширина шкива, мм .......................... В_Ш = 145

• масса, кг ................................ m_TP = 100

1.5. Проверка двигателя по времени разгона

I.5.I. Момент инерция вращающихся масс механизма, приведенных

к валу двигателя

где I_p=1,43 кг.м²- момент инерции ротора двигателя;

I_МРТ=0,46 кг.м²- момент инерции муфты МПТ300 (1, приложение 13).

МУ. Число, входящее в обозначение муфты, соответствует диаметру тормозного шкива.

1.5.2. Момент инерции поступательно движущихся масс, приведенных

к валу двигателя

кг.м²

где

m - грузоподъемность тележки, кг;

т_n- масса крюковой подвески

кг; w- угловая скорость вращения двигателя

w =0,105*725 = 76,1 рад/с. 1.5.3. Суммарный момент инерции

1.5Л. Номинальный момент двигателя

T_H =9550P_H /n_H = 9550-37/725 - 467,4 Н.м.

1.5.5. Максимальный пусковой момент (рис.1.7)

Т.Нн

1390-0,7 = 973 Н.м,

где - максимальный момент двигателя; =0,7 - коэффициент, учитывающий паде­ние напряжения при разгоне механизма. МУ. На рис. 1.7 моменты, развиваемые дви­гателем, отложить в масштабе.

1.5.6. Минимальный пусковой момент

Рис.1.7. График разгона двигателя

T_min =1,1T_H =1-467,4 - 536 Н.м.

1.5.7 Средний пусковой момент

Н.м

1.5.8. Статический момент на валу двигателя при подъеме номинального груза

Н.м

где - крутящий момент на барабане, Н.м (см. п 1.2.12.1). 1.5.9. Время разгона механизма

=0,65

где = 2,2с- допускаемое время разгона механизма подъема 12,5-тонно­го крана [1, приложение 14 ].

1.5. 10. Среднее ускорение груза при разгоне механизма

,

где =O,5 м/с - допускаемое ускорение для подъемных механизмов, обслуживающих металлургические цехи (7, стр.99, табл. 13).