Введение

Подъёмно-транспортные машины (сокр. ПТМ) — машины (устройства), предназначенные для перемещения грузов и людей в вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскостях на относительно небольшие расстояния в пределах заводов, строительных площадок, портов, складов и т.п. ПТМ являются основным средством механизации подъёмно-транспортных и погрузочно-разгрузочных работ в промышленности, строительстве, на транспорте, в горном деле и в сельском хозяйстве.

1. Технологический расчет

1.1 Выбор каната и элементов крюковой подвески

По приведенной (заданной) схеме полиспаста определяют силу максимального натяжения каната:

где G – вес груза; Z_к.б – число ветвей каната, навиваемых на барабан; u_п – передаточное число (кратность) полиспаста; η_п – КПД полиспаста (таблица 1.1); η_н.бл – КПД направляющих (обводных) блоков.

Таблица 1.1 – КПД полиспаста

Тип подшипников блоков полиспаста	Передаточное число (кратность) полиспаста, uп
	2	3	4	5	6
Скольжения (ηн.бл=0,96)	0,98	0,96	0,94	0,92	0,90
Качения (ηн.бл=0,98)	0,99	0,98	0,97	0,96	0,95

(1.2)

Типоразмер каната выбирают преимущественно из условия:

(1.3)

где F_разр – разрывная сила каната (см. прил. П1); z_р – коэффициент использования каната (коэффициент запаса прочности), минимальные значения которого приведены в табл. 1.2 в зависимости от группы классификации механизма по ИСО 4301/1. Здесь же дано примерное соответствие групп режимов установленных ИСО 4301/1, ГОСТ 25835–83 и правилами Госгортехнадзора РФ (ГГТН).

Выбираем канат типоразмера ЛК-Р исходя из условия (1.3), где z_p=4,5.

Диаметр каната d_k = 6,9 мм, разрывная сила F_разрыв ≥ 26,3 кН при расчетном пределе прочности проволок при растяжении, равном 1770 МПа. Условное обозначение каната:

Канат 6,9-Г-В-Н-Т-1770 ГОСТ 2688-80

По заданной грузоподъемности и группе режимов работы выбираем крюк №15(приложение П6.3)

Минимальную высоту гайки 3 (рис. 1.4) определяют из условия прочности резьбы на срез при [τ]≈0,6[σ]_р:

(1.4)

где d₁ – внутренний диаметр резьбы; k₁ – отношение высоты опасного (расчетного) сечения витка резьбы к шагу S; для метрической резьбы k₁ = 0,87; k_н = 0,87

мм

Рисунок 1.1– К расчету элементов крюковой подвески

Выбираем стандартную крюковую подвеску по заданной грузоподъемности, кратности полиспаста и группе режимов работы( приложение П6.1)

Крюковая подвеска 1-5-500

1.2 Определение основных размеров блоков и барабанов

Минимальные диаметры барабанов D, блоков D_бл и уравнительных блоков D_ур.бл, огибаемых стальными канатами, определяют по формулам:

(1.5)

где h₁, h₂, h₃ – коэффициенты выбора диаметров соответственно барабана, блока и уравнительного блока; значения их приведены в табл. 1.2.

Рисунок 1.2 – Ручей блока

Таблица 1.2 – Коэффициенты выбора диаметров

С увеличением отношения D /d_к долговечность каната возрастает, так как уменьшаются напряжения изгиба и контактные.

Полученный по формуле (1.6) диаметр барабана D следует округлить в большую сторону до значения из ряда: 160; 200; 250; 320; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900 и 1000 мм.

Глубину, раствор и радиус дна ручья определяем по формулам:

(1.6)

Значение шага навивки каната t принимают из приближенного соотношения (большее значение для малых диаметров каната):

(1.7)

t=(7,59…8,97) Принимаем t= 8 мм

Длину барабана определяют по формуле:

(1.8)

где l_н – длина нарезки между осями крайних витков каната 1/2 барабана (при одинарном полиспасте для всего барабана);

мм

Рисунок 1.3 – Расчетная схема приводного барабана

Z_к – число витков каната, навиваемых на барабан при подъеме груза на расчетную высоту подъема;

(1.10)

l₁ – длина барабана, используемая для крепления каната;

(1.11)

l₀ – расстояние от оси крайнего витка каната до края барабана;

(1.12)

Толщину стенки для чугунных барабанов (материал барабана СЧ18) предварительно определяют по эмпирическим формулам:

(1.13)

Выбранную толщину стенки проверяют на прочность при совместном действии изгибающего М и вращающего Т моментов:

(1.14)

М = Fmax*l₂ = 5500*2*6,9= 75,9 Нм

Т= Fmax*Dб/2=5500*160/2=440 Нм

При длине барабана lб < 3Dн наиболее опасной деформацией является сжатие стенок, поэтому проверку толщины обечайки барабана проводят на сжатие:

(1.15)

[]=130Мпа, материал СЧ24

Определение диаметра оси барабана и выбор подшипников.

Рисунок 1.4 – Расчетная схема оси барабана

Нагрузка на опору В оси при использовании одинарного полиспаста определим по формуле (1.16) :

(1.16)

Изгибающий момент в сечении I - I (середине левой ступицы барабана) определим по формуле (1.17)

(1.17)

Изгибающий момент в сечении II – II (середине правой ступицы барабана) определим по формуле (1.18)

(1.18)

Изгибающий момент, действующий в расчетном сечении определим по формуле (1.19)

М_и = Fmax*1.5d_k (1.19)

М_и = 5500*1.5*6,1 = 56,9 Нм

Диаметр оси в расчетных сечениях определяется по формуле (1.19)

(1.20)

где Mи – изгибающий момент, действующий в расчетном сечении;

[σ]и – допускаемое напряжение.