Приклад розрахункА електрореверсивної лебідки.

Початкові дані:

Маса вантажу Q =5000кг, що піднімається, висота підйому вантажу Н=40м, швидкість підйому вантажу Vг = 30 м/мін, режим роботи механізму - середній, схема підвіски вантажу згідно з мал. 1, б.

Рішення

1. Визначення к.К.Д. Поліспасту.

При кратності поліспасту не більше 4 к.к.д., з достатньою мірою точності, визначається за формулою:

η_пол = η_блⁿ

де n - число усіх блоків;

η_бл - к.к.д. блоку: на підшипниках ковзання рівний 0,96, а на підшипниках кочення - 0,98

. . Для цієї схеми n = 4 і, отже η_пол = 0,98⁴ = 0,92

2, Визначення натягнення вітки каната, що навивається на барабан. Натягнення визначаємо за формулою:

де q - вага вантажозахватних пристосувань, приймається, відповідно до схем запасовки поліспасту (а, б, в), рівним 0,025, 0,05 і 0,075 від ваги вантажу, що піднімається.

‑ кратність поліспасту, визначається співвідношенням числа віток каната, на яких підвішений вантаж до віток що навиваються на барабан лебідки.

Для цієї схеми ..

Після підстановки отримуємо

18660 Н.

3. Підбір сталевого каната. Для механізму підйому баштових кранів і будівельних лебідок застосовуються, як правило, сталеві канати хрещатого зсукування. У тих випадках, коли переміщуваний вантаж рухається в тих, що направляють (підйомники, ліфти), застосовуються канати паралельного зсукування, як найбільш довговічні.

Мал. 2 Кінематична схема електрореверсивної лебідки

Канат підбирається згідно з ДСТУ (Гостом) 2688-80 (таблиця.2) ГОСТу 3071-80 за розривним зусиллям Sр, що допускається, яке визначається за формулою:

Sp = RSк

де R - коефіцієнт запасу міцності канату, що приймається для легкого режиму роботи рівним 5, для середнього - 5,5 і важкого - 6.

Sк - натягнення вітки каната, що навивається на барабан

Підставивши числові значення R і Sк, отримаємо:

Sp = 5.5 · 18660 = 102631 H.

Згідно з ГОСТом 2688-80 і маркувальною групою з розрахунковою межею міцності дроту при розтягуванні σ = 1666 МПа, вибираємо канат типу ЛК-Р 6х19 з одним органічним сердечником, діаметром dк = 14,0 мм і фактичним розривним зусиллям = 105000 H..

Для правильно підібраного канату фактичний коефіцієнт запасу міцності має бути

У нашому випадку

R = ,

що припустимо, оскільки 5,63 > 5,5.

4. Визначення основних розмірів барабана

Конструктивний діаметр блоків і барабана будівельних лебідок і лебідок, що застосовуються у механізмах підйому вантажу стріловидних кранів, з метою забезпечення достатньої довговічності роботи канатів за правилами Держміськтехнагляду вибирається за умови

- для барабана лебідки

D_б ≥ е · d_к.

Тут е - коефіцієнт, залежний від режиму роботи лебідки, рівний при легкому режимі роботи - 16, середньому - 18, важкому - 20.

Для нашого випадку D_б=18·14,0=252мм; . Конструктивно приймаємо D_б = 280 мм., згідно з стандартними значеннями нормального ряду діаметрів (таблиця.3), мм.

Канатоємність барабана l_б залежить від довжини навивного каната Lк, числа шарів навивання каната m, діаметру барабана D_б і діаметру каната d_к .

Вибираємо конструкцію з гладким барабаном і багатошаровим навиванням каната. Число шарів навивання каната не повинне перевищувати 4.

На першому етапі розрахунку визначимо робочу довжину барабана за умови, що канат навивається на барабан у два шари, тобто при m = 2, за формулою

Тут Lк - довжина каната, що навивається на барабан, рівна

Lк = а ·Н + l_д.в

l_д.в- довжина додаткових витків каната, для розвантаження місць кріплення каната, що укладаються на барабан.

Зазвичай l_д.в= 2πD_б

Тоді Lк = аН + 2πD_б = 3 · 40 + 2 π · 0,28 = 121,76 м ≈ 122 м

Підставивши значення Lк у формулу для визначення l_б отримаємо

.

Відношення робочої довжини барабана до його діаметру має бути у межах

.

Для нашого прикладу , що небажано.

Приймаємо тришарове навивання каната на барабан і знову визначаємо його робочу довжину при m = 3

,

і відношення , що знаходиться у допустимих межах.

Барабани, на які канат укладається в один шар, бувають гладкі і нарізні.

У разі нарізного барабана,його робоча довжина визначається за такою формулою:

,

де t - крок навивання каната на нарізний барабан, що приймається рівним

t = d_к + (3 … 4) мм.

Товщина стінки обичайки барабана визначається за емпіричною формулою

δ_ст = 0,02 D_б + (6 … 10) мм.

У нашому прикладі

δ_ст = 0,02 · 280 + 10 = 15,6 мм ≈ 16 мм.

Товщина реборди барабана конструктивно приймається рівною dк, але не більше ніж товщина стінки

δ_р = d_к = 14,0 ≈ 15 мм.

Барабани, на які канат навивають в декілька шарів, мають реборди, які, щоб уникнути сповзання витків каната, повинні виступати над останнім шаром не менше ніж на величину h_р = (2…2,5) d_к .

Висоту реборди приймаємо рівною

h_р = 2,0 d_к = 2,0 · 14,0 = 28,0 мм ≈ 30 мм

Діаметр барабана по колу вершин реборд визначений за формулою:

D_б.р = D_б + 2md_к + 2h_р

Отже,

D_б.р = 280 + 2·3·14,0 + 2·30 = 424 мм.

Конструктивно приймаємо D_б.р = 430 мм.

Повна довжина барабана (габаритна) визначається за формулою:

L_б = l_б + 2δ_р

Звідки

L_б = 563 + 2·15 = 593 мм.