2. Расчет механизма подъема

Задание

Рассчитать механизм подъема мостового крана (рис. 1) грузо­подъем­ностью Q=50 кН со скоростью подъема груза v=10 м/мин и высотой подъема Н=10 м. Группа режима работы М2 (ПВ=15%); кратность полиспаста u_п=4.

1 - механизм подъема груза; 2 — механизм передвижения тележки; 3 - рама

Рис. 1 – Тележка мостового крана

2.1. Выбор каната

Принимаем сдвоенный полиспаст. Максимальное натяжение каната определяем по формуле

, (1)

где Q – грузоподъемность, Q=50 кН;

Z_к.б. – число ветвей каната, навиваемых на барабан, Z_к.б.=2;

и_п – передаточное число (кратность) полиспаста, и_п =4;

_п – КПД полиспаста, _п=0,94;

_н.бл. – КПД уравнительного блока,  _н.бл.=0,96.

кН.

Типоразмер каната выбираем из условия

, (2)

где F_разр – разрывная сила каната (прил. П1 [1]);

z_p – коэффициент запаса прочности, z_p=3,35 при группе режимов М2.

,

Из приложения П1 [1] выбираем канат типоразмера ЛК-Р. Диаметр каната d_к=6,2 мм, разрывная сила F_разр=23,45 кН при расчетном пределе прочности проволок при растяжении, равном 1960 МПа. Условное обозначение каната:

Канат 6,2-Г-1-ОЖ-Н-1960 ГОСТ 2688-80.

Фактический запас прочности

.

2.2. Выбор крюковой подвески и крюка

По заданной грузоподъемности Q5 т группе режима работы М2 выбираем заготовку крюка №14 (прил. П6.3 [1]).

Требуемую наименьшую высоту гайки крепления хвостовика крюка с резьбой М48 (прил. П6.2 [1]) рассчитываем по формуле

, (3)

где d₁ – внутренний диаметр резьбы, d₁=41,9 мм;

k₁ – отношение высоты опасного сечения витка резьбы к шагу S, для метрической резьбы k₁=0,87;

k_н – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между витками резьбы, k_н =0,56;

[] – допускаемое напряжение на срез, []=0,15_т=0,15240=36 МПа (_т=240 МПа – предел текучести для стали 20).

мм.

Проектируем крюковую подвеску, в которой диаметр блока определяем по формуле

, (4)

где h₂ – коэффициент выбора диаметра блока, h₂=14 при группе режимов работы М2.

мм.

Окончательно принимаем в соответствии с нормальным рядом диаметров =160 мм.

Назначаем размеры траверсы подвески (рис. 2): d₀=48 мм; b=85 мм (с учетом размещения под гайкой 3 упорного подшипника 4 №8210Н по ГОСТ 7872-89 внешним диаметром 80 мм); l=100 мм с учетом установки 4 блоков

1 – крюковая траверса; 2 – щека крюковой обоймы; 3 – гайка хвостовика крюка; 4 – упорный подшипник; 5 – крюк.

Рис. 2 – К расчету элементов крюковой подвески

Принимаем материал траверсы – сталь 45 и по следующей формуле определяем ее высоту.

, (5)

где [] – допускаемое напряжение, для стали 45 []=_т/s=360/3=120 МПа (_т=360 МПа – предел текучести для стали 45 и s=3 – коэффициент запаса).

мм.

Окончательно принимаем h=45 мм

Назначаем размеры щек обоймы подвески (=10 мм; r=0,5h=0,545=22,5 мм; R=90 мм) и проверяем их на прочность по формуле

, (6)

где допускаемое напряжение для стали марки Ст3 []=_т/s=230/3,5=66 МПа.

МПа =66 МПа.

Проверяем выбранный упорный подшипник №8214Н по ГОСТ 7872-89 под опорной гайкой крюка на статическую грузоподъемность C₀:

1,25Q=1,2550=62,5 кН < C₀=108 кН.

Статическая прочность обеспечена.