Расчет механизма подъема груза
ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ВЫБОРА УЗЛОВ МЕХАНИЗМОВ ПОДЪЕМА И ПЕРЕДВИЖЕНИЯ МОСТОВОГО КРАНА
Мостовой кран - грузоподъемная машина циклического действия, предназначенная для подъема и перемещения груза в пространстве (рис. 1). Мостовые краны применяются для строительных работ, а также для обслуживания технологического оборудования цехов и складов производственных предприятий. Типовой мостовой кран включает мост 1, перемещающийся на ходовых колесах 2 по подкрановым путям 3 вдоль цеха. По мосту перемещается тележка 4, снабженная механизмом подъема груза 5. Механизм передвижения крана установлен на мосту, а механизм передвижения тележки - непосредственно на тележке. Таким образом, перемещение груза может происходить в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Управление всеми механизмами совершается из кабины 6, прикрепленной к мосту.
Основные параметры мостового крана:
Q, т - грузоподъемность; QК, т - масса крана; H, м - высота подъема груза; L, м - пролет крана; А, м - база крана; VГ, м/мин - скорость подъема груза; VК, м/мин - скорость передвижения крана; VТ, м/мин - скорость передвижения тележки.
При расчете в качестве исходных данных принимаются величины параметров Q, VГ, H, VП, QК , а также назначается режим работы: легкий - Л (продолжительность включения ПВ = 15%); средний - С (ПВ = 25%); тяжелый - Т (ПВ = 40%).
Расчет механизма подъема груза
На рис. 2 представлена схема механизма подъема груза, где обозначено: 7 - электродвигатель; 8 - упругая муфта с тормозным шкивом; 9- тормоз; 10 - редуктор; 11- муфта зубчатая; 12 - барабан; 13 - полиспаст; 14 - балансирный блок; 15 - подвижный блок;
|
| Рис. 1. Схема мостового крана |
|
| Рис. 2. Схема механизма подъема груза |
Выбор полиспаста.
Полиспастом называется система неподвижных и подвижных блоков, огибаемых канатом, служащая для выигрыша либо в силе, либо в скорости.
Крановые полиспасты выполняются простыми (одинарными) или сдвоенными.
В простом полиспасте на барабан набегает одна ветвь каната, а в сдвоенном - две ветви.
Кратностью полиспаста называется отношение скорости движения ветви каната, набегающей на барабан, к скорости подъема груза.
Для простого полиспаста кратность равна числу ветвей каната, несущих груз, а для сдвоенного полиспаста - отношению числа ветвей каната, несущих груз, к числу ветвей, набегающих на барабан, т.е. половине числа ветвей каната, несущих груз.
В мостовых кранах применяются только сдвоенные полиспасты, обеспечивающие строго вертикальный подъем груза и постоянство нагрузок на опоры барабана.
Кратность сдвоенного полиспаста выбирается исходя из следующих рекомендаций:
| Грузоподъемность Q , т | Кратность a |
| 5…10 | |
| 11...15 | |
| 16...20 |
1.2. Расчетное усилие в одной ветви каната, набегающей на барабан:
, кН ( 
, т), 
где дополнительно обозначено:
q = 0,05Q - масса грузозахватных устройств;
g = 9,81 мс-2 - ускорение свободного падения;
hn - коэффициент полезного действия (к.п.д.) полиспаста, вычисляемый по формулам, приведенным в таблице 1, где h - к.п.д. одного блока:
h = 0,97...0,98 для блоков на подшипниках качения;
h = 0,94...0,96 для блоков на подшипниках скольжения.
Таблица 1
| a | h |
| |
| |
| |
| >4 | 
|
В среднем можно принять: при a = 2 hп =0,98; при a = 3 hп = 0,96; при a = 4 hп = 0,94.
1.3. Расчет (выбор) каната.
Расчет каната производится по величине разрывного усилия Sp исходя из условия Sp ³ КSб, где K - запас прочности, принимаемый по нормам Госгортехнадзора в зависимости от режима работы (таблица 2):
Таблица 2
| Режим работы | К |
| Л | |
| С | 5,5 |
| Т |
По таблицам (1, стр. 11 или Приложение 1) в зависимости от Sp выбирают канат диаметром dк . Рекомендуется применять канат с линейным контактом (касанием) проволок - ЛК.
1.4. Определение размеров барабана.
Расчетный диаметр барабана и блоков (рис. 2): Dб ³ edк, мм (округлить до целых см), где е - коэффициент, принимаемый по нормам Госгортехнадзора в зависимости от режима работы (таблица 3):
Таблица 3
| Режим | e |
| Л | |
| С | |
| Т |
Диаметр барабана и блоков, измеренный по дну желоба:
D = Dб - dк
Шаг нарезки барабана: t = dк +(2 ...3)мм.
Радиус канавки: R = 0,54dк .
Глубина канавки: с = 0,3dк .
Число витков на каждой стороне барабана:
Z = aH / p Dб + Z0,
где Z0 = 2 - число запасных (несматываемых) витков, оставляемых для разгрузки крепления конца каната к барабану (по нормам Госгортехнадзора Z0 = 1,5 ).
Длина нарезной части барабана: lн = Zt.
Длина гладкой части барабана: lГ = 50...80 мм.
Полная длина барабана с учетом участков для крепления каната: L = 2lн + lГ + 8t.
Толщина стенок барабана определяется из условия прочности кольца, нагруженного равномерно распределенным по его внешней поверхности давлением (рис. 3), по формуле Ляме [2]:
sсж = 2pD2/(D2 - D12) » Sб /dt £ [sсж],
где: p = 2Sб /Dt; D1 = D - 2d , [sсж] –допускаемые напряжения сжатия.
Для чугунных литых барабанов [sсж] = sв сж /k, для стальных литых барабанов [sв сж] = s т/k, где k - запас прочности (k = 4,25 для чугуна; k = 1,5 для стали).
Например, для барабана из чугуна СЧ15 sв сж = 650 МПа, [sсж] = 650/4,25 = 153МПа, для барабана из стали 55Л sт = 350 МПа, [sсж] = 350/1,5 = 233МПа.
Толщина стенки барабана: d = Sб /[sсж]t, мм (Sб, Н; t, мм). Для барабана из стали необходимо принимать d ³15мм, для барабана из чугуна - d ³12мм.
Примечание: проверка прочности барабана с учетом его изгиба и кручения в данном расчете не производится, т.к. условие d ³ 12мм и d ³ 15 мм гарантирует достаточный запас прочности.
Дата добавления: 2019-02-07; просмотров: 783;