Механизм главного подъема мостового крана (сборочный чертеж)

РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ГЛАВНОГО ПОДЪЕМА.

Кинематическая схема привода представлена на рис. 1. Электродвигатель 1 передает крутящий момент через предохранительную муфту 5 на быстроходный вал редуктора 2, на другом конце которого установлен тормоз 6. От тихоходного вала редуктора момент передается на барабан 3 через компенсирующую муфту 4.
























Рис.1.Кинематическая схема привода механизма главного подъема.


Для выбора оптимального варианта привода для расчета главного механизма подъема будет рассмотрен многовариантный счет канатов, диаметров барабанов и редукторов.
Исходные данные:
• Масса груза    
• Высоты подъема    H = 12м
• Скорость подъема груза   
• Режим нагружения    L2 (умеренный)
• Продолжительность включения  ПВ = 40%
• Класс использования механизмов  М5.

Предварительный выбор электродвигателя.

 Статическая мощность двигателя механизма подъема груза:

= - масса груза и крюковой подвески;
 Масса крюковой подвески прототипа составляет 550 кг.
=20000+550=20550 кг.
 - предварительный КПД механизма.

 = 0,98 – КПД МУВП;
= 0,96 – КПД редуктора;
= 0,98 – КПД зубчатой муфты;
= 0,96 – КПД барабана.
Значение КПД взяты (2).
 
 
Исходя из режима нагрузки L2 и полученного значения мощности (>15кВт) из (6) стр. 77, выбираем электродвигатель модельного ряда двигателей с короткозамкнутым ротором. Выбираем двигатель 4МТKH225L8 со следующими характеристиками:
• Мощность 
• Число полюсов n = 8;
• Частота вращения 
• Ток статора 
•   0,78;
• Максимальный момент 
• Пусковой момент 
• Момент инерции 
• Температура окружающей среды  не более 50С;
• Масса    m = 500 кг.

Выбор каната.

КПД выбранных полиспастов:

  = 0,98 – КПД блоков, входящих в полиспаст (4):

 Усилие в канате, набегающем на барабан:

g – ускорение свободного падения;
z – число полиспастов в системе;
а – кратность полиспастов;
- КПД полиспаста и обводных блоков.

 Согласно ПУБЭГК (стр.27) допускается изменение коэффициента выбора диаметра барабана h не более чем на два шага (в обе стороны) по группе классификации, с соответствующей компенсацией по средствам величины zр по таблице на тоже число шагов (в меньшую или большую сторону) (см. таблицу).

Таблица:
Группа классификации zр h
М1
М2
М3
М4
М5
М6
М7
М8 3,15
3,35
3,55
4,0
4,5
5,6
7,1
9,0 11,2
12,5
14,0
16,0
18,0
20,0
22,4
25,0

Введем ряд шагов = -2; -1; 0; 1; 2 по zр.
Расчет на разрывное усилие каната:

 Для мостового крана, работающего в закрытом помещении, выбирают канаты по ГОСТ 2688-80, канат двойной свивки типа ЛК-РО. Канат устойчив к перегибам, однако чувствителен к образивному износу. Конструкция 6х36(1+7+7/7+14)+1о.с. Маркировочная группа проволок 1770 Мпа. Для рассматриваемых вариантов выбираем канаты:

 где
 d[] – диаметр каната из каталога (5);
   - группа прочности (МПа);
 [F] – разрывное усилие каната, также из каталога.


Расчет барабана.

Длина барабана при двусторонней нарезке:
определяется по формуле:

где
с – коэффициент ненарезанной части, зависит от кратности полиспаста.
Для а = 4 – коэффициент с = 0,4; для а = 5 и с = 0,5.
- расчетный диаметр барабана;
Диаметр барабана.

Для выбранных вариантов расчетный диаметр барабана равен:

 Далее округляем полученный диаметр до ближайшего большего из ряда R20. Диаметр менее 160 мм можно отбросить, так как зубчатый венец редуктора не войдет внутрь барабана.
 Полученные округленные значения:

 Из полученных результатов отметим варианты по равенству диаметров каната и барабана:

Варианты длины барабана:

Исходя из соотношения (4):

что обеспечивает устойчивость на изгиб стенки барабана, отбросим не удовлетворяющие условию варианты:

 Таким образом после отброса, расчет продолжаем по оставшимся вариантам (40,4-1,4-2).
 Угловая скорость барабана:

 Оставшиеся варианты имеют одинаковый диаметр барабана, и следовательно одинаковые угловые скорости:

Выбор редуктора.

Передаточное число редуктора:
 

Для привода механизма подъема выбирается цилиндрический двухступенчатый горизонтальный специальный крановый редуктор типа Ц2.
Ближайшее к полученному передаточное число UС = 25. Условие, что разница не должна превышать 10%, выполняется:

Проверка редуктора по радиальной и консольной нагрузке:


Ближайший редуктор, который для ПВ=40% имеет допустимую радиальную консольную нагрузку Fr=2,5-104 Н – это редуктор Ц2-500, что удовлетворяет условиям проверки.