Расчет механизма подъема груза.
Механизм подъёма груза предназначен для перемещения груза в вертикальном направлении. Он выбирается в зависимости от грузоподъёмности. Привод механизма подъёма и опускания груза включает в себя лебёдку механизма подъёма. Крутящий момент, создаваемый электродвигателем передаётся на редуктор через муфту. Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов и увеличения крутящего момента на барабане. Барабан предназначен для преобразования вращательного движения привода в поступательное движение каната. Усилие в канате набегающем на барабан, H: Fб=Qg/zunh0=8000*9,81/2*2*0,99=19818 где: Q-номинальная грузоподъемность крана, кг; z - число полиспастов в системе; un – кратность полиспаста; h0 – общий КПД полиспаста и обводных блоков; Поскольку обводные блоки отсутствуют, то h0=hп=(1 - nблUп)/un(1-hбл)=(1-0,982)/2*(1-0,98)=0,99 Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат Fк=Fб=19818 Н и k=5,5 F³Fк*k=19818*5,5=108999 Н где: Fк – наибольшее натяжение в канате (без учета динамических нагрузок), Н; k – коэффициент запаса прочности (для среднего режима работы k=5,5). Принимаем канат по ГОСТ 2688 – 80 двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6х19(1+6+6/6+1 о.с) диаметром 15 мм имеющий при маркировочной группе проволок 1764 Мпа разрывное усилие F=125500 Н. Канат – 11 – Г – 1 – Н – 1764 ГОСТ 2688-80
Фактический коэффициент запаса прочности: kф=F/Fб=125500/19818=6,33>k=5,5
Требуемый диаметр барабана по средней линии навитого стального каната, мм D³d*e=15*25=375 где: d – диаметр каната е – коэффициент зависящий от типа машины, привода механизма и режима работы машины механизма. Принимаем диаметр барабана D=400 мм. Длина каната навиваемого на барабан с одного полиспаста при z1=2 и z2=3, м: Lк=H*Uп+p*D(z1+z2)=9*2+3,14*0,4(2+3)=24,28 где: Н – высота поднимаемого груза; Uп – кратность полиспаста; D – диаметр барабана по средней линии навитого каната; z1 – число запасных ( неиспользуемых ) витков на барабане до места крепления: (z1=1,5…2) z2 – число витков каната, находящихся под зажимным устройством на барабане: z2=3…4. Рабочая длина барабана, м: Lб=Lk*t/p*m(m*d+D)*j=24,28*0,017/3,14*1(1*0,015+0,4)=0,239 где: Lк – длина каната, навиваемого на барабан; t – шаг витка; m – число слоев навивки; d – диаметр каната; j - коэффициент не плотности навивки; для гладких барабанов; Полная длина барабана, м: L=2Lб+l=2*0,444+0,2=1,088 Толщина стенки литого чугунного барабана должна быть, м: dmin=0,02Dб+(0,006…0,01)=0,02*0,389+0,006…0,01=0,014 =0,018 Принимаем d=16 мм. Dб=D – d=0,4 – 0,015=0,385 м. Приняв в качестве материала барабана чугун марки СЧ 15 (dв=650 Мпа, [dсж]=130 Мпа) найдем напряжения сжатия стенки барабана: dсж=Fб/t[dсж] = 19818/17*10-3*16*10-3 = 72,86 Мпа<130 М где: Fб – усилие в канате, Н; t – шаг витков каната на барабане, м; [dсж] – допускаемое напряжение сжатия для материала барабана; Статическая мощность двигателя при h = 0,85, кВт: Pc=Q*g*vг/103*h=8000*9,81*0,2/1000*0,85=18,46 где: Q – номинальная грузоподъемность, кг; vг – скорость подъема груза, м/с; h - КПД механизма Номинальная мощность двигателя принимается равной или несколько меньше статической мощности. Из таблицы III.3.5 выбираем крановый электродвигатель с фазным ротором MTF – 311 – 6 имеющим ПВ=25% номинальную мощность Рном=13 кВт и частоту вращения n=935 мин-1. Момент инерции ротора Ip=0,225 кг*м2 максимальный пусковой момент двигателя Тmax=320 H*м. Частота вращения барабана (мин-1): nб=60vг*Uп/p*Dрасч=60*0,2*2/3,14*0,4=19,1 где: Uп – кратность полиспаста; Dрасч – расчетный диаметр барабана, м. Общее передаточное число привода механизма: U=n/nб=935/19,1=148,93 Расчетная мощность редуктора на быстроходном валу, кВт: Рр=kр*Р = 1*18,46=18,46 где: kр – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора; Р – наибольшая мощность передаваемая редуктором при нормально протекающем процессе работы механизма. Из таблицы III.4.2 по передаточному числу и мощности выбираем редуктор цилиндрический, двухступенчатый, горизонтальный, крановый типоразмера Ц2 – 400 с передаточным числом Uр =50,94 и мощностью на быстроходном валу при среднем режиме работы Рр = 19,4 кВт Момент статического сопротивления на валу двигателя в период пуска с учетом того, что на барабан навиваются две ветви каната при hб=0,94 и hпр=0,9 (ориентировочно), Н*м: Тс=Fб*z*Dбг/2u*hб*hпр=19818*2*0,4/2*50,94*0,94*0,9=183,94 Номинальный момент передаваемый муфтой принимается равным моменту статических сопротивлений Тмном=Тс=135 Н*м. Номинальный момент на валу двигателя Н*м: Тном=9550Р/n=9550*13/935=132,78 Расчетный момент для выбора соединительной муфты, Н*м: Тм=Тмном*k1*k2=183,94*1,3*1,2=286,94 Выбираем по таблице 5.9 втулочно–пальцевую муфту №1 с тормозным шкивом диаметром Dт=200 мм, и наибольшим передаваемым крутящим моментом 500 Н*м. Момент инерции муфты Iм=0,125 кг*м2. Момент инерции ротора и муфты I=Iр+Iм=0,225+0,0125=0,35 кг*м2 Средний пусковой момент двигателя при y=1,4, Н*м: Тпуск=Тср.п=(ymax+ymin)*Tном/2=(2,41+1,4)*132,78/2=252,9 где: ymax=Tмах/Тном=320/132,78=2,41 ymin- минимальная кратность пускового момента электродвигателя: ymin=1,1…1,4 Тмах- максимальный пусковой момент двигателя, Н*м, Тном- номинальный момент двигателя, Н*м, Время подъема и опускания груза tп=(d*I*n/9,55(Тср.п-Тс))+9,55*Q*v2/n((Тср.п-Тс)*h= =(1,1*0,35*935/9,55(252,94-183,94))+ +9,55*8000*0,1942/935(252,94-183,94)=1,14 где: Тср.п – средний пусковой момент двигателя, Н*м Тс – момент статического сопротивления соответственно на валу двигателя при пуске.
Фактическая частота вращения барабана по формуле, мин-1: nбф=n/uр=935/50,94=18,354
Фактическая скорость подъема груза, м/с: vгф=p*Dрасч*nбф/60uп=3,14*0,4*18,54/60*2=0,194 где: uп – кратность полиспаста Dрасч- расчетный диаметр барабана Эта скорость отличается от ближайшего значения 0,2 м/с из стандартного ряда на допустимую величину.
Ускорение при пуске, м/с2: а=vгф/tп=0,194/1,14=0,17
Рис. 1. Усредненный график загрузки механизма подъема
0 0,2 0,4 0,6 0,8 b Из графика усредненной загрузки механизма определим моменты, развиваемые двигателем, и время его пуска при подъеме и опускании груза в различные периоды работы механизма. Согласно графику, за время цикла (подъем и опускание груза) механизм будет работать с номинальным грузом Q=8000 кг – 1 раз. 0,5Q=4000 кг – 5 раз. 0,2Q=1600 кг – 1 раз. 0,05Q=400 кг – 3 раза.
Таблица № 2. – Моменты, развиваемые двигателем, и время его пуска
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (320)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |