Визначення параметрів тросу. Геометричні характеристики барабану

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Визначення параметрів тросу

1.1 Розрахунок максимального натягу тросу

Величина S визначається за формулою:

де: а - кількість лопарів. Визначається по варіанту схеми;

з_Ї - коефіцієнт корисної дії поліспасної системи;

i - кратність поліспасту. Приймається по варіанту схеми.

де: з_б - коефіцієнт корисної дії блоку.

Приймається у залежності від використовуємих у конструкції підшипників:

для підшипників качання -з_б - (0,97ч 0, 98);

для підшипників скользіння -з_б - (0,95ч 0, 96);

1.2 Визначення розривного зусилля та вибір тросу

У конструкції підйомного механізму, як і в інших поліспастних системах, використовують троси (канати), міцність яких перевищує розрахункові навантаження. Такий підхід пов'язаний з тим, щоб забезпечувалася надійність в експлуатації на випадок перевищення допустимих навантажень, які можуть бути викликані не передбаченими обставинами - падінням або обривом вантажу від штатного місця кріплення, коливаннями вантажу, прискоренням і гальмуванням і т.п. умовами.

Правилами морського регістра передбачаються коефіцієнти запасу міцності в залежності від вантажопідйомності підйомного механізму. При вантажопідйомності 11-160 тонн, коефіцієнт запасу розраховується за формулою:

де: SWL - вантажопідйомність крану у тонах

Розривне зусилля розраховується за виразом:

Р_роз = [k] · S_max = 4,74 · 85,05 =403,1 кН

За ДСТУ 3083 - 98 вибираємо канат стальний подвійної звивки з лінійним дотиком проволок в прядках з сімома органічними сердечниками типу ЛК-О 6х30(0+15+15)+7 о. с. діаметром d = 30,0 мм при розрахунковій межі міцності дротів у_в = 1700 МПа, з розривним зусиллям Р = 418 кН

Робимо перерахунок коефіцієнту запасу міцності:

Відхилення коефіцієнта запасу міцності від розрахункового нормативу:

2. Розрахунок геометричних характеристик барабану

2.1 Визначення діаметру барабану

Діаметр барабана визначають за виразом:

D6 > l · dk = 20 · 30 = 600 (мм),

де: l - коефіцієнт, нормований Правилами регістра. Значення коефіцієнта призначається з урахуванням типу грузопідємної машини або пристрої, типу приводу та режимів навантаження машини, для розглянутого випадку, l >18

Приймаємо: l = 20

d_k - діаметр троса, обраний по розривному зусиллю.

Діаметр барабану, розрахований за виразом (5) коригується виходячи з умови, що для укладання троса повинна бути, передбачена нарізна канавка, яка в більшості практичних випадків призначається рівною половині діаметра троса. Відкориговане значення діаметра барабана визначиться з виразу:

Приймаємо: D₀ = 650 мм

2.2 Визначення довжини барабану

Довжина барабана визначається з умови, що навивка каната на барабан здійснюється в один шар, з урахуванням особливостей розташування гілок каната на барабані, заданих розрахунковою схемою.

? при двох віттях канату на барабані

де: L₀ - довжина ділянки барабану для навивки у один шар;

L₁ - довжина ділянки барабану для кріплення канату прижимними планками.

L₁ 3t_н = 3 · 33 = 99 мм

де: t_н - шаг навивки канату, приймається з урахуванням діаметру канату рівним:

t_н = d_к + (1,5 4,5) = 30+ 3 = 33 мм

L₂ - довжина ділянки барабану під реборду,

L₂ = 1,5 t_н = 1,5 · 33 = 49,5 мм

L₃ - довжина середньої не нарізної ділянки барабану. Враховується при розрахунку барабанів для двох віток канату,

L₃ = А - 2 · h_min · tg = 346 - 2 ·650 tg5 = 232 мм

де А - розмір між вісями каналів блоку. У розрахунках приймається за параметрами блоку і вибраної конструкції підвіски крюка, з розрахунку, що кут відхилення троса між віссю блоку і тросом, навивати на барабан, не перевищує 4⁰.

У розрахунках приймається за даними наведеними в табл. 1, з урахуванням обраної підвіски крюка, див. рис. 2.

h_min- мінімальна відстань між вісями барабану та блоків підвіски у її верхньому положенні. До розрахунку прийняти ; h _min = D₀

- кут відхилення каната від середньої площини блоку або від напрямку канавки на барабані. Значення кута не повинно перевищувати 6⁰ у барабана з нарізною канавкою і 1⁰ у гладкого барабана.

Рис.1 Розрахункова схема для визначення довжини барабану при намотування двох гілок каната

Довжина ділянки барабана для намотування каната в один шар -L₀ дорівнює:

де: Н - висота підйому вантажу, м. Приймається за завданням. H

i_п - кратність поліспасту;

D₀ - діаметр барабана, який вимірюється по середній лінії навитого в один шар каната;

z_H - кількість резервних витків канату, z_H ? 1,5.

трос барабан електродвигун редуктор

3. Розрахунок вузла кріплення тросу барабана

3.1 Визначення розрахункового натягу тросу у місці кріплення

Вузол кріплення троса до барабана багато в чому зумовлює надійність роботи механізму підйому, оскільки від умов кріплення залежить робота крана в цілому. З цієї причини на практиці застосовують різні схеми кріплення - притискними планками, притискними планками і за допомогою клина. Найбільш широкого поширення набуло кріплення притискними планками, які виконуються за профілем троса, з урахуванням його діаметру і кріпляться до барабану за допомогою шпильок або болтів. Важливим моментом для таких вузлів кріплення є визначення кількості та діаметру шпильок або болтів.

Розрахунок виконується за величиною натягу каната в місці кріплення з припущення, що кріплення виконується притискними планками. При цьому використовується формула Ейлера:

де: - мінімальний коефіцієнт тертя між канатом і поверхнею барабана; = 3 - максимальний коефіцієнт тертя між канатом і поверхнею барабана.

3.2 Розрахунок зусилля натискання планок на канат в місці кріплення до барабану

Зусилля натискання планок забезпечує утримання троса на поверхні барабана при впливі на нього маси вантажу. Утримання троса досягається за рахунок сил опору виникають в місці кріплення, які повинні бути великими тих навантажень, які виникають від впливу маси вантажу, з урахуванням динаміки процесу його підйому.

Зусилля натискання планок розраховується за виразом:

де k - коефіцієнт, що враховує надійність кріплення каната. До розрахунку прийняти рівним 0,85, коли планки притискають два сусідніх витка каната;

= 0,35 - коефіцієнт опору висмикування каната при натисканні планками з напівкруглими опорними поверхнями.

3.3 Визначення необхідної кількості гвинтів або шпильок

Розрахунок необхідної кількості гвинтів або шпильок слід виконувати виходячи з умови компоновочного їх розташування на поверхні барабана, так, щоб по можливості діаметри шпильок можна було б розмістити, займаючи дві - три нарізки на барабані. При цьому слід брати до уваги, що кількість шпильок може бути змінено, в тому числі і за рахунок зміни допустимої напруги.

Розрахунок ведуть за висловом:

де d ₁ - внутрішній діаметр різьби гвинта або шпильки, мм;

d ₁ = 31,67 мм - внутренний діаметр винта М36

- допустиме напруження гвинта або шпильки, для ст. 3

= 60 МПа = 60000 кПа

4. Вибір електродвигуна та редуктора

Вибір електродвигуна здійснюється з умови його тривалої роботи при сталому режимі, як найбільш навантаженому періоді. Розрахунок ведуть по залежності:

де: G_гр - сила тяжіння від маси вантажу, що підіймається, Н.

(G_гр+G_го) = (Q + m) ·g = (25000 + 120) 9,81 = 246427 Н

де: G_гр - номінальна вантажопідйомність крану, кг. Визначена у завданні на розрахунково-графічну роботу.

G_го - сила тяжіння від маси вантажного обладнання, Н. До розрахунку приймається по таблиці 2, як маса підвіски крюка, в залежності від вантажопідйомності крана.

V_гp - швидкість підйому вантажу, м/хв., задана в завданні на розрахунково-графічну роботу;

1000 и 60 - перекладні коефіцієнти відповідно ват у кіловати і м/хв в м/с;

з_м - загальний коефіцієнт корисної дії механізму підйому;

з_м = з_n· з_б· з_р

де: з_n, з_б - коефіцієнт корисної дії поліспаста і канатного приводу барабана.

До розрахунку прийняти з_n = з_б = 0,98.

з_р - коефіцієнт корисної дії зубчастого редуктора. До розрахунку прийняти рівним - (0,92ч0,94).

За результатами виконаного розрахунку необхідної потужності електродвигуна, здійснюється вибір електродвигуна з умови, що тривалість включення підйомного механізму становить 40%, ПВ40%. При цьому беруть двигун, потужність якого трохи менше розрахункової, ров ? рр,, з умови, що двигун працює з періодичними зупинками, що сприяє охолодженню його обмоток і дозволяє працювати з деякою перевантаженням по потужності. Для вибору електродвигуна використовуються номенклатура електродвигунів, характеристика яких наведена в [1, 4].

Приймаємо: електродвигун МАП 622-6

потужність на валу, кВт 35

частота обертання 835

Знаючи параметри електродвигуна і, зокрема частоту його обертання, здійснюється підбір редуктора для механізму підйому. З цією метою визначають необхідну передавальне число редуктора, використовуючи такий вираз:

U_H = n_дв / n_б = 835 / 12,2 = 68,4

де: n_дв - частота обертів електродвигуна, об/хв;

n_б - частота обертів барабану, м/хв.

Після розрахунку необхідного передавального числа редуктора, здійснюють вибір редуктора з каталогу, в залежності від відомих параметрів U_н, P_дв, n_дв, і визначають відхилення обраних параметрів редуктора від розрахункових. Ця похибка не повинна перевищувати 5%.

До установки приймаємо вертикальний планетарний редуктор 1Ц2У-125 U_р = 71

5

Список рекомендованої літератури

1. Камнев Г.Ф. Подъемно-транспортные машины и палубные механизмы / Г.Ф. Камнев, Г.Р. Кипарский, В.М. Балин. - Л.: Судостроение, 1976. - 312 с.

2. Судовые устройства: Справочник / Под ред. М.Н. Александрова. - Л.: Судостроение, 1987. - 656 с.

3. Гурович А.Н. Справочник по судовым устройствам. В 2 - х т. Т. 2. / А.Н. Гурович, Б.Н. Лозгачев, Д.А. Гринберг. - Л.: Судостроение, 1975. - 375 с.

4. Мачульский И.И. Подъемно-транспортные и погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте / И.И. Мачульский, В.С. Киреев. - М.: Транспорт, 1989. - 319 с.

5. Судовые устройства / М.Н. Александров и др. - Л.: Судостроение, 1982. - 319 с.

6. Колода С.Ф. Расчеты механизмов кранов морских судов: Учебное пособие / С.Ф. Колода. - Мариуполь: Азовье, 2005. - 188 с.

7. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин / Ф.К. Иванченко и др. - К.: Высш. школа, 1978. - 576 с.

8. Руденко Н.Ф. Курсовое проектирование грузоподъемных машин / Н.Ф. Руденко, М.П. Александров, А.Г. Лысенков. - М.: Машиностроение, 1971. - 464 с.

Размещено на Allbest.ru