Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова

Кафедра механики

Контрольная работа

Подъемно-транспортные устройства

Голубева А.Г.



• Содержание
• Цель работы, описание, исходные данные
• 1. Подбор каната, крюка
• 2. Определение размеров блока и барабана
• 3. Расчет крепления конца каната с помощью прижимных накладок
• 4. Подбор электродвигателя
• 5. Подбор редуктора
• 6. Определение фактической скорости подъема груза
• 7. Подбор тормоза
• Список использованных источников


Цель работы, описание, исходные данные

Цель контрольной работы - освоение методики расчета механизма подъема на основе приобретенных знаний, умений и навыков.

Для заданных схем полиспаста, грузоподъемности, скорости подъема груза и режима работы механизма подъема необходимо:

1. Подобрать канат, крюк

2. Определить размеры блока и барабана

3. Рассчитать крепления конца каната с помощью прижимных накладок

4. Подобрать электродвигатель

5. Подобрать редуктор

6. Определить фактическую скорость подъема груза

7. Выбрать тормоз

Схема полиспаста

Грузоподъемность, Q (т)	Скорость подъема, V (м/мин)	Режим работы
2,5	10	Тяжелый



Подбор каната, крюка

Подбираем канат:

Первым шагом необходимо определить действительное усилие в канате (Р_к, Н):

Так как на предложенной схеме изображен одинарный полиспаст, определяем по формуле:

где:

Ч m_гр - масса поднимаемого груза, кг

Ч m_кр - масса крюковой подвески, кг

Ч а - число одинарных полиспастов

Ч g - ускорение свободного падения (9.81 м/с²)

Ч i_п - кратность полиспаста

Ч з_п - КПД полиспаста

Определим максимальный вес груза:

G = Q*g = 2.5 * 9.81 = 24.52 кН

m_гр(max) = 2500 кг

Число одинарных полиспастов:

а = 1

Кратность полиспаста:

i_п = 2

Определяем КПД полиспаста:



Где:

Ч з_бл - КПД одного блока (з_бл = 0,96...0,98)

,98

Следующим шагом необходимо определить разрывное усилие:

где:

Ч k_з-минимальный допускаемый коэффициент запаса прочности, выбираемый по табл. 3, в зависимости от группы режима работы (ГОСТ 25835-83) (ИСО 4301/1) (М4), k_з = 4

По разрывному усилию выбираем канат диаметром d = 9,9 мм с разрывным усилием 56 кН, с временным сопротивлением разрыву в проволочках sВ = 1862 МПа.

В механизмах подъема груза кранов при однослойной навивке рекомендуются канаты с линейным касанием проволоки в прядях, односторонней свивки, нераскручивающиеся.

Принят спиральный канат диаметром 9,9 мм, грузового назначения, марки В, из проволоки без покрытия, правой свивки, нераскручивающийся, нерихтованный, повышенной точности, маркировочной группы 1862 Н/мм²:

Канат 9,9-Г-В-Н-Т-1862 ГОСТ 3062-80

Подбираем крюк:

По грузоподъемности и режиму работы (М4), выбираем крюк однорогий ГОСТ 6627-74 №10 с наибольшей грузоподъемностью 2,5 т, тип А - короткий. Основные размеры (мм):

D= 55 мм; S= 40 мм; L= 165 мм; d= M30; ????=30 мм; ??0=35 мм; h= 52 мм; b = 34 мм; l не менее 85 мм; ??1 не менее 45 мм

Эскиз крюка

2. Определение размеров блока и барабана

Расчет диаметра блока крюковой подвески:

где:

Ч h₁ - коэффициент выбора минимального диаметра направляющего блока, h₁=18 (для группы режима работы М4).

Выбираем согласно нормальному ряду: Д_бл=170 мм

Расчет диаметра уравнительного блока:



где:

Ч h₂ - коэффициент выбора минимального диаметра направляющего блока, h₂ = 14 (для группы режима работы М4).

Выбираем диаметр уравнительного блока 130 мм

Диаметр барабана, мм:

= d_k(h_б - 1),

где:

Ч h_б - коэффициент выбора диаметра барабана, h_б = 14.

= 9,9(14 -1) = 128,7 мм

По нормальному ряду выбираем гладкий барабан диаметром 140 мм

Диаметр реборды:

Диаметр барабана по средней линии навиваемого каната , мм:

= + d_k = 140 + 9,9 =149,9 мм

Длина барабана:

где:

Ч L₁ - длина нарезанной части барабана

Ч t - шаг нарезки, для гладкого барабана t =d_k = 9,9 мм;

Ч L₂ - расстояние для крепления каната;

Ч L₃ - ширина реборды или свободного участка барабана.

где:

Ч H - высота подъема груза, принята самостоятельно Н = 10 м;

Ч Z_н > 1,5 - число неприкосновенных витков, которые не должны сматываться с барабана.

Расстояние для крепления каната:

Ширина реборды:

Длина каната, наматываемого на барабан:

электродвигатель редуктор тормозной

3. Расчет крепления конца каната с помощью прижимных накладок

Используем две прижимных планки.

Выбираем прижимную планку со следующими параметрами, мм:

d	a	B	c	t	e	r
13	40	40	12	13	1,5	10



Определяем допустимое усилие растяжения болта или шпильки:

где:

Ч d₁ - внутренний диаметр резьбы (d₁ = 0,8d= 0,8•13 = 10,4 мм)

Ч [у_р] = 70 МПа для стали

Определяем расчетное натяжение каната в месте его крепления на барабане:

где:

Ч е = 2,72 - основание натурального логарифма;

Ч f = 0,1 - коэффициент трения между канатом и барабаном;

Ч б= 3р - регламентированный угол обхвата барабана неприкосновенными витками (рад).

Необходимое усилие прижатия каната накладкой:

где:

Ч k =1,25 - коэффициент запаса;

Ч 0,85 - коэффициент, учитывающий уменьшения натяжения каната вследствие обхвата барабана крепежными витками;

Ч W = 0,35 - коэффициент сопротивления выдергиванию каната.

Необходимое число накладок:

Используем четыре накладки.

4. Подбор электродвигателя

Рассчитываем статическую мощность при подъеме:

где:

Ч где G - номинальный вес груза, Н; х_гр - скорость подъема груза, м/с(10 м/мин=0,16 м/с); з - общий КПД привода.

Ч При двухступенчатом зубчатом редукторе з = 0,92.

Рассчитываем расчетную мощность двигателя:

где:

Ч K_н - коэффициент использования номинальной грузоподъемности, для крюкового крана: K_н = 0,7;

Ч K_с - коэффициент, учитывающий применяемую систему регулирования скорости: K_с =1,15 - для группы режима работы М1…М4;

Ч K_е - коэффициент, учитывающий фактическую продолжительность включений: K_е = 0,95 для группы режима работы М4;

Ч K_пр - коэффициент пусковых потерь: K_пр =1,1 - для группы режима работы М4

Выбираем двигатель МТКF 112-6 со следующими параметрами:

Мощность на валу (при ПВ 40%) - 5 кВт; частота вращения - 895 об/мин;

момент инерции 0,26 кг/м².

Число оборотов в минуту барабана:

Рассчитываем статический момент на валу двигателя:

Динамический момент на валу двигателя от инерции поднимаемого груза:

где m_гр - масса поднимаемого груза, кг; х_гр - скорость поднимаемого груза, м/с; - диаметр барабана, м; U - передаточное число передачи от двигателя до барабана; з - КПД передачи, i_п - кратность полиспаста; з_бл - КПД блока; n - число блоков; t - время пуска (1…5 с). [1]

Для учета инерционных сил, действующих на весь привод, увеличиваем динамический момент на валу двигателя на 20%:



где I_дв - момент инерции двигателя, кг•м²; n_дв - частота вращения двигателя, об/мин.

Рассчитываем пусковой момент:

Рассчитываем номинальный момент на валу

Так как 1,3 < 2,5, значит двигатель подобран с большим запасом

5. Подбор редуктора

Рассчитываем необходимое передаточное число:

По таблице выбираем редуктор с передаточным числом

Проверяем отклонение числа редуктора:



Так как < 15%, то редуктор подобран правильно.

Определяем расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

Коэффициент нагружения из таблицы (для тяжелого режима работы):

.

Коэффициент переменности нагрузки:

Коэффициент срока службы шестерни редуктора:

Коэффициент долговечности:

Расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора:

Выбираем редуктор Ц2-200 с передаточным числом 19,88 и с межосевым расстоянием 200 мм.

Проверяем пригодность редуктора по общему межосевому расстоянию:

Редуктор подобран правильно

6. Определение фактической скорости подъема груза

Фактическая частота вращения барабана:

Скорость каната, навиваемого на барабан:

Определяем фактическую скорость груза

Отклонение фактической скорости груза от заданной:

Так как отклонение менее 15%, то расчет верный



7. Подбор тормоза

Выбираем тормоз с диаметром шкива 200 мм.

Статический момент, приведенный к быстроходному валу редуктора:

где:

Ч K_т - коэффициент запаса торможения, для М4: K_т =1,75

Далее по таблице выбираем колодочный тормоз серии ТКТ-200.

Рассчитываем окружное усилие на ободе тормозного шкива:

Определяем силу прижатия тормозных колодок:

где;

Ч f - коэффициент трения между рабочими поверхностями тормозной ленты и шкива, f = 0,3.

Площадь касания обкладки со шкивом:



где:

Ч В_к - ширина обкладки, В_к = 90 мм;

Ч в - угол сектора обхвата обкладкой шкива (60° - 90°), принято в = 75⁰.

Определяем среднее давление между обкладками и тормозным шкивом:

Усилия на концах рычагов:

где:

Ч l₁ и l₂ - размеры рычага, м.

Расчетное усилие пружины:

Необходимый момент электромагнита:

где:

Ч е - расстояние от оси поворота якоря до оси штока, е = 0,04 м.

Ход штока тормоза:



Где

Ч е - рекомендуемый отход колодки, е=0,5…0,8 мм, принят е=0,7 мм.

Необходимый угол поворота якоря:

где [б]- номинальный угол поворота якоря, град; S - ход штока, м.

Из таблицы угол поворота якоря равен 5,3⁰.

Угол выбран правильно.



Список использованных источников

1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. М., 1985. - 520 с.

2. Копылов И.П. Справочник по электрическим машинам. М., 1989. Т 2.

А.П. Филатов, В.Н. Анферов, В.Ю. Игнатюгин. Грузоподъемные машины. Пособие по курсовому проектированию. Новосибирск, 2005. - 190 с.

3. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. Минск, 1983. - 349 с.

4. Проектирование механических передач / С.А. Чернавский, Б.А. Снесарев и др. М., 1984. - 557 с.

5. Справочник по кранам. Под ред. Дукельского А.И.М., 1973. Т. 1, 2.

6. Улитич О.Ю. Определение основных параметров механизма подъема груза: методические указания к расчету и проектированию по дисциплине “Грузоподъемные машины и оборудование”. М.:МАДИ, 2014. - 52 с.

7. А.П. Филатов, В.Н. Анферов, В.Ю. Игнатюгин. Грузоподъемные машины. Пособие по курсовому проектированию. Новосибирск, 2005. - 190 с.

Размещено на Allbest.ru

...