ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ГРУЗОПОДЬЕМНЫХ МАШИН В случае необходимости выполнить данную работу, необходимо сообщить следующие данные: Грузоподьемность G = …

Проектирование механизмов грузоподьемных машин

Запишем данные:

Грузоподьемность

Скорость подьема

Режим работы

Высота подьема

Число подвесных блоков

Кран

стреловой

1. Расчет крюковой подвески

Выберем длинную крюковую подвеску, состоящую из крюка, на нарезанную часть которого навинчена гайка,опирающаяся на опорный подшипник, который позволяе легео поворачивать поднятый груз в нужное положение. По правилам Гостехнадзора устройство такой опоры обязательно при грузоподьемности крана от 3 тонн и выше. Рекомендуется закрывать подшипники кожухом, чтобы предохранить их от попадания пыли и влаги. Гайки крюков должны иметь стопорные приспособления, препятствующие их отворачиванию.

Траверса крюка шарнирно закрепляется в серьгах подвески. Благодаря этому крюк может поворачиваться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. таверса отковывается из стали. Диаметр отверстия в траверсе для шейки крюка должен быть несколько большим, чем шейка. Смазка подшипников блоков консистентная, при помощи масленок, ввернутых в торцы оси блоков. Для предотваращения вытекания смазки из подшипников применяются уплотнения.

1 - блок

2 - подшипник оси блоков

3 - ось блоков

4 - серьга

5 - гайка

6 - траверса с упорным подшипником

7 - крюк

1.1 Выберем схему полиспаста и определим его КПД

кратность полиспаста

КПД канатного блока на подшипниках качения

тогда

1.2 Максимальное натяжение набегающей ветви каната на барабан

1.3 Разрывное усилие на канате

где

- коэффициент запаса прочности, по которому выбираем стальной канат.

Для механизма подьема используем канат типа ЛК-Р (ГОСТ2688-80)

Долговечность канатов увеличивается при работе на блоках из серого чугуна на 15-30% по сравнению с работой на стальных блоках.

примем

при пределе прочности прочности проволок

1.4 Диаметр блока

где

e - коэффициент зависящий от режима работы

см табл.4

тогда

наружный диаметр блока

где

h - высота профиля ручья (желоба) блока,мм

Блоки крановыные, профиль ручья

1.5 выберем по грузоподьемности крюк и выполним проверочный расчет хвостовой части крюка

напряжение на растяжение в резьбе определяется по формуле

где

d - диаметр резьбы на хвостовике крюка,мм

- допускаемое напряжение,

Отсюда диаметр

Высоту гайки находим из условия

где 17мм берется как запас для установки стопорной шайбы

где из табл 6 и 7 подходит крюк

номер крюка

Размеры:

1.6 Траверса

Диаметр отверстия под крюк выбирается из зависимости от размера не нарезанной части крюка

- диаметр отверстия траверсы

- диаметр не нарезанной части крюка, мм

расстояние l между щеками траверсы принимают консруктивно l=60...70

Размер между осями серег определяется по формуле

где

- толщина щеки

- толщина щеки

Ширину траверсы определяют по формуле

где

D - диаметр наружного кольца упорного подшипника

упорный подшипник выбирается по диаметру ненарезанной части крюка d1 с наружным диаметром опорного кольца D и высотой выбранный подшипник проверяется по условию статической грузоподьемности.

подшипник

Размеры:

- марка

Тогда ширина B:

Высота траверсы определяется по формуле:

где

- высота упорного подшипника

Определим диаметр цапфы траверсы:

тогда

- допускаемое напряжение на изгиб

Рисунок траверсы

размеры:

1.7 Серьга

Ширина серьги

Межосевое расстояние между центрами осей блока и траверсы

Эскиз крюковой подвески:

2.Расчет механизма подьема

2.1 Выбор электродвигателя.

Предварительный выбор электродвигателя выполняется исходя из величины мощности двигателя, необходимой для подьема номинального груза и заданного режима работы. Для этого подбирают по каталогу ближайшее значение мощности двинателя.

Мощность Pдв необходимая для подьема груза при заданной относительной продолжительности включения определяется из выражения

где

- скорость груза, м/с

- грузоподьемная сила, Н

- общий КПД механизма подьема

где

- КПД полиспаста

- КПД редуктора

- КПД барабана

- КПД муфты

Тогда мощность двигателя при и м/с и H

Получится равной

По полученной мощности выберем марку двигателя

Двигатель -

С характеристиками:

Частота

Максимальный момент

Момент инерции

Масса

Габаритные, установочные и посадочные размеры, мм:

Рис. Крановый асинхронный двигатель серии MTF

2.2 Расчет барабана и определение его размеров

Минимально допускаемый диаметр барабана, измеренный по центру навиваемого уаната, определяется по формуле

где

коэффициент, зависящий от типа грузоподьемной машины

- диаметр каната

Полученное значение округляем в большую сторону

В механизмах подьема с машинным приводом при однослойной навивке каната присеняют барабаны с нарезанными винтовыми канавками.

Рис. Профиль канавок для каната

Шаг винтовой нарезки

- расстояние между витками каната

Стенки барабана испытывают сложне напряженное состояние, так как в них действуют напряжения сжатия, изгиба и кручения. Наиболее опасным является напряжение сжатия.

Толщину стенки литого барабана определяют из уравнения прочности на сжатие

где

- максимальное натяжение каната;

b - толщина стенки;

- допускаемое напряжение на сжатие, для стальных барабанов.

Общую длину барабана определяем по формуле

где

- высота подьема груза, мм;

- кратность полиспаста;

- Диаметр барабана, мм;

-количество доп. витков.

Скорость каната навиваемого на бараан, при скорости подьема груза

где

- кратность полиспаста

- скорость подьема

Частота вращения барабана в минуту

Диаметр оси барабана определяют из выражения

где

- допускаемое напряжение при изгибе;

- длина оси

Подшипники выбирают в зависимости от диаметра оси и проверяют на долговечность.

крепление каната на барабане можно осуществить с помощью крепления прижимной планки к внутренней полости барабана.

В нашем случае производим крепление каната наружными планками.

В расчет входит определение усилия действующего на крепление каната, и в зависимости от него определяют число болтови их диаметр.

Каждая планка прижимает канат к барабану с посощью одного или двух болтов. Одно - болтовых планок, независимо от расчета, обычно устанавливают не менее двух.

Натяжение каната перед планкой:

где

- основание натуральных логарифмов

- угол обхвата барабана дополнительными витками каната

- коэффициент трения между канатом, поверхностью барабана и планкой

Необходимое нажатие всех болтов крепления

- коэффициент, учитывающий разгружающие действия витков каната, входящих в крепление;

- коэффициент надежности крепления

- коэффииент сопротивления движению каната при зажиме планкой.

Диаметр болта

где

- число болтов крепежных планок

- допускаемое напряжение на растяжение

или

округляя до ближайшего стандартного значения получим:

2.3 Выбор редуктора

Выбор редуктора осуществляют по моменту на тихоходном валу и передаточному отношению.

Передаточное отношение:

где

- обороты двигателя

- обороты барабана;

По табличным данным получим:

Редуктор -

Номинальный крутящий момент

Масса

Габаритные и присоединительные размеры, мм.

Рисунок редуктора