коэффициент запаса надежности крепления каната, ;

1,3 – коэффициент напряжения кручению.

расстояние от головки винта до барабана (м),

;

Принимаем .

Выбираем зажим 8 ОСТ 24.090.51-80

Принимаем БОЛТ М10х30 ГОСТ 7805–70. Материал болта – ВСт3;

– внутренний диаметр резьбы болта (м), ;

По табл. 6.10 и 6.12 ([2], с. 115) – предельное напряжение.

Прочность болта достаточна, условие выполняется.

5.Выбор двигателя механизма

Номинальная мощность двигателя (кВт):

где – номинальная мощность двигателя при данном режиме работы;

– статическая мощность механизма при постоянном режиме работы:

, где

где Q – номинальная грузоподъемность крана (т); Q=1 т;

Q_п = m – масса крюковой подвески, Q_п= 68 кг;

ускорение свободного падения (м/с²), м/с²;

скорость подъема груза (м/с),

– общий КПД:

где КПД редуктора, по табл. 5.1 ([1], с.127) для двухступенчатого редуктора на подшипниках качения ;

КПД муфты, для упругих компенсирующих муфт

КПД полиспаста ;

КПД барабана, табл. 1.18 ([1], с.23) для барабана, для стальных канатов, на подшипниках качения примем

По таблице III.3.7 ([1], с.315) выбираем крановый электродвигатель MTF 011–6УХЛ2 ГОСТ 185-70 с короткозамкнутым ротором 50Гц, 220/380 500В для тяжёлого режима работы (ПВ=60%) ближайший в ряду двигатель:

= 1,2 кВт – мощность на валу;

n = 910 об/мин – частота вращения;

Т_max = 4 Н∙м – максимальный пусковой момент двигателя;

J_p = 0,021 кг∙м² – момент инерции ротора;

m = 51 кг – масса двигателя.

6. Выбор редуктора и уточнение фактической скорости подъёма груза

6.1 Общее передаточное число механизма

Передаточное число механизма

Частота вращения барабана

6.2 Расчётная мощность редуктора

Расчётная мощность редуктора определяется по формуле

Р_р = К_р∙Р_ст.

К_р – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора для приводов механизма подъёма крана К_р = 1 (стр.40)

Р_р = 1 ∙ 1,2 = 1,2 кВт

По таблице III.4.2 выбираем:

Редуктор цилиндрический двухступенчатый крановый типоразмера Ц2-300: U_ф = 50,94, Р_{быстр. в.} = 1,67 кВт

Отклонение передаточного числа редуктора от расчётного:

Фактическая скорость груза:

где n^ф_б – фактическая скорость барабана

где U_ф – передаточное число редуктора = 50,94

Обозначение редуктора Ц2-300-50,94-11-1УХЛ2

7. Выбор тормоза и муфты

7.1 Выбор тормоза

Т_т. ≥ К_т.∙Т^т_ст.

где: Т_т. – осевое усилие, создающее тормозной момент

К_т. – коэффициент запаса торможения, при тяжёлом режиме работы К_т.=2

Т^т._ст.– статический момент при торможении

тогда:

Т_т. = 2∙13=26 Н∙м

По таблице III.5.11 выбираем:

Тормоз колодочный электромагнитный переменного тока ТКТ-200/100:

Т_т. = 40 Н∙м

D_шкива = 200 мм

B – ширина колодки = 90 мм

γ – угол торможения = 70^о

Проверка тормоза на удельное давление:

где F_n – нормальная сила колодки

где f ′ - коэффициент трения для данного тормоза, для асбестовой ленты, f ′=0,35

l_к – длина колодки

B – ширина колодки

[P] - для стопорных тормозов = 0,6 МПа

Р = 0,034 МПа < [P]= 0,6 МПа

следовательно, удельное давление тормоза в пределах допустимого

Тормоз колодочный электромагнитный переменного тока ТКТ-200/100-1-У ТУ 3178-003-11523712-94:

7.2 Выбор муфты

Номинальный момент муфты:

Т_м. ≥ Т_{м. расч.}

где: Т_{м. расч.} – расчётный момент муфты

Т_{м. расч.} = Т^м._ном.∙К₁∙К₂

где К₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма

по таблице 1.35 [1] для механизма подъёма груза К₁=1,3

К₂ – коэффициент, учитывающий режим работы механизма по таблице 1.35 [1] для весьма тяжёлого режима работы К₂ = 1,5

Выбираем муфту втулочно-пальцевую с тормозным шкивом

МУВП Т200-250-22-1-35-1 УХЛ2 ГОСТ 21424-93

8. Проверка тормоза по времени торможения, ускорению и пути торможения

Время торможения:

где Т_т = 197 Н∙м

Т^т_ст = 16,09 Н∙м

 – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс, расположенных на втором и последнем валах,  = 1,1 – 1,25

J₁ – момент инерции вращающихся масс на валу двигателя

J₁=J_р.дв.+ J_м. = 0,11+0,1 = 0,21 кг∙м²

Ускорение при торможении:

a_т = a_п рекомендуемое ускорение 0,2 – 1 м/с²

Путь торможения по нормам ГГТН

S_ф ≤ S_max

по таблице 1.22 для тяжёлого режима работы:

т.е. путь торможения соответствует допустимому.

9. Проверка двигателя на пусковой момент по времени пуска и остановки

Время пуска определяется при подъёме груза:

где Т_ср.п. – средний пусковой момент двигателя

Т_ст. – статический момент при пуске двигателя

Ускорение при пуске:

допустимое ускорение при пуске 0,2 – 0,8 м/с²

10. Проверка двигателя на нагрев по среднеквадратичному моменту

Условие отсутствия нагрева:

Р_ср. ≤ Р_дв.

где Р_ср. – среднеквадратичная мощность

где Т_ср.п. = 105,2 Н∙м

Σt_п – суммарное время пуска

Т_ст.i – момент статических сопротивлений

T_у – время установившегося движения

Σt – суммарное время включения двигателя

Для определения Т_ср. воспользуемся обощённым графиком загрузки механизмов: рисунок 1.1а (стр.16)

При тяжёлом режиме работы, согласно графику, механизм подъёма груза работает:

Q₁ = (Q+Q_п) = 1068 кг – 2 раза

Q₂ = 0,75(Q+Q_п) = 801 кг – 4 раза

Q₃ = 0,2(Q+Q_п) = 213,6 кг – 1 раз

Q₄ = 0,05(Q+Q_п) = 53,4 кг – 3 раза

Определяем натяжение ветви каната, набегающего на барабан, при подъёме:

при опускании:

Момент статических сопротивлений, при подъёме:

η_м.i определяем по рис. 1.2 по форм. 1.1

по рис. 1.2 η_м.1 = 0,9, η_м.2 = 0,85, η_м.3 = 0,7, η_м.4 = 0,5

при опускании:

Время пуска, при подъёме:

при опускании:

Таблица 1 - Моменты, развиваемые двигателем и время его пуска

Наименование показателя	Обозна- чение	Единица измере-ния	Результаты расчёта при массе груза, кг.
			1068	801	213,6	53,4
КПД	η	-	0,9	0,85	0,7	0,5
Натяжение каната у барабана при подъёме груза	Fпб	Н	2645,7	1984,3	529,1	132,3
Момент при подъёме груза	Тпст.	Н∙м	16,9	12,6	3,4	0,8
Время пуска при подъёме	tпп.	c	0,29	0,27	0,25	0,24
Натяжение каната у барабана при опускании груза	Fопб.	Н	2593	1944,8	518,6	129,7
Момент при опускании	Топст.	Н∙м	13,4	10	2,7	0,7
Время пуска при опускании	tопп	с	0,21	0,22	0,23	0,24

где Н_ср. – средняя высота подъёма груза

Н_ср. = (0,5…0,8)Н = (0,5…0,8)∙9 = 4,5…7,2 м

Принимаем Н_ср. = 5,8 м

следовательно, условие отсутствия перегрева выполняется

Уточнение кинематической схемы механизма

Размеры барабана:

Диаметр барабана, D_б = 292 мм

Длина барабана, L_б = 700 мм

Размеры редуктора Ц2-300:

Длина редуктора, L = 620 мм

Ширина редуктора, B = 300 мм

Расстояние между осями быстроходного и тихоходного валов, А = 300 мм

Размеры двигателя:

Длина двигателя, L = 585 мм

Ширина двигателя, В = 210 мм

Размер тормоза от оси вращения до крайнего положения Т=197мм, общая длина 475мм

Максимальный размер зубчатой муфты 200мм

Проверяем возможность П образной схемы

Расстояние между валами редуктора 300мм

Расстояние между зубчатой муфтой и тормозом 300 - 197 – 200/2 = 3мм

Расстояние между барабаном и двигателем

300 – 210/2 – 300/2 = 45мм

Следовательно, применяем П-образную схему.

Выбираем муфту между редуктором и барабаном

Подбираем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП 2000-75-1 УХЛ, для соединения вала редуктора и вала барабана

d = 75 мм, D = 250мм, L = 288мм, количество пальцев 6шт.

Список используемой литературы

1. Кузьмин А.В, Марон Ф.Л. Справочник по расчётам механизмов ПТМ. Мн.: Высшая школа, 1983г. – 350с.

2. Казак С.А., Дусье В.Е., Кузнецов Е.С. Курсовое проектирование ГПМ: Учебное пособие для студентов машиностроительной специальности вузов. М.: Высшая школа, 1989г. – 319с.

3. Александров М.П., Решетов Д.М. ''ПТМ. Атлас конструкций''.

4. https://www.engineer-oht.ru – решение задач по ПТМ

28