1.Механизм подъема.

Исходные данные:

Грузоподъемная сила F_Q=12,5кН

Скорость подъема V=6,3м/мин

Высота подъема H=2,5м

Режим работы 3

Машинное время t_=8000

1.1.Схемы и полиспасты.

Т.к. механизм подъема расположен на стреле, рациональной является двухбарабанная схема с

глобоидным редуктором при сдвоенном полиспасте(m=2).

КПД полиспаста и отклоняющих блоков

_п= , где =_бл=0,97  КПД блока; а=1  кратность полиспаста; t=1  число; m=2  число полиспастов на КПД не влияет.

1.2.Двигатель.

Мощность (кВт) при подъеме номинального груза весом F_Q (Н) с установившейся скоростью V (м/мин)  статическая мощность

Для крюковых кранов

Р_ст=(1,03F_Q·V)/(60·1000·η)

P_ст=(1,03*12500*6,3)/(60*1000*0,7)=1,93кВт

Предварительно значения коэффициентов полезного действия принимают η ≈0,7 – при глобоидном редукторе.

Применим двигатель типа 4АС (трехфазные, асинхронные повышенного скольжения). Синхронная частота n_с=1000 мин^-1  наиболее рациональная и предпочтительная.

По каталогу выбираем двигатель 4АС100L6У3 с Р_н=2,8 кВт (ПВ=25) и n=920 мин^-1.

1.3.Канат.

Наибольшая сила натяжения в канате

.

Тип каната выбирают по ГОСТ 2688-80.

Рекомендуемый предел прочности материала проволок _В=1600…1800 Н/мм².

Выбор размера каната, т.е. его диаметра d_кан , проводят по разрушающей нагрузке. Разрушающая нагрузка каната должна удовлетворять условию F_разр  KF_max. Коэффициент запаса прочности К=5,5 в соответствии с режимом работы.

F_разр  5,56637=36504 Н.

Выбран канат двойной свивки типа ЛК-Р по ГОСТу 2688-80:

D_кан=8,3мм; F_разр=35 кН; группа 1568(160); p=9 мм.

1.4.Барабан.

Диаметр барабана по дну канавки D_бар  d_кан(e-1), где е=17 – коэффициент, принятый в зависимости от режима работы и типа крана.

D_бар=8,3(17-1) = 133 мм.

Принимаем диаметр барабана по стандартному ряду чисел Ra20 D_бар=140мм.

Т.к. применен сдвоенный полиспаст, с двумя барабанами, то размеры каждого из них и их взаимное положение определяют исходя из условия непривышения допустимого угла (3) между осью каната и касательной к оси винтовой канавки.

Длина барабана L_бар= l_н+ l_p+l_раз+l_кр= p(z_p+6), где l_н=1,5p  расстояние до начала нарезки; l_p=z_pp  длина рабочей части барабана; z_p=  число рабочих витков; H  высота подъема; l_раз = z_разp = 1,5p  длина части барабана, на которой размещаются разгружающие витки; l_кр = z_кр p=3p  длина части барабана, на которой размещается крепление каната; p=(1,1…1,2) d_кан  шаг нарезки.

Принимаем шаг нарезки p=1,15d_кан9,55мм; z_p= .

Тогда L_бар=114,6мм, но по стандартному ряду чисел принимаем длину барабана 114,5мм.

Прочность барабана.

Напряжениями изгиба и кручения в стенке барабана можно пренебречь.

Напряжения сжатия в стенке барабана

.Для стального барабана [_сж]=110Н/мм²

примем толщину стенки барабана 9 мм

_сж= 110

1.5.Передаточное отношение привода.

Частота вращения барабана, мин^-1

.

Необходимое передаточное отношение привода

n_бар= мин^-1

i= =

Принимаем передаточное отношение 63

Фактическая скорость подъема

Утверждаем i = 63.

1.6.Редуктор.

Наибольший момент на тихоходном валу редуктора

T_max=

Момент на барабане, Нм

Нм

T_max= Нм

Энергетической характеристикой современного редуктора является номинальный момент Т_ном, под которым понимается допустимый вращающий момент ни тихоходном валу при постоянной нагрузке и числе циклов нагружений лимитирующего зубчатого колеса, равном базовому числу циклов контактных напряжений N_HG. Номинальный вращающий момент на выходном валу выбранного редуктора должен удовлетворять условию

Т_ном  Т_НЕ,

где эквивалентный момент

Т_НЕ=k_НДТ_max.

Т_max наибольший вращающий момент на тихоходном валу редуктора при нормально протекающем технологическом процессе.

Для глобоидных редукторов

k_НД

k_{НД=0,5*0,92=0,46}

Т_НЕ=0,46*1004,3=462 Нм

Выбираем редуктор по ГОСТу 21164-75 типа Ч-125 с передаточным числом 63 и Т=875 Нм. Допустимая радиальная нагрузка на вал F_ном = 4000 Н

Коэффициент долговечности для червячных и глобоидных редукторов:

- для t_ = 8000ч и режима работы 3М

Так как на тихоходном валу размещены 2 барабана, то можно записать:

где F_мах – наибольшая сила натяжения каната на барабане.

- условие выполняется, оставляем выбранный редуктор.

1.7.Тормоз.

Тип тормоза для режима 3М ТКП или ТКГ. Необходимый момент тормоза T_m=k_mT_гр.

k_mкоэффициент запаса торможения ; k_m=1,8 для 3М

Определение требуемого момента тормоза:

Грузовой момент на валу тормозного шкива

, где _обр=0,5(1+ )2- )

КПД при подъеме

=_п_бар_м²_обд

=0,970,980,99=0,94

_ч=(1- ) = 0,685

_обр=0,5(1+ )(2- )=0,64

Т_гр=

Т_т  Т_грk_торм=9,6*1,8=17,28 Нм

Выбираем ТКП-200/100 с Т_т=20 Н м

1.8 Выбор муфты.

Тормоз установлен между двигателем и редуктором, поэтому тормозной шкив выполняется на редукторной полумуфте.

Нормализованную муфту выбираем в соответствии с условиями

,

где d- диаметр вала; -наибольший допустимый диаметр отверстия в полумуфте или втулке; - номинальный момент муфты ( по каталогу); - наибольший момент, передаваемый муфтой.

D на быстроходном валу =32 мм,

D редуктора = 28 мм

1.9 Блоки.

Диаметр блока по дну ручья

D_бл d_кан(е-1)=8,3(17-1)=133 140мм

Целесообразно диаметр блока принимать на 25% больше, чем получилось. Принимаем

D_бл=175мм

R=(0,6…0,7)d_кан=0,6*8,3=4,98мм

h=(2…2,25)d_кан=2*8,3=16,6мм

Частота вращения отклоняющего блока об/мин.

n_откл=

Наибольшая нагрузка на подшипниках блока полиспаста

6637Н

где z_n – число подшипников блока

Эквивалентная динамическая нагрузка на подшипник блока

,

где K_HE – коэффициент эквивалентности, V=1,2 – коэффициент вращения наружного кольца, K_Б=1,3 – коэффициент безопасности.

Выберем подшипник 206 ГОСТ 8338-75, а с целью унификации все подшипники блока полиспаста возьмем такими же.

1.10 Крюковая подвеска.

Выбираем крюк однорогий по ГОСТ 6627-74 для грузоподъемных машин и механизмов с машинным приводом.

№ крюка – 17

Наибольшая грузоподъемность – 12,5кН

Подшипник крюка шариковый упорный однорядный №8204H C_оа = 32000Н

Упорный подшипник выбирается из условий статической грузоподъемности.

5000Н  32000Н –условие выполняется, подшипник проходит с запасом.