Проектирование козлового крана

      

      Рисунок 3.5 − Габаритная схема электродвигателя 4MTH 225L6 и его размеры

      Основные  габаритные и установочные размеры представлены в таблице 3.2

      Таблица 3.2 − Основные  габаритные и установочные размеры

 

      3.4 Расчет и выбор редуктора 

      Передаточное  число привода от двигателя до барабана: 

       ,                                                   (3.17) 

где  ω_Б = 3,2 – угловая скорость барабана, сек^-1;

      ω_Д = 99,4 – угловая скорость двигателя, сек^-1,  

      

 

      В соответствии со стандартным рядом принимаем передаточное число привода, округляя его в меньшую сторону, i = 32,42.

      Расчетная мощность редуктора:

      при k_р=1 – коэффициент, учитывающий условия работы редуктора /1, с.40/ и мощности электродвигателя N_д = 65 кВт: 

       ,                                              (3.18) 

      

, 

     По передаточному числу и мощности выбираем редуктор цилиндрический, двухступенчатый, горизонтальный, крановый, имеющий тихоходный вал с зубчатым венцом типоразмера Ц2-650, с номинальным передаточным числом i_p=32,42 и мощностью на быстроходном валу для группы классификации механизма М4 - N_p =75 кВт. Масса редуктора 1100 кг /3, с.218/. Габаритная схема редуктора Ц2-650 показана на рисунке 3.6. 

      

      Рисунок 3.6 - Габаритная схема редуктора Ц2-650 и его размеры 

      Основные  размеры редуктора  представлены в таблице 3.3

      Таблица 3.3 - Основные  размеры редуктора

 

     Фактическая частота вращения барабана: 

       ,                                                       (3.19) 

где  n_Д = 950 – частота вращения электродвигателя, об/мин;

      i_р = 32,42 – фактическое передаточное число редуктора, 

      

, 

      Определяем  фактическую скорость подъема груза, которая не должна отличаться от заданной более чем на 5%: 

       ,                                                 (3.20) 

где D_Б =0,5 – диаметр барабана, м;

       − фактическая частота вращения барабана, об/мин;

      a = 4 – кратность полиспаста. 

      

 

      Эта скорость отличается от заданной на 4%, что допустимо. 

      3.5 Выбор муфт 

      Момент  статического сопротивления на валу двигателя в период пуска с учетом того, что на барабан навиваются две ветви каната:  

       -при подъеме груза: 

       ,                                            (3.21) 

где  S_б = 35060 − усилие в канате, набегающем на барабан, Н;

      i = 32,42 − передаточное число редуктора;

      η_б = 0,96 − КПД барабана /1, с.23/;

      η_пр = 0,96 − КПД привода барабана /1, с.127/;

      z = 2 − число ветвей каната закрепленных на барабане;

      D_б = 0,5 − диаметр барабана, м. 

      

 

      -при  опускании груза: 

       ,                                        (3.22) 

      

 

      Момент, передаваемый муфтой, принимается равным моменту статических сопротивлений: 

                                        (3.23) 

      Номинальный момент на валу двигателя, Н·м: 

       ,                                          (3.24) 

где  N_д = 65 − мощность электродвигателя, кВт;

      n = 950 – частота вращения электродвигателя, об/мин. 

      

 

      Расчетный момент для выбора зубчатой муфты, Н·м: 

       ,                                            (3.25) 

где k₁ = 1,3 − коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма /1, с. 42/;

      k₂ = 1,1 − коэффициент, учитывающий режим работы механизма /1, с. 42/. 

      

 

      Выбираем  ближайшую по требуемому крутящему моменту зубчатую муфту №3 /1, с.339/ с тормозным шкивом диаметром D_т=300 мм, с шириной B_т=145 мм и наибольшим передаваемым крутящим моментом 3150 Н·м. Момент инерции муфты I_м=0,6 кг·м². Масса муфты 30 кг. На рисунке представлена габаритная схема муфты типа МЗП с тормозным шкивом. 

      

 

      Рисунок 3.7 - Габаритная схема зубчатой муфты с тормозным шкивом 

     Так как в механизме присутствует промежуточный вал, выбираем по ГОСТ 5006-83 вторую зубчатую муфту №6 с наибольшим передаваемым крутящим моментом 2500 Н·м и моментом инерции муфты I_м=0,47 кг·м². На рисунке 3.8 представлена габаритная схема зубчатой муфты.

     Габаритная  схема зубчатой муфты с промежуточным  валом представлена на рисунке 3.8. 

     

 

     Рисунок 3.8 - Габаритная схема зубчатой муфты с промежуточным валом 

     Основные  размеры муфты МЗП представлены в таблице 3.3 

     Таблица 3.4 - Основные размеры муфты МЗП

 

     Расчет  муфты соединяющей редуктор с барабаном не проводят, т.к. конец тихоходного вала редуктора выполнен в виде зубчатого венца. 

      Расчет  муфты соединяющей редуктор с  барабаном не проводят, т.к. конец  тихоходного вала редуктора выполнен в виде зубчатого венца. 

      3.6 Выбор тормоза  

      Механизмы подъема груза должны быть снабжены тормозами нормально закрытого типа, автоматически размыкающимися при включении привода.

      Статический момент от груза, приведенный на быстроходный вал:

       ,                                  (3.26) 

где η_обр – КПД при обратном движении (движение механизма под действием груза при отключенном приводе), для зубчатого редуктора η_обр = 0,95;

      a = 4 – кратность полиспаста;

      i = 32,42 – передаточное число редуктора;

      η_м = 0,89 − КПД механизма;

      d = 0,014 – диаметр каната, м. 

      КПД при подъеме груза: 

       ,                                        (3.27) 

где η_п = 0,96 – КПД полиспаста;

      η_м – КПД муфты, для зубчатых муфт η_м = 0,99;

      η_б = 0,96 КПД барабана;

      s = 2 – число муфт в приводе;

      η_обр = 0,95 – КПД при обратном движении. 

      

 

      По полученным данным находим момент от груза на валу тормозного шкива: 

      

 

      Необходимый по нормам Ростехнадзора момент, создаваемый тормозом, выбирается из условия: 

       ,                                               (3.28) 

где k_Т − коэффициент запаса торможения. Тормоз механизма подъема груза должен обеспечивать тормозной момент с коэффициентом запаса торможения не менее 1,5; примем =1,5. 

      

, 

     Выбираем тормоз ТКГ-300, с тормозным моментом 800 Н·м, диаметром тормозного шкива D_T=300 мм. Масса тормоза 100 кг /1, с.341/. Регулировкой можно получить требуемый тормозной момент М_Т=568 Н·м.

     На  рисунке 3.9 представлена габаритная схема двухколодочного тормоза с электрогидравлическим толкателем (ТКГ). 

      

 

Рисунок 3.9 − Габаритная схема тормоза типа ТКГ.

      Основные  размеры тормоза типа ТКГ-300 представлены в таблице 3.5

     Таблица 3.5 - основные размеры тормоза типа ТКГ-300