Кран консольный поворотный

      Угловая скорость вращения вала двигателя 
 
 

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						7
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

        Номинальный момент, развиваемый  двигателем, 
 
 
 

     2.5 Определение основных размеров барабана, блоков  
 

      Предварительный диаметр барабана и отклоняющего блока по оси стального каната можно принять одинаковыми, вычислив по формуле

             D _{Б ПР}  ³  d _К × e   =  11,0 · 18 = 198 мм, принимаем 198 мм ,

где е – коэффициент, регламентируемый нормами Ростехнадзора  для ограничения

            напряжения изгиба в канате  ( при среднем режиме работы, для  стреловых

            кранов, е = 18  [1, с. 59] ) . 

     2.6 Выбор редуктора и проверка его прочности 
 

      Требуемое передаточное отношение редуктора  
 
 

где  – требуемая угловая скорость вращения барабана . 
 
 

где V_БАР – окружная скорость барабана, равная скорости набегающей ветви

                  каната V_К , м /с .

                              V_БАР = V_К = V_ГР × а = 0,40 × 1 = 0,40 м / с .

      Выбираем  горизонтальный двухступенчатый цилиндрический редуктор типа Ц 2 – 250  с  передаточным отношением  i _РЕД   =  24,9  >  i^ТР_РЕД = 20,05 . 

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						8
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

 
 
 
 
 
 

Рисунок 2.4

      При среднем режиме работы передаваемая входным валом редуктора номинальная мощность N_{РЕД ВХ} = 9,25 кВт при n_{РЕД ВХ} = 750 об / мин [1, с.319] .

Диаметр конического  конца входного вала  d_ВХ = 30 мм; диаметр цилиндрического конца выходного вала d_ВЫХ = 65 мм; масса редуктора m_РЕД = 86 кг .

      Номинальный момент, передаваемый входным валом  редуктора, 

      Так как Т _{РЕД ВХ} = 118 Н·м   >   Т_{ДВ НОМ}  =  46  Н∙м – прочности редуктора достаточно. 

       2.7 Уточнение размеров барабана и проверка его прочности 

      Уточняем  угловую скорость барабана: 
 

      Уточняем  диаметр барабана по дну нарезки: 
 

      Шаг винтовой нарезки на барабане  р = d _K + 2_…3 мм  =  11 + (2…3) = 14 мм .

      Тогда рабочая длина барабана при использовании  одинарного кратного полиспаста    L_Р = z · р = 11 ∙14  = 154 мм ,

где z – число витков каната на барабане при однослойной навивке .

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						9
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

где z ₀  – количество неприкосновенных витков, требуемых Правилами

                 Ростехнадзора, для разгрузки  деталей крепления каната ;

       z _КР – количество витков, необходимых для крепления конца каната .

                          Н_П = Н + А + В = 4000 + 100 + 200 = 4300 мм ,

где Н – высота подъёма крюка ;

      А – ход грузозахватного устройства  от начала его взаимодействия  с ограничителем подъёма крюка до остановки этим ограничителем ;

      В – страховочное расстояние, требуемое Правилами Ростехнадзора,  от остановленной ограничителем крюковой подвески до неподвижного блока .

      Из  условия технологии изготовления чугунного  барабана толщину стенки задаем по эмпирической формуле

     d  ³ 0,02 D _Б + (6 … 10) мм = 0,02 × 212 + (6 … 10) = 14 мм.    

      Прочность стенки барабана проверяем только на сжатие, так как

          

              

                   

где К_СЛ – коэффициент, учитывающий число слоёв каната на барабане;

      р     – шаг нарезки  .

      Допускаемые напряжения на сжатие можно определить по [2, с. 125] или

по приближенным формулам  [σ_СЖ]_{ЧУГУН СЧ 20} = 0,5 × s _В = 0,5 × 200  =  100 МПа.

Так как s_СЖ  = 51 МПа < [s_СЖ] = 100 МПа – прочность обеспечивается. 
 

      2.8 Выбор муфты 
 

      Расчетный момент для выбора муфты

                     Т_РАСЧ = Т_{ДВ НОМ} ∙ К₁ · К₂  =  46 ∙ 1,3 ∙ 1,2  =  71,8  Н∙м,

где К₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма

              (для механизма подъема груза  К₁ = 1,3  [1, с.42] ) ;

      К₂ – коэффициент, учитывающий режим работы механизма (К₂ = 1,2

              для режима работы «С»  [1, с.42] ) .

      Принимаем муфту МУВП 125 –30 – II, 1 – 32 – I, 1 по  ГОСТ 21424-75 с номинальным крутящим моментом Т_{М НОМ} = 125  Н∙м > Т_РАСЧ =71,8 Н∙м  [1, с.338].

      Диаметр конического отверстия для вала редуктора 30 мм. Диаметр отверстия для вала электродвигателя придется расточить до 35 мм. Момент инерции муфты  J_М = 0,1 кг·м² [1, с. 340 ].  Масса муфты m _М = 20 кг .

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						10
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

      2.9 Проверка электродвигателя на время разгона груза при подъёме  
 
 
 

где J_{ПР ВРАЩ}, J_{ПР ПОСТ} – приведенные к валу двигателя моменты инерции

                   соответственно вращающихся и  поступательно движущихся 

                   масс  механизма подъёма груза  (при подъёме груза) ;

      Т_{ДВ ПУСК  СР} – средний пусковой момент двигателя ;

      Т_{СОПР СТАТ} – момент сил статического сопротивления вращению вала двигателя

                           при подъёме груза без ускорения.

                     J_{ПР ВРАЩ}  =  ( J _Р + J _М ) · δ =  ( 0,048 + 0,1 ) · 1,25  =  0,185  кг × м² ,

где d – коэффициент, учитывающий влияние остальных вращающихся масс

            привода (валов и колёс редуктора,  барабана и т.д.). 

      Для электродвигателей с короткозамкнутым ротором (MTKF, MTK, 4А)  средний пусковой момент можно принимать [1, c.36]:

                   Т _{ДВ ПУСК  СР} = ( 0,7… 0,8 ) Т _{ДВ  МАХ} =  ( 0,7… 0,8 ) × 105 = 73,5  Н × м,

где Т _{ДВ  МАХ} – максимальный момент, развиваемый двигателем при перегрузках,

                        приводится в каталогах на  двигатели [1, c.315].

      Для электродвигателей с фазным ротором ( MTF, MTH ) средний пусковой момент можно принимать [1, c.36]:    Т _{ДВ ПУСК  СР} = ( 1,5… 1,6 ) Т _{ДВ  НОМ} . 

      Фактическое время разгона  t _P = 0,63 с очень малое, по сравнению с рекомендуемым  временем  t _Р^РЕК  = 1…2 c [1, c.28]. Такая ситуация  может привести к разгону груза с большими ускорениями, что скажется на прочности деталей механизма и устойчивости крана. Среднее ускорение груза при таком времени 

В связи с  этим принимаем решение выбрать  менее мощный двигатель MTF 111-6 У1, имеющий параметры:  N_ДВ^ГОСТ = 4,1 кВт ( при ПВ = 25 % ), с n_ДВ = 870 об / мин. Максимальный момент, развиваемый двигателем при перегрузках, Т_{ДВ МАХ} = 87 Н·м; момент инерции ротора двигателя J_Р = 0,048 кг × м² ; масса двигателя m _ДВ = 76 кг ; диаметр вала двигателя d _ВАЛА = 35 мм ; длина выходного конца вала l _ВАЛА = 80 мм ; расстояние от опорной поверхности до оси вала двигателя h = 132 мм ; диаметр отверстия для болта 17 мм .

      2.10 Выбор тормоза, проверка времени торможения при опускании

					НТУ1.417650.012 ПЗ	Лист
						11
Изм.	Лист	№ докум	Подпись	Дата

 

                  груза, проверка колодок тормоза  на износостойкость 

                  и отсутствие перегрева, выбор  электромагнита тормоза 
 

      Так как тормозной шкив устанавливается  на валу двигателя, момент сил статического сопротивления на валу тормоза при опускании груза вычисляем по формуле

                            Т^/_{СОПР СТАТ} = Т_{СОПР СТАТ} × h²_МП  =  45,11 × 0,88 ² = 34,93 Н×м .

      Необходимый момент торможения по нормам Ростехнадзора

                            Т _ТОРМ  =  Т^/_{СОПР СТАТ}  × β =  34,93 × 1,75  =  61,13  Н × м ,

где β – коэффициент  запаса торможения (1,75 – для среднего режима [1, с.66]).

      Выбираем  двухколодочный тормоз ТКТ – 200  [1, с.340] по условию Т_{ТОРМ МАХ} = 160 Н×м  > Т_ТОРМ  =  61,13  Н×м .

 

    Наибольший тормозной момент Т _{ТОРМ МАХ} = 160 Н×м . 

    
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                               

Рисунок 2.5 

Диаметр шкива  D = 200 мм .

Масса тормоза  m _Т  = 37  кг .

а ₁ = 135 мм,   а ₂ = 305 мм ;