Лифт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

по дисциплине: «Вертикальный транспорт»

вариант 17



Содержание

1. Расчет количества лифтов

2. Расчет лебедки лифта

3. Определение сменной производительности башенного крана

4. Определение производительности пролетных кранов

5. Расчет и выбор параметров лебедки подъемного механизма

6. Расчёт тормоза с электрогидравлическим толкателем



1. Расчет количества лифтов

Цель работы: научиться рассчитывать количество и параметры лифтов в зависимости от типа здания, его вместимости и этажности.

Исходные данные:

Назначение здания - Административное здание 9 этажей.

Население (вместимость) всего здания - 800 человек.

Показатель интенсивности пятиминутного пассажиропотока - 12-20%.

Высота этажа - 3,0 м.

Тип лифта П, грузоподъемностью 400 кг и скорость 1,4 м/с.

Дано:

N 9 этажей

A800 человек

i 12%

h 3,0 м

G 400 кг

1,4 м / с

K ?

Решение.

Высота подъема лифта (разность между отметками уровней верхней и нижней остановок) равна:

H = h(N -1) H = 3 (9 - 1) = 24 м.

Вместимость лифта равна (человек):

E =G/80, где 80 - средняя масса одного пассажира (кг).

Е = 400/80 = 5 человек.

Вероятное число остановок лифта при его движении в одну сторону (вверх или вниз) равно:

, где

- число возможных остановок выше первой (при подъеме) или ниже последней (при спуске),

г- коэффициент заполняемости лифта (г = 0,8 для жилых зданий; г = 1 для всех остальных типов зданий).

Пусть в нашем случае при подъеме = 1, а при спуске = 0,8.

Имеем, = N- 1 = 9 - 1 = 8

Рассчитаем по формуле число вероятных остановок:

Дробное число остановок не должно смущать, так как речь о среднем числе остановоклифта за длительный промежуток времени (большое число круговых рейсов лифта).

Время кругового рейса равно:

где Уt-время, состоящее из времени:

1) t1, затрачиваемого на ускорение и замедление лифта;

2) t2, необходимого для пуска лифта;

3) t3, требуемого на открывание и закрывание дверей кабины и шахты лифта;

4) t4, необходимого на вход пассажиров;

5) t5, необходимого на выход пассажиров;

6) t6, на случайные задержки.



? tn = (t1+ t2+ t3)(nB + 1) + (t4 + t5 )Ег+ t6

где (t1+ t2+ t3) =10,0 -12,0 для пассажирских лифтов;

(t1+ t2+ t3) =12,0 -14,0 - для грузопассажирских лифтов;

t4= t5 =1,5-2,0 - на одного пассажира;

t6принимается равным 5-10% от полного времени рейса.

Рассчитаем время на подъем и спуск, задавшись минимальными значениями времен, входящих в формулу:

? tП = 12(4,4 + 1) + (1,5 +1,5 )5*1+0,05 t = 79,8 + 0,05 Т

? tС = 12(3,9 + 1) + (1,5 +1,5 )5*0,8+0,05 t = 70,8 + 0,05 Т

Уt = ? tП + ? tС

Уt = 79,8 + 0,05 Т + 70,8 + 0,05 Т = 150,6 + 0,1 Т

= 184,8+ 0,1Т

184,8 = 0,9 Т => Т = 205,4с.

5)Расчетный пятиминутный пассажиропоток («пятиминутный пик») при равномерной заселенности этажей, определяется по формуле:

(человек)

где a число этажей, население которых не пользуется лифтом.

Пусть a =1 (только первый этаж).

Получаем,

человек.

6)Расчетный часовой пассажиропоток равен:



Получаем,

7)Рассчитаем производительность лифта - общее число людей, перевозимых им в единицувремени.

Часовая производительность лифта определяется по формуле:

Получаем,

8)Необходимое число лифтов в здании определяется по формуле:

Получаем,

лифтов.

9)Проектируемый вертикальный транспорт должен обеспечивать требуемую провозную способность людей и нормативный уровень транспортной комфортности, характеризуемый интервалом движения лифтов (время ожидания):

Получаем,



Интервал движения лифтов служит определителем качества и рациональности работы всей группы лифтов.

В таблице 1 представлена оценка уровня транспортной комфортности от интервала движения лифтов.

Таблица 1 - Зависимость оценки уровня транспортной комфортности от интервала движения

Здание	Время ожидания	Качество
Жилые дома	До 45 секунд 45 - 60 60 - 90 Свыше 90 секунд	Отличное качество Хорошее Удовлетворительное Не удовлетворительное
В общественных и административных зданиях	До 30 секунд 30 - 45 45 - 60 Свыше 60 секунд	Отличное качество Хорошее Удовлетворительное Не удовлетворительное

Уровень комфортности движения лифтов в данном здании соответствует на оценку «отлично» при установке 13 лифтов грузоподъемностью 400 кг и вместимостью 5 человек.

Но согласно СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения»: «Число пассажирских лифтов следует устанавливать расчетом, но не менее двух, при этом один из лифтов в здании (пассажирский или грузопассажирский) должен иметь глубину кабины не менее 2100 мм для возможности транспортирования человека на носилках».

В соответствии с требованиями СНиП 31-05-2003, также исходя из экономической целесообразностии практическим воплощением в реализуемом проекте, заменяем13 лифтов грузоподъемностью 400 кг и вместимостью 5 человек на лифты грузоподъемностью 630 кг с размером кабины (ширинаглубина) 11002100 или 21001100 мм. Таким образом сократим количество лифтов с 13 до 8, при этом вместимость составит 8человек, интервал движения лифтов составит 25,7 с., что соответствует «отличному» уровню комфортности.

2. Расчет лебедки лифта

Расчет и подбор каната

Канаты подъёмных механизмов лифтов обеспечивают передачу движения от лебедки к кабине и противовесу с небольшими потерями мощности на канатоведущем органе и отклоняющих блоках.

Канаты воспринимают растягивающие нагрузки при движении и неподвижном состоянии кабины, в нормальных эксплуатационных и аварийных режимах.

От надежности работы системы подвески подвижных частей лифта зависит жизнь пассажиров. Поэтому к стальным канатам и тяговым цепям лифтов предъявляются повышенные требования прочности и долговечности: номинальный диаметр тяговых канатов лифтов для перевозки людей должен быть не менее 8 мм, а в ограничителях скорости и лифтах, не рассчитанных на транспортировку людей, - не менее 6 мм.

Условия работы канатов в лифтах с канатоведущим шкивом отличаются наличием изгибающих, растягивающих, скручивающих и сдвигающих нагрузок, поэтому очень важно иметь большую поверхность касания проволочек в отдельных слоях. Этому требованию в наибольшей степени отвечают канаты типа ЛК с линейчатым касанием между проволоками.

Стальные канаты должны рассчитываться на статическое разрывное усилие

, (1)

где Р - разрывное усилие каната, кН;

К - коэффициент запаса;

S - расчетное статическое натяжение ветви каната, кН

Коэффициент запаса прочности тяговых канатов должен быть не менее:

а) 12 для лебедки с канатоведущим шкивом или барабаном трения и тремя и более канатами;

б) 16 для лебедки с канатоведущим шкивом или барабаном трения и двумя канатами;

в) 12 для лебедки барабанной.

Величина расчетного натяжения ветви канатной подвески должна определяться по следующим зависимостям:

- для канатов подвески кабины

(2)

- для канатов подвески противовеса

, (3)

где Q - грузоподъемность лифта, кг;

QК - масса кабины, кг;

QП - масса противовеса, кг;

QТК - масса тяговых канатов от точки схода с канатоведущего шкива до подвески, кг;

QН - масса натяжного устройства уравновешивающих канатов, ориентировочно 25…35 кг;

n - число параллельных ветвей канатов, для лифтов от 500 до 1000 кг n= 3…6;

g- ускорение свободного падения.

Масса тяговых канатов определяется по формуле

= 48,6 кг.

где - приближенное значение массы 1 метра тягового каната, принимается 0,4…0,5 кг/м;

Н - расчетная высота подъема кабины, м.

Масса кабин пассажирских лифтов отечественного производства приближенно определяться по следующей формуле:

Qк= (500…550)AB

кг. (5)

где А, В -ширина и глубина кабины соответственно (таблица 2), м.

Таблица 1 - Площадь кабины лифта

Номинальная грузоподъемность (кг)	Полезная максимальная площадь кабины (м2)	Номинальная грузоподъемность (кг)	Полезная максимальная площадь кабины (м2)
100*	0,37	900	2,20
180**	0,58	975	2,35
225	0,70	1000	2,40
300	0,90	1050	2,50
375	1,10	1125	2,65
400	1,17	1200	2,80
450	1,30	1250	2,90
525	1,45	1275	2,95
600	1,60	1350	3,10
630	1,66	1425	3,25
675	1,75	1500	3,40
750	1,90	1600	3,56
800	2,00	2000	4,20
825	2,05	2500***	5,00
* Минимум для лифта на одного человека. ** Минимум для лифта на двух человек. *** После 2500 кг добавлять 0,16 м2 на каждые последующие 100 кг. Для промежуточных значений нагрузки площадь определяется посредством линейной интерполяции.

Масса противовеса определяется по формуле:

,

кг.

где- коэффициент уравновешивания массы груза. Для пассажирских лифтов жилых зданий рекомендуется принимать = 0,35…0,4.

По расчетному значению разрывной нагрузки Р и таблицам ГОСТ 2688-80 определяем необходимый диаметр каната, так, чтобы табличное значение разрывной нагрузки было равно или больше расчетной величины.

Выбираем: канат стальной ГОСТ 2688-80 трос грузовой двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6 х19 с одним органическим сердечником со следующими параметрами:

- Диаметр каната d=9,6 мм;

- Расчетная площадь сечения всех проволок F=36,66 мм2;

- Масса 1000 м смазанного каната 358,6 кг

- Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1860 МПа;

- Расчетное разрывное усилие:

суммарное всех проволок в канате 68250 Н;

каната в целом 55950 Н;

Расчет диаметра канатоведущего шкива и обводных блоков

В конструкции механизмов подъема лифтов с канатной подвеской кабины (противовеса) канатоведущие шкивы используются для преобразования вращательного движения выходного вала механизма привода в поступательное перемещение кабины (противовеса). В зависимости от кинематической схемы лифта применяются также отклоняющие блоки.

Применение канатоведущего шкива в лифтовых лебедках позволяет существенно повысить безопасность пассажиров, практически исключая опасность обрыва канатов, так как кабина может быть подвешена на нескольких параллельных ветвях канатов, а высота переподъема ограничивается проскальзыванием канатов из-за посадки противовеса на буфер.

Канатоведущие шкивы и отклоняющие блоки изготавливаются из чугунного или стального литья. Отливка в зоне обода должна иметь достаточно высокую твердость и однородную структуру.

Расстояние между канавками обода КВШ зависит от диаметра каната и определяется по формуле



Ширина обода шкива определяется числом параллельных ветвей канатов

где t, d - шаг канавок и диаметр каната, мм;

m - число параллельных ветвей канатов;

z - число обхватов канатами КВШ.

Для обеспечения долговечности каната важно обеспечить минимальное число их перегибов на отклоняющих блоках и допустимое по ПУБЭЛ соотношение между диаметром каната и огибаемого канатом цилиндрического тела (КВШ, отклоняющий блок). В связи с этим, диаметр КВШ и отклоняющих блоков следует определять с учетом условия долговечности:

где е - коэффициент, учитывающий допускаемый изгиб каната на шкиве;

d - диаметр каната, мм.

В соответствии с ГОСТ 33984.1-2016 (EN 81-20:2014) «Лифты. Общие требования безопасности к устройству и установке. Лифты для транспортирования людей или людей и грузов (с Поправками)», отношение между диаметром шкивов, блоков и барабанов и номинальным диаметром тяговых канатов значение коэффициента е=40.

Подбираем диаметр шкива и обводных блоков поГОСТ Р 50641-94. «Шкивы с канавками для обычных и узких клиновых ремней. Система, основанная на исходной ширине».

Dшк=Dбл=750мм.

Расчет тяговой способности канатоведущего шкива

Тяговое усилие канатоведущего шкива определяется силой трения канатов о шкив. Если кабину лифта начать постепенно перегружать, то при определенном значении массы груза сила трения окажется недостаточной, и канаты начнут скользить по шкиву. Причем начало скольжения канатов происходит при совершенно определенном соотношении между усилиями в левой и правой ветвях каната.

Во избежание полного проскальзывания каната относительно шкива необходимо выполнить условие формулы Эйлера

, (3.18)

где - коэффициент трения между канатом и ручьем шкива, м = 0,2;

- угол обхвата шкива, рад,

Величина называется тяговым коэффициентом или тяговым фактором, и чем она больше, тем большее тяговое усилие может создавать канатоведущий шкив.

При проектировании лифтов с канатоведущими шкивами необходимо проводить проверку тяговой способности шкива. Для расчета выбирается такой режим работы, когда усилие в более загруженной ветви достигает максимума, а в менее загруженной ветви - минимума. Обычно это соответствует периоду пуска полностью груженной кабины с первого этажа (рисунок 1).



Рисунок 1 - Кинематическая схема лифта

В этом случае усилие в точке набегания канатов на шкив

,

- ускорение пуска. В соответствии с ПУБЭЛ максимальное ускорение пуска для лифтов, в которых допускается транспортировка людей, 

g - ускорение свободного падения, 

- коэффициент трения башмаков (для металлических башмаков принимается равным 0,12);

- расстояние между башмаками по вертикали, h =3 м.



Усилие в точке сбегания (рисунок 1)

Подставив полученное значение в формулу Эйлера получим

=1,43, , 1,43<1,87

Условие(3.18) выполняется.

Вывод: тяговая способность канатоведущего шкива достаточна для работы лифта.

Расчет электродвигателя

Исходные данные:

скорость кабины: v=1,4 м/c

Потребная мощность двигателя лебедки для обычных лифтов выбирается по условию движения полностью груженой кабины с первого этажа без учета инерционных нагрузок:

(10)

где - КПД передачи (для червячной передачи з = 0,6…0,8; КПД возрастает с увеличением числа заходов червяка);

- КПД шкива или барабана (зшк = 0,94…0,98; меньшие значения относятся к шкивам на подшипниках скольжения, большие - к шкивам на подшипниках качения);

V -скорости кабины, м/с.

В лифтах с противовесом окружное усилие

Сопротивление на отклоняющих блоках можно с достаточной точностью определить по формуле

где Sбл - усилие в канате при набегании на отклоняющий блок, принимать равной максимальной силе в точке набегания на шкив, Н;

- угол обхвата блока канатами, для нижнего блока б = 90?, для верхнего блока б = 180?;

- коэффициент сопротивления (для блоков на подшипниках качения щ = 0,02; на подшипниках скольжения щ = 0,04).

Сопротивление на верхнем блоке

Н

Сопротивление на нижнем блоке

Н



Поскольку в рассчитываемой кинематической схеме лифта с небольшими габаритами кабины (0,9 х 1,3) достаточно использование КВШ D = 750 мм. безотклоняющих блоков, при расчете потребляемой мощности двигателя лебедкисопротивление использовать не будем. Это дает преимущество в применении электродвигателя меньшей мощности и более длительному использованию каната, в связи с меньшими его перегибами. Что в итоге является экономически целесообразным.

кВт

Таблица 2 - Выбираем лифтовой электродвигатель:

Тип электродвигателя	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин.	Масса, кг	Номин. ток при U=380В, А	Допустимое число пусков в час	КПД, %	Коэф. мощн.
5АН(Ф) 200 МА4/24	8	1410	258	16	150	85,0	0,87

Электродвигатель представляет собой трехфазный асинхронный двухскоростной малошумный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Расчет редуктора

Исходные данные:

скорость кабины: v=1,4 м/c

диаметр канатоведущего шкива: D=0,75 м

В редукторах лифтовых лебедках преимущественное распространение получили червячные передачи (рисунок 2) в силу ряда очевидных преимуществ: возможность получения больших передаточных чисел в одной паре, а также плавность и бесшумность работы. Недостатком червячной передачи является сравнительно низкий КПД, повышенный износ в связи с большими скоростями скольжения в зацеплении, склонность к задирам и заеданию контактирующих поверхностей.

Рисунок 2 - Схема червячной передачи лифтового редуктора: а) червячная передача; б) червяк цилиндрический; в) червяк глобоидный

Предпочтительным является червячный редуктор с глобоидной передачей, при выборе которого необходимо учитывать, что табличное значение передаточного числа редуктора должно быть больше либо равно расчетному

Uр ? Uо.

Передаточное число редуктора определяется с учетом кинематической схемы лифта по следующей формуле

,

где D - расчетная величина диаметра канатоведущего шкива, м;

nн - номинальное значение частоты вращения вала двигателя, об/мин;

Выбираем червячный редуктор с передаточным числом i = 40:

Тип: PЧ-160- 40,

Рк = 35000 H - допустимая консольная нагрузка на выходном валу;

Мкр = 1700 Н*м - максимально допустимый крутящий момент на выходном валу редуктора.

РГЛ-160 с передаточным числом U=40.

После выбора редуктора лебедки производится уточнение диаметра шкива по кинематическому условию, гарантирующему обеспечение номинальной скорости движения кабины с погрешностью, не превышающей 15%.

, м,

где Vр - рабочая скорость кабины, равная номинальной или отличающейся на 15 %, м/с;

Uр - табличное значение передаточного числа редуктора лебедки;

- номинальное значение частоты вращения вала двигателя, об/мин.

Погрешность= 1,3 %, оставляем диаметр шкива D=0,75 м, т.к. полученное значение с учетом погрешности в пределах нормы.

3. Определение сменной производительности башенного крана

Содержание: определить потребную высоту подъема крюка; выбрать кран; определить сменную производительность крана при совмещенном и не совмещённом циклах; определить продолжительность рабочего цикла без совмещения и при совмещении операций; определить эффективность совмещения операций при работе башенного крана.

Исходные данные для расчета принимаются согласно варианту по табл. 3.

Таблица 3 - Исходные данные

№ варианта	Масса поднимаемого груза, т				Продолжительность ручных операций,	Угол поворота крана	Длина пути передвижения крана
17	3,40	14	2,68	4,0	1,5	8,0	0,6	50	20

Методика расчета

Высота подъема крюка (рис. 10.1, табл. 10.1),

где - заданная высота уровня монтажа;

- высота подъема груза над уровнем монтажа (из условий техники безопасности );

- высота изделия;

- длина строп.

2. По найденной высоте подъема крана и массе поднимаемого груза, пользуясь табл. 4, выбрать кран.

Таблица 4 - Технические характеристики башенных передвижных кранов

Показатель	КБ-160	КБ-308	КБ-403	КБ-503А	КБ-405
Грузоподъемность, т	5-8	3,2-8	4,5-8	7,5-10	4,8-8
Вылет,	13-25	4,5-25	5,5-30	7,5-35	16-30
Вылет при максимальной грузоподъемности,	13	4,5	5,5	7,5	11
Максимальный грузовой момент,	1600	1000	1125	2800	1350
Высота подъема,	41-55	32,5-42	41-57,5	53-67,5	54-70
Скорость,
Подъема и опускания	33; 66	30; 60	37	50	37
Посадки	6,7	8; 4	8	5	8
Передвижения крана	32,8	30	33	20	33
Передвижения грузовой тележки	-	27; 13,3	25	11,5; 46	-
Частота вращения	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
Масса крана, т:
Общая	79,5	84	80,5	145	107,2
Конструктивная	49,5	38	50,5	90	51,2

Выбираем кран КБ308.

Вычислить продолжительность рабочего циклакрана. При работе без совмещения операций рабочий цикл крана равен сумме времени всех операций:



Рисунок 3 - Расчетная схема башенного крана

Для увеличения производительности крана некоторые операции можно совмещать (например, подъем и перемещение груза, перемещение крана и опускание крюка). В таком случае, вычисляя продолжительность рабочего цикла, учитывают время более продолжительной операции из тех, которые совмещаются,

Продолжительность рабочего цикла состоит из времени на:

- строповку элементов = 1,5 мин;

- подъем данных элементов до нужного уровня;

- поворот стрелы крана;

- перемещения крана по рельсам;

- опускание грузов до уровня монтажа;

- удержание монтируемого элемента во время установки и его закрепление = 8,0 мин;

- расстроповку установленных элементов = 0,6 мин.;

- подъем крюка с грузоподъемным приспособлением над уровнем монтажа;

- возврат стрелы в исходное положение;

- обратное перемещение крана;

- опускание крюка с грузозахватным приспособлением.

Продолжительность ручных операций нужно принимать согласно данным табл. 10.1, а продолжительность остальных операций вычислять приближенно, при постоянстве скоростей рабочих движений крана, не учитывая периодов разгона и торможения.

Продолжительность подъема груза:

где - скорость подъема, (см. табл. 10.2).

Время поворота стрелы крана,

где - рабочий угол поворота крана, (см. табл. 10.1);

- частота вращения, (см. табл. 10.2).

Продолжительность передвижения крана по рельсам:



где - длина пути передвижения крана (см. табл. 10.1), - скорость передвижения крана (см. табл. 10.2).

Время, затрачиваемое на опускание груза до уровня монтажа,

где - скорость опускания (см. табл. 10.2).

Продолжительность подъема крюка со стропами над уровнем монтажа,

Продолжительность других операций:

4. Определить сменную производительность крана, т/смену:

а) при совмещенном цикле:



б) при несовмещенном цикле:

где - продолжительность смены;

- грузоподъемность выбранного крана;

- коэффициент использования крана по грузоподъемности;

- коэффициент использования крана по времени на протяжении смены ;

- число рабочих циклов крана в час:

где - время совмещенного рабочего цикла,

- время рабочего цикла,

5. Эффективность совмещения операций при работе крана характеризуется повышением его производительности:



Таблица 5 - Результаты расчетов сводим в таблицу: марка башенного КБ-308А

№	Параметр	Значение
1	Расчетная высота подъема крюка, м	23,18
2	Продолжительность цикла при работе крана -без совмещения операций, с -с совмещением операций, с	854,4 760,8
3	Эксплуатационная производительность крана -без совмещения операций, т/смен -с совмещением операции, т/смен	77,68 87,49
4	Совмещаемые операции Эффективность совмещения операций, %	t2 t4; t11 t9 16,68%

4. Определение производительности пролетных кранов

Содержание: определить коэффициент использования крана по грузоподъемности; рассчитать продолжительность рабочего цикла крана; определить эксплуатационную производительность козлового (мостового) крана.

Исходные данные приведены в табл. 6.

Таблица 6 - Исходные данные

№ варианта	Грузоподъемность Q, т	Средневзвешенная грузоподъемность крана Qг.св, т	Скорость подъема груза х1.10-2, м/с	Скорость передвижения грузовой тележки х2.10-2, м/с	Скорость передвижения крана х3.10-2, м/с	Высота подъема груза Н, м	Длина пути грузовой тележки L1, м	Длина пути крана L3, м
Козловой кран
17	40,0	28,6	8,3	41,6	33,4	10	20	45



Методика расчета

1. Эксплуатационная производительность козлового (мостового) крана:

где -грузоподъемность крана, т;

- количество рабочих циклов крана;

- коэффициент использования крана по грузоподъемности:

где - средневзвешенная грузоподъемность, т (см. табл. 11.1).

2. Количество рабочих циклов:

Продолжительность одного цикла козлового (мостового) крана,

= 0,88 (240,9 с + 96,2 с + 269,5 с) + 600 с = 1133,9 с = 18,89 мин.

где - коэффициент, учитывающий потерю времени на пуск, остановку и реверсирование ();

- коэффициент, учитывающий сокращение продолжительности цикла из-за совмещения операций во времени ();

- высота подъема груза, (см. табл. 11.1);

- длина пути грузовой тележки, (см. табл. 11.1);

- длина пути крана, (см. табл. 11.1);

- скорость подъема груза,

- скорость передвижения грузовой тележки крана,

- скорость передвижения крана,

- время ручных операций: зацепка - установка -

расстроповка - при т; соответственно при т и более.

Вывод: производительность крана зависит от длительности его цикла, т. е. интервала времени, в течение которого осуществляется перемещение одной порции груза. Эксплуатационная производительность козлового крана92,2 т/час

5. Расчет и выбор параметров лебедки подъемного механизма

Содержание: начертить схему запасовки каната согласно своему варианту; определить общий коэффициент полезного действия подъемного механизма; подобрать стальной канат; определить длину, диаметр и канатоемкость барабана лебедки; определить необходимую мощность при установившемся движении и выбрать электродвигатель; подобрать редуктор; определить, для какой грузоподъемной машины выполнен расчет лебедки.

Исходные данные для расчета приводятся в табл. 7.

Таблица 7 - Исходные данные

Схема по рис. 9.1	Машина	Масса груза	Скорость подъема груза	Высота подъема груза,	Продолжительность включения ПВ, %
б	Башенный кран	3800	0,6	68	40
Примечание. Для вариантов: в строительном подъемнике диаметр барабанов лебедки в башенном кране и козловом -

Методика расчета

Начертить схему канатного полиспаста в соответствии с вариантом задания

Рис. 4 - Схемы полиспастов - схема Б

Определить общий КПД подъемного механизма

где, - КПД полиспаста;

- КПД одного блока;

- КПД обводных (отклоняющих) блоков:

Коэффициент полезного действия обводных блоков определяется по формуле:

где, - число блоков в полиспасте = 4 (согласно принятой схеме).

Коэффициент полезного действия блоков

Таблица 8

Тип подшипника	Условия смазки	збл	(збл)^2	(збл)^3	(збл)^4	(збл)^5
Скольжения	Плохие	0,940	0,884	0,830	0,782	0,740
	Нормальные	0,960	0,992	0,885	0,850	0,815
Качения	Плохие	0,970	0,941	0,913	0,886	0,860
	Нормальные	0,980	0,960	0,942	0,922	0,905

Для полиспаста, у которого тянущая ветвь сходит с верхнего неподвижного блока:

где - кратность полиспаста = 4(согласно принятой схеме);

0,922 = 0,88

Подобрать стальной канат

В грузоподъемных машинах применяют преимущественно канаты двойной свивки типа ЛК с шестью рядами в поперечном сечении и числом проволок в каждой 19 - 37. Подбирают стальной канат по допускаемому разрывному усилию,

где - коэффициент запаса прочности каната на разрыв в зависимости от режима работы лебедки: 15% - легкий:

25% - средний:

40% - тяжелый:.

- максимальное рабочее усилие в канате, навиваемом на барабан при подъеме,

где - масса поднимаемого груза, (для кранов);

q - масса крюковой подвески и грузозахватного устройства, кг; обычно принимают - q = (0,03...0,05) Q;

(для строительных подъемников):

здесь - масса грузовой платформы ( принять ).

Необходимый диаметр каната и все его данные на основании расчетного разрывного усилия каната приведены в табл. 9.2.

Разрывное усилие стальных канатов (ГОСТ 2688-80); канатов двойной свивки типа ЛК - Р

Таблица 9

Диаметр каната,	Масса каната,	Временное сопротивление разрыву,
		1370 (140)	1570 (160)	1770 (180)	1960 (200)
8,3	0,256	-	34800	38150	41600
9,1	0,305	-	41550	45450	49600
9,9	0,359	-	48850	53450	58350
11,0	0,462	-	62850	68800	75100
12,0	0,527	-	71750	78550	85750
13,0	0,597	71050	81250	89000	97000
14,0	0,728	86700	98950	108000	118000
15,0	0,804	100000	114500	125500	137000
16,5	1,025	121500	139000	152000	166000
18,0	1,220	145000	166000	181500	198000
19,5	1,405	167000	191000	209000	228000
21,0	1,635	194500	222000	243500	265500
22,5	1,850	220000	251000	275000	303500
23,5	2,110	250500	287000	314000	343000
25,5	2,390	284000	324500	355500	288500
27,0	2,585	319000	365000	399500	436500

Выбираем: канат стальной со следующими параметрами:

- Диаметр каната d=11 мм;

- Масса 1 м смазанного каната 0,462 кг

- Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву 1770 МПа;

Выбрать конструктивные размеры барабана лебедки

В соответствии с исходными данными правильно выбрать конструктивные размеры барабана лебедки. Барабаны для канатов выполняют сварными или литыми. Их поверхность может быть гладкой или с канавками для каната (рис. 5). Размеры профиля канавок на барабане приведены в табл. 10.

а б

Рисунок 5 - Разновидности барабанов лебедок:а - гладкий; б - с канавками

Размеры профиля канавок набарабане лебедок,

Таблица 10

Диаметр каната	Радиус канавки барабана	Толщина стенки барабана	Шаг нарезки
7,4…8	4,5	2,5	9,0	20…21,5	12	6,5	24
9…8	5,0	3,0	10,0	21,5…23	12,5	7	26
9…10	5,5	3,0	11,0	23…24,5	13,5	7,5	28
10…11	6,0	3,5	12,5	24,5…26	14	8	29
11…12	6,5	3,5	13,5	26…27,5	15	8,5	32
12…13	7,0	4,0	15,0	27,5…29	16	9	34
13…14	7,5	4,5	16,0	29…31	17	9,5	36
14…15	8,5	4,5	17,0	31…33	18	10	38
15…16	9,5	5,0	18,0	33…35	19	10,5	40
16…17	9,5	5,5	19,0	35…37,5	21	11,5	42
17…18	10,0	5,5	20,0	37,5…40	23	12	44
18…19	10,5	6,0	22,0	40…42	23	13	48
19…20	11,0	6,0	23,0	42,5…45,5	25	14	50

Рабочая длина барабана определяется:

а) при многослойной навивке,

б) при однослойной навивке,

где - длина каната, навиваемого на барабан,

- шаг витков каната (при навивке каната на гладкий барабан);

- число слоев навивки каната.

Длина каната, навиваемого на барабане,

где - заданная высота подъема груза,

Число слоев навивки каната на барабан:



где - диаметры барабанов лебедки- (по условию задачи - см. примечание к табл. 9.1).

Число слоев навивки каната m не должно превышать 4, поэтому в расчете используем табличное значение.

Расчетное число слоев навивки каната на барабан округляется до целого числа (большего).

Канатоемкость барабана,

Пригодность лебедки по канатоемкости определяется из условия:

274,6 274,7

Выбрать двигатель

Необходимая мощность двигателя определяется:

где, максимальное рабочее усилие в канате =

скорости навивки каната



КПД лебедки

Выбрать двигатель нужно по табл. 6,4 в соответствии с вычисленной мощностью.

Таблица 11 - Характеристики двигателей

Марка двигателя	Мощность на валу	Частота вращения вала	Масса,
	ПВ=25%	ПВ=40%	ПВ=25%	ПВ=40%
МТ-42-8	16	13	718	724	280
МТ-51-8	22	17	723	728	435
МТ-52-8	30	25,5	725	730	530
МТ-61-10	30	24	574	579	715
МТ-62-10	45	36	577	582	945
МТК-011-6	1,4	1,1	840	885	47
МТК-012-6	2,2	1,8	830	870	53
МТК 111-6	3,5	2,8	875	900	70
МТК 112-6	5,0	4,2	875	900	80
МТК 211-6	7,5	6	800	910	110
МТВ 311-6	11	9	900	920	155
МТВ 312-6	16	13	900	925	195
МТВ 412-6	30	24	935	950	315
МТВ 311-8	7,5	6	670	690	155
МТВ 312-8	11	8,5	680	700	195
МТВ 411-8	16	13	685	700	255
МТВ 311-6	11	7,5	945	945	155
МТВ 312-6	16	11	955	950	195
МТВ 411-6	22	16	965	957	280
МТВ 412-6	30	22	970	960	315
МТВ 312-8	11	7,5	710	695	195
МТВ 411-8	16	11	715	710	255
МТВ 412-8	22	16	720	715	315
МТВ 512-8	40	30	730	716	490
4АС80А6УЗ	0,9	0,8	1000	860	24
4АС906УЗ	-	1,7	-	900	27
4АС1006УЗ	-	2,6	-	920	47
4АС112МА6УЗ	3,8	3,2	1000	910	80
4АС1326УЗ	7,5	6,3	1000	940	100
4АС132М6УЗ	10	8,5	1000	940	125

Выбран: электродвигатель марки: МТВ 512-8

Мощностью 30кВт

Частота вращения = 716

Подобрать редуктор

Передаточное число редуктора:

где - частота вращения вала двигателя

- частота вращения барабана,

Редуктор выбирается по расчетному передаточному числу и частоте вращения вала двигателя в соответствии с заданным режимом лебедки по табл. 12, где указана мощность на ведущем валу редукторов.

Таблица 12 - Мощности на ведущем валу,

Частота вращения,	Передаточное число	ПВ, %
	8,32	9,8	12,41	16,3	19,88	24,9	32,42	41,34	50,94
Редуктор Ц2-200
600	7,7	6,8	6,1	5,8	5,4	4,4	3	2,4	2	25
	5,9	5,2	4,2	3,9	3,6	2,5	1,6	1,6	1,1	40
	4,6	3,8	3,3	2,1	1,7	1,3	0	0,7	0,5	100
750	9,3	8	6,7	6,2	5,5	5,4	3,8	3,2	2,7	25
	7,2	6,1	4,8	4,2	3,7	2,7	1,8	1,8	1,3	40
	5,7	4,8	3,8	2,6	2,1	1,7	1,3	0,8	0,7	100
1000	11,5	10	8	7,9	6,6	5,4	4,1	4,1	3,7	25
	8,8	7,8	6,1	5,9	4,2	3,2	2,1	2,1	1,6	40
	7,65	6,3	5,1	3,4	2,8	2,2	1,7	1,1	0,9	100
Редуктор Ц2-250
600	19,3	17,1	15,2	11,3	9,4	7	5,2	4,3	3,9	25
	14,2	12,5	9,9	7,2	6,4	5,5	3,6	3	2,6	40
	7,9	6,7	5,3	3,6	2,9	2,3	1,8	1,2	2	100
750	23	19,7	16,6	13,5	11,1	9,4	7,6	5,6	4,2	25
	16,6	14,5	12,3	8,3	7,3	6,9	4,5	3,5	3	40
	9,1	8,3	6,6	4,5	3,7	2,9	2,2	1,5	1,2	100
1000	27,1	23,8	20,5	17,3	14,1	11,7	9,2	7,3	6	25
	17,8	15,6	14,1	10,2	8,9	7,6	5	4,2	3,5	40
	12	10	8	6	4,9	3,9	3	2	1,6	100
Редуктор Ц2-350
600	45,7	39,6	34	26,8	22,3	16,6	12	10,2	9,4	25
	34	29,4	25,7	17,2	15,2	13	11	7,2	6,3	40
	17,1	16	12,5	8,5	7	5,5	4,3	4,9	2,3	100
750	61	52	43,5	32	26,5	22,4	16,6	13,4	11,1	25
	35,8	31,6	29,2	19,5	17,7	16,6	12,9	8,4	7,3	40
	21,4	18	14,3	10,7	8,7	6,9	5,4	3,6	2,9	100
1000	71,9	61,2	50,8	37,1	33,5	2,71	21,8	17,3	14,5	25
	42,8	39	33	24,1	21,1	18,1	15,6	10,2	9	40
	28,7	23,9	19,2	19,9	11,7	9,2	7,1	4,9	3,9	100
Редуктор Ц2-500
600	137	120	113	82,5	75,2	63,3	42,7	34,5	31,8	25
	102	90,6	77	53,6	51	44,1	28,7	24,1	20,4	40
	57,8	49	38,7	26,3	23,6	19	14,3	10	8	100
750	163	140	112	103	89,2	75,6	52,7	42,2	37	25
	121	106	84,7	61	58,7	51,5	32,8	28,4	23,3	40
	72,5	61,2	48,4	32,9	29,6	23,6	18,2	12,4	10	100
1000	197	178	143	122	104	91,7	68,6	58,5	49	25
	145	132	103,2	74,2	65,4	52,8	40,2	37	28,5	40
	100	82	64	44	36	31,4	24	16,5	13,5	100

Выбираем редуктор типа: Ц2-500 цилиндрический горизонтальный двухступенчатый специальный крановый, применяемый в механизмах грузоподъемных машин, а также может быть использован для привода других машин в диапазоне передаточных чисел от 8 до 50 в повторно-кратковременных режимах нагружения.

Редуктор Ц2-500-31,5-12-ЦМ-У2, где

Ц2 - тип,

500 - суммарное межосевое расстояние,

31,5 - передаточное число,

12 - вариант сборки,

Ц М - исполнение концов валов (Ц-цилиндрический, К-конический, П-полый, М-в виде части зубчатой муфты),

У2 - климатическое исполнение и категория размещения.

Определить тип грузоподъемной машины

В соответствии с вариантом и произведенным расчетом лебедки выбираем тип грузоподъемной машины,для этой цели следует обратимся к табл. 13, где даны характеристики электродвигателей механизмов подъема грузов башенных кранов КБ и кранов МСК.

Таблица 13 - Основные характеристики электродвигателей грузовых лебедок башенных кранов КБ и кранов МСК

Электродвигатель	КБ-100	КБ-160.2	КБК-160.2	МСК-5-20А	МСК-10-20
Марка	МТВ- 411-8	МТВ- 412-6с	МТВ- 412-6с	МТВ-412-8; МТК-111-6	МТВ-412-8; МТК-112-6
Мощность,	30	30	30	22 и 15	22 и 5
Частота вращения,	11,83	16,1	16,1	11,9 и 14,58	11,9 и 14,58



Выбран: Башенный кран: КБ-160.2электродвигателем марки: МТВ 512-8

Мощностью 30 кВт

Частота вращения = 716 мин^ (-1).

6. Расчёт тормоза с электрогидравлическим толкателем

В механизмах грузоподъёмных машин применяют тормоза с электрогидравлическим толкателем (рисунок 1), в котором замыкание колодок осуществляется усилием сжатых пружин 1, расположенных между стойкой 2 и гидротолкателем 3. Шток 4 толкателя соединен с тормозной системой посредством рычага 5.

При пуске механизма грузоподъематок приводит в движение электродвигатели механизма подъёма игидротолкателя одновременно. Вал электродвигателя приводит вовращение крыльчатку 6, которая, выполняя роль насосного колеса, создает избыточное давление масла под поршнем 7 гидротолкателя. Вместе с поршнем поднимается вверх шток 4 и вращает рычаг 5, который тянет за собой тягу, сжимая пружины 1, и отводит стойку 8 с колодкой 9 от тормозного шкива 10 посредством другой тяги 7.

При выключении электродвигатели механизма грузоподъема и толкателя останавливаются, пружина, разжимаясь, вращает все рычаги в обратной последовательности, и колодки прижимаются к тормозному шкиву.

Тормоз устанавливается соосно с валом электродвигателя механизма подъёма, так как вал имеет наименьший крутящий момент. В качестве шкива тормоза используется шкив упругой муфты, соединяющей вал электродвигателя с валом редуктора.



Рисунок 6 - Расчётная схема тормоза с электрогидравлическим толкателем: 1 - пружины; 2 - стойка; 3- гидротолкатель; 4 - шток; 5 - рычаг; 6 - крыльчатка; 7 - тяга; 8 - стойка; 9 - колодка; 10 - шкив

Тормоза с электрогидротолкателями имеют следующие преимущества перед тормозами с электромагнитами:

- плавность включения и выключения тормоза, что способствует уменьшению динамических нагрузок в механизмах и повышает их долговечность; возможность регулировки тормозного момента;

- возможность большого числа включений тормоза в час (до 2000);

- меньшие пусковые токи;

- выше износостойкость и надежность.

Однакотормоза сэлектрогидротолкателями имеют ограниченное применение, т.к. не могут работать в условиях низких температур и при установке тормоза в наклонном положении (отклонение не более 15°).

Исходные данные: для всех кранов канат 14,0Г-1-ОЖ-Н-1370-ГОСТ 7668-80 (Канат стальной диаметром 14,0 мм, грузового назначения, из проволоки без покрытия: первой марки, оцинкованный по группе ОЖ (особо жестких агрессивных условий работы), правой крестовой свивки, нераскручивающийся, нормальной точности, маркировочной группы 1370 Н/мм2 (140 кгс/мм2))

диаметр барабана кранов = 550мм = 0,55м;

диаметр каната = 0,014 м;

число слоев навивки принять m = 1 (рассчитывается с учетом высоты подъема крана)

вес груза Fгр =37278 Н.

Скорость подъема груза .

Порядок выполнения работы

1)Изучить схему тормоза.

2) Вычислить тормозной момент по формуле, Н·м:

где - момент, приведенный к валу, на котором установлен тормоз, Н·м; - коэффициент запаса торможения, выбираемый в зависимости от группы режима работы механизма, для кранов kт = 2.

Момент определяется по формуле, Н·м:

Н·м

где - передаточное число редуктора (таблица 9);

- КПД привода (табл. 10);

- момент на барабане, Н·м.



где- усилие в ветви каната, Н;

- диаметр барабана, м;

- число слоев навивки каната на барабане, m = 1;

- диаметр каната, м.

где Fгр - вес груза, Н;

Кп - кратность полиспаста (таблица 7).

При подборе передаточного числа редуктора необходимо учитывать частоту вращения барабана, которая зависит скорости подъема груза:

Таблица 14 - Мощности двигателей стандартных редукторов В кВт

Типоразмер редутора	Частота вращения двигателя, об/мин	Режим работы	Передаточные числа
			12,4	16,3	19,8	25	32,4	41,3
Ц2-200	1000	Л	14	12,5	10,5	8,5	7,5	6
		С	6,8	6,4	5,5	4,5	4	3,5
		Т	5	5	4	2,7	2	1,8
Ц2-250	1000	Л	25	20	17	14	11,5	9,8
		С	20	17	14	12	9,3	7,3
		Т	14	10	9	7,6	5	4,2
Ц2-300	1000	Л	35,5	31,5	29	20	18	14
		С	31,2	25	21	18	14,6	11,6
		Т	24,4	16	14	11,5	10	7,3
Ц2-350	1000	Л	62	47	43,5	36	27,5	22
		С	50	37	33,5	27	22	17,3
		Т	33	24	21	18	15,6	10,2

Таблица 15 - КПД крановых механизмов

Наименование	Тип передачи	КПД при опорах
		скольжение	качение
Механизм подъёма груза	Зубчатая цилиндрическая Червячная	0,8…0,85 0,65…0,7	0,75…0,8 0,65…0,7
Механизм передвижения кранов и тележек	Зубчатая цилиндрическая Червячная	0,8…0,9 0,65…0,75	0,75…0,85 0,65…0,75
Механизм поворота	Зубчатая цилиндрическая Червячная	0,75…0,85 0,5…0,75	0,7…0,8 0,5…0,75
Барабан для стальных канатов		0,96…0,98	0,94…0,96

Таблица 16 - Кратность полиспастов

Тип полиспаста	Грузопродъемность, т	Тип крана
	?1	1 … 6	6 …10	10 … 20	20 … 40
Простой	1 или 2	2 или 3	3 или 4	4;5 или 6	-	Поворотные, стреловые
Сдвоенный	-	2	2	2 или 3	3 или 4	Мостовые

По величине тормозного момента подобрать тормоз (таблица 17).

Таблица 17 - Тормоза и толкатели

Типоразмер тормоза	Тормозной момент, Н·м	B,мм	в, °	Толкатель
				Тип	Усилие, Н
ТКГ - 160 ТКГ - 200 ТКГ - 300 ТКГ - 400	100 300 600 1200	80 90 140 180	70	ТЭ-30 ТЭ-30 ТЭ-50 ТЭ-80	300 300 500 800



Нормальное усилие воздействия колодки на шкив определяют по формуле, Н:

где - коэффициент трения (таблица 4);

Dшкив - диаметр тормозного шкива.

Таблица 18 - Допускаемое давление и коэффициент трения в колодочных тормозах

Материал трущихся поверхностей	, МПа
	Стопорный тормоз	Спускной тормоз
Чугун и сталь по чугуну Сталь по стали Тормозная асбестовая лента по чугуну и стали Вальцованная лента по чугуну и стали	2,0 0,4 0,6 0,6	1,5 0,2 0,3 0,4	0,15 0,2 0,35 0,42

лифт кран толкатель лебедка

Определить удельное усилие, передаваемое колодкой на шкив:

Н/м2,

Н/м2

где B - ширина тормозного шкива, м;

- угол обхвата шкива колодкой, град.

Принимаем двухколодочный тормоз с электрогидравлическим толкателем типа ТКТГ - 200.

Тормозной момент Мт = 300 Н · м,

Тип гидротолкателя ТЭ - 30 с номинальным толкающим усилием 300 Н.

Размещено на Allbest.ru