Подъем и грузоподъемность

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

Кафедра механики

Контрольная работа №1

Вариант № 8Н

Выполнила студентка:

Институт ИТМиТЛ, з/о, 4 курс

Проверил: к.т.н, доцент Власов Е.Н.

Санкт-Петербург 2021 г.



Содержание

Исходные данные

1. Подбор каната и крюка

2. Определение размеров блока и барабана

3. Расчет крепления конца каната с помощью прижимных накладок

4. Подбор электродвигателя

5. Подбор редуктора

6. Определение фактической скорости подъема груза

7. Выбор тормоза

Список использованной литературы



Исходные данные

По варианту 08:

Грузоподъемность, Q (т)	Скорость подъема V (м/мин)	Номер схемы	Режим работы
1,7	20	8	Легкий

Схема 8Н:

Согласно схеме полиспаста, его кратность равна 3.



1. Подбор каната и крюка

Задана скорость груза: х = 20 м/мин = 0,3 м/с.

Максимальный вес груза: G = Q•g =1,7•10³• 9,81=16,67 кН.

Определяем КПД полиспаста:

где з_бл - КПД одного блока, з_бл = 0,96…0,98.

Усилие на канате для одинарного полиспаста:

где m_гр - масса поднимаемого груза, кг; m_кр - масса крюковой подвески, кг; а - число одинарных полиспастов; g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения; i_п - кратность полиспаста, з_п - КПД полиспаста.[1]

Определяем разрывное усилие:

где k_з - минимальный допускаемый коэффициент запаса прочности, выбираемый в зависимости от группы режима работы. По ГОСТ 25835-83 для легкого режима работы (группа режима 1М): k_з = 3,15.

По разрывному усилию выбираем канат диаметром d = 9,9 мм с разрывным усилием 49 кН, с временным сопротивлением разрыву в проволочках 1568 МПа.

Канат 9,9-Г-В-Н-Т-1570 ГОСТ 3062-80.

По грузоподъемности и режиму работы (1М), выбираем крюк однорогий (ГОСТ 6627-74) №10 с наибольшей грузоподъемностью 3,2 т, тип А - короткий.

Основные размеры (мм):

D= 55 мм; S= 40 мм; L= 165 мм; d= M30; ; ; h= 52 мм; b = 34 мм; l не менее 85 мм; не менее 45 мм.

Рисунок 2 Эскиз крюка

2. Определение размеров блока и барабана

Расчет диаметра блока крюковой подвески:

где:

h₁ - коэффициент выбора минимального диаметра направляющего блока, h₁=16 (для группы режима работы М1).

Выбираем согласно нормальному ряду: Д_бл=150 мм

Расчет диаметра уравнительного блока:

где:

h₂ - коэффициент выбора минимального диаметра направляющего блока, h₂ = 18 (для группы режима работы М1).

Выбираем диаметр уравнительного блока 170 мм

Диаметр барабана, мм:

= d_k( h_б - 1),

где:

h_б - коэффициент выбора диаметра барабана, h_б = 18.

= 9,9(18 -1) = 168,3 мм

По нормальному ряду выбираем гладкий барабан диаметром 170 мм

Диаметр реборды:

Диаметр барабана по средней линии навиваемого каната , мм:

= + d_k = 170 + 9,9 =179,9 мм

Длина барабана:

где L₁ - длина нарезанной части барабана, t - шаг нарезки, для гладкого барабана t =d_k = 8 мм; L₂ - расстояние для крепления каната; L₃ - ширина реборды или свободного участка барабана.

где H - высота подъема груза, принята самостоятельно Н = 5 м; Z_н > 1,5 - число неприкосновенных витков, которые не должны сматываться с барабана. [1]

Расстояние для крепления каната:

Ширина реборды:

Длина каната, наматываемого на барабан:



3. Расчет крепления конца каната с помощью прижимных накладок

Используем две прижимных планки.

Выбираем прижимную планку со следующими параметрами, мм:

d	a	B	c	T	e	r
13	40	40	12	13	1,5	10

Определяем допустимое усилие растяжения болта или шпильки:

где d₁ - внутренний диаметр резьбы (d₁ = 0,8d= 0,8•13 = 10,4 мм), [у_р] = 70 МПа для стали Ст 3.

Определяем расчетное натяжение каната в месте его крепления на барабане:

где Р_к - максимальное усилие в канате; е = 2,72 - основание натурального логарифма; f = 0,1 - коэффициент трения между канатом и барабаном; б= 3р - регламентированный угол обхвата барабана неприкосновенными витками (рад).

Необходимое усилие прижатия каната накладкой:

где k =1,25 - коэффициент запаса; 0,85 - коэффициент, учитывающий уменьшения натяжения каната вследствие обхвата барабана крепежными витками; S_рк - расчетное натяжение каната в месте крепления, Н; W = 0,35 - коэффициент сопротивления выдергиванию каната.

Необходимое число накладок:

Используем две накладки.

4. Подбор электродвигателя

Рассчитываем статическую мощность при подъеме:

где G - номинальный вес груза, Н; х_гр - скорость подъема груза, м/с; з - общий КПД привода.

При двухступенчатом зубчатом редукторе з = 0,92.

Рассчитываем расчетную мощность двигателя:

где K_н - коэффициент использования номинальной грузоподъемности, для крюкового крана: K_н = 0,7; K_с - коэффициент, учитывающий применяемую систему регулирования скорости: K_с =1,15 - для группы режима работы 1М…4М; K_е - коэффициент, учитывающий фактическую продолжительность включений: K_е = 0,82 для группы режима работы 1М…3М; K_пр - коэффициент пусковых потерь: K_пр =1,0 - для группы режима работы 1М…3М.

Выбираем двигатель MTKF 112-6 со следующими параметрами:

Мощность на валу (при ПВ 40%) -5 кВт; частота вращения - 930 об/мин;

момент инерции 0,27 кг/м². [3]

Число оборотов в минуту барабана:

Рассчитываем статический момент на валу двигателя:

где Р_к - усилие в канате, навиваемое на барабан, Н; - диаметр барабана, м; U - передаточное число передачи от двигателя до барабана; з - КПД передачи.

Динамический момент на валу двигателя от инерции поднимаемого груза:

где m_гр - масса поднимаемого груза, кг; х_гр - скорость поднимаемого груза, м/с; - диаметр барабана, м; U - передаточное число передачи от двигателя до барабана; з - КПД передачи, i_п - кратность полиспаста; з_бл - КПД блока; n - число блоков; t - время пуска (1…5 с). [1]

Для учета инерционных сил, действующих на весь привод, увеличиваем динамический момент на валу двигателя на 20 %:

где I_дв - момент инерции двигателя, кг•м²; n_дв - частота вращения двигателя, об/мин.

Рассчитываем пусковой момент:

Рассчитываем номинальный момент на валу двигателя:

Так как 1,3< 2,5, значит двигатель подобран верно с большим запасом.

5. Подбор редуктора

Рассчитываем необходимое передаточное число:

По таблице выбираем редуктор с передаточным числом

Проверяем отклонение числа редуктора:



Так как < 15%, то редуктор подобран правильно. [5]

Определяем расчетный крутящий момент на тихоходном валу редуктора:

Коэффициент нагружения из таблицы (для легкого режима работы):

.

Коэффициент переменности нагрузки:

Коэффициент срока службы шестерни редуктора:

Коэффициент долговечности:

Расчетный эквивалентный момент на тихоходном валу редуктора:

Выбираем редуктор Ц2-200 с передаточным числом 8,32 и с межосевым расстоянием 200 мм.

Проверяем пригодность редуктора по общему межосевому расстоянию:

Редуктор подобран правильно.

6. Определение фактической скорости подъема груза

Фактическая частота вращения барабана:

Скорость каната, навиваемого на барабан:

Определяем фактическую скорость груза:

Отклонение фактической скорости груза от заданной:

Так как отклонение менее 15%, то расчет верный.

7. Выбор тормоза

Выбираем тормоз с диаметром шкива 200 мм.

Статический момент, приведенный к быстроходному валу редуктора:

где K_т - коэффициент запаса торможения, для 1М: K_т =1,5. [6]

Далее по таблице выбираем колодочный тормоз серии ТКТ-200.

Рассчитываем окружное усилие на ободе тормозного шкива:

электродвигатель редуктор тормозной крепление

Определяем силу прижатия тормозных колодок:

где f - коэффициент трения между рабочими поверхностями тормозной ленты и шкива, f = 0,3.

Площадь касания обкладки со шкивом:

где В_к - ширина обкладки, В_к = 90 мм; в - угол сектора обхвата обкладкой шкива (60° - 90°), принято в = 75⁰.

Определяем среднее давление между обкладками и тормозным шкивом:

где [р] - допускаемое удельное давление, [р]=0,6 МПа; А - площадь касания обкладки со шкивом.

Усилия на концах рычагов:

где l₁ и l₂ - размеры рычага, м.

Расчетное усилие пружины:

Необходимый момент электромагнита:

где е - расстояние от оси поворота якоря до оси штока, е = 0,04 м.

Ход штока тормоза:

где е - рекомендуемый отход колодки, е=0,5…0,8 мм, принят е=0,7 мм.

Необходимый угол поворота якоря:

где [б]- номинальный угол поворота якоря, град; S - ход штока, м.

Из таблицы угол поворота якоря равен 5,3⁰.

Угол выбран правильно.



Список использованной литературы

1. Улитич О.Ю. Определение основных параметров механизма подъема груза: методические указания к расчету и проектированию по дисциплине “Грузоподъемные машины и оборудование”. М.: МАДИ, 2014. 52 с.

2. А.П. Филатов, В.Н. Анферов, В.Ю. Игнатюгин. Грузоподъемные машины. Пособие по курсовому проектированию. Новосибирск, 2005. 190 с.

Размещено на Allbest.ru