Схемы и конструктивные особенности механизмов подъема груза. Схемы механизмов подъема

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

2. ВЫБОР КРАТНОСТИ ПОЛИСПАСТА

3. ВЫБОР ДИАМЕТРА КАНАТА

Подбор подшипников для вала барабана

Проверка работы механизма подъема груза крана в режиме неустановившегося движения

Компоновка механизма подъема груза

Кинематическая схема механизма подъема

Технические характеристики механизма подъема груза

2.1 Задание

2.2 Указания к выполнению задания

Главная Автокредит Схемы и конструктивные особенности механизмов подъема груза. Схемы механизмов подъема

Подъем и перемещение грузов в поперечном направлении осуществляется подвижной тележкой, установленной на мосту крана. Тележка состоит из сварной рамы с установленными механизмами подъема груза и механизма передвижения для перемещения ее по рельсам вдоль моста (рисунок 6).

Механизмы подъема различных видов кранов принципиально одинаковы, состоят из электродвигателя, тормоза, редуктора, барабана и полиспаста. Электродвигатель соединен с редукторами при помощи зубчатых муфт и приводных валов. Для погрузки - выгрузки железобетонных плит механизм подъема крана КМЭСТ - 10 оснащается грузозахватным органом крюком.

Рисунок 6 Механизм подъема груза

Механизм подъема представляет собой лебедку, связанную со сдвоенным полиспастом, имеющим грузоподъемность, равную приблизительно 0,25 основной, и используемым для подъема малых грузов с большой скоростью.

Механизм передвижения тележки имеет два холостых и два приводных колеса, вращаемых электродвигателем через редуктор.

Кинематическая схема механизма подъема с крюковой подвеской показана на рисунке 7.

Электродвигатель 1 соединен с цилиндрическим редуктором 5 при помощи муфт 2 и 4 и вала - вставки 3, полумуфта 4 со стороны редуктора выполнена с тормозным шкивом, на котором установлен колодочный тормоз. Редуктор 5 соединен с барабаном 6 при помощи муфты 2. На барабан наматывается канат полиспаста с грузозахватным приспособлением.

Рисунок 7 - Кинематическая схема механизма подъема груза:

1 - электродвигатель, 2 - муфты, 3 - вал-вставка, 4 - тормоз, 5 -редуктор, 6 - барабан.

Технические показатели механизма подъема груза в таблице 3.

Таблица 3 Технические показатели механизма подъема груза

Полиспаст сдвоенный, с кратностью 2 (Z = 2; U = 2)

Канат двойной свивки типа ЛК - Р конструкции 6Ч9 (1+6+6/6) + 1 о.с. диаметром dK = 14 мм по ГОСТ 2688-80, с помощью прижимной планки двумя болтами крепится к барабану). Длина каната LK - 16,71 м.

Барабан литой из чугуна СЧ28, разборный

длина барабана l = 1,324 м;

диаметр барабана по центру навиваемого каната Dб = 0,35 м;

длина нарезанной части барабана с одной стороныlн = 0,427 м;

шаг нарезки t = 16 мм.

Электродвигатель асинхронный с короткозамкнутым ротором общепромышленной серии MTF

типоразмер4МТН 225L6 ;

номинальная мощность, кВт 55;

частота вращения вала, мин-1 960;

момент инерции ротора, кгм2 1,02;

масса, кг 500.

Редуктор горизонтальный двухступенчатый цилиндрический Ц2 400

передаточное число 12,41;

режим работы, ПВ % 25;

частота вращения быстроходного вала, мин-1 1500;

мощность на быстроходном валу, кВт 81;

диаметр проточки под подшипники выходного конца вала, выполненного в виде зубчатой полумуфты, мм 110

Муфты с тормозным шкивом №2

передаваемый крутящий момент, Нм 1000

диаметр тормозного шкива, мм 300

ширина тормозного шкива, мм 150

момент инерции муфты, кгм2 1,5

типоразмер ТКГ - 300

номинальный тормозной момент, Нм 800

расчетный тормозной момент, Нм740

диаметр тормозного шкива, мм300

ширина тормозной колодки, мм 140

масса, кг 80

Траверса

Для выполнения различных технологических операций мостовые специальных краны оснащают траверсами - специальными грузозахватными приспособлениями для работы с различными типами грузов. Траверса представляет собой съёмную, как правило, балочную пространственную конструкцию, которая укомплектована специализированными захватывающими устройствами.

В зависимости от условий эксплуатации и характеристики перемещаемого груза траверсы подразделяют на линейные, пространственные, модульные, механические и специальные, к которым относятся магнитные, электромагнитные, фрикционные и вакуумные траверсы с соответствующим типом захватов. Применение захватов различных типов позволяет работать с металлопрокатом, слябами, трубами, длинномерными грузами и контейнерами.

Для чередования перемещения грузов различных типов мостовой кран может быть укомплектован дополнительными сменными траверсами нужной длины, оснащёнными необходимыми грузозахватными органами: магнитами, клещами, управляемыми лапами для подхвата. Траверса с тележкой крана соединена с помощью жесткого подвеса.

Траверсы представляют собой коробчатые балки постоянного, а при большой длине - переменного сечения.

Траверса крепится к мостовому крану либо за центральную часть, либо за концевые продольные или поперечные элементы, при этом сама траверса располагается вдоль или поперёк моста крана. При жёстком подвесе крана КМЭСТ-10 траверса снабжается дополнительными штангами с направляющими, поэтому колебания, возникающие при движении вдоль подкрановых путей минимальны, и определяются парциальными колебаниями шахты и колонны с грузом относительно продольной оси моста. Жёсткий подвес траверсы за счёт большей скорости движения позволяет обеспечить больший грузопоток, поскольку снижается время позиционирования захвата и зацепления груза. Мостовые краны с жёстким подвесом траверсы широко применяют в металлургии, при мартеновском, прокатном и кузнечно-прессовом производстве

Использование траверсы позволяет избежать повреждения груза при транспортировке, а также кантовать груз в точках на разных плоскостях, уменьшить высоту подъёма крюка, транспортировать длинномерные грузы без воздействия сжимающих и изгибающих нагрузок, автоматизировать процесс строповки груза.

Управление механизмами крана осуществляется из кабины, подшенной к мосту крана на стороне, противоположной расположению главных троллеев, для обслуживания которых используются люльки-кабины.

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский институт машиностроения

(ВТУЗ-ЛМЗ)

Кафедра «Теория механизмов и детали машин»

КРАН МОСТОВОЙ

МЕХАНИЗМ ПОДЪЁМА ГРУЗА

Санкт-Петербург

Механизм подъёма груза . Методические указания к курсовой работе для студентов ПИМаш смешанного и вечернего обучения всех специальностей. Изложен порядок расчета элементов механизма, методика расчета механизма подъёма, приведены справочные данные по выбору элементов механизма подъёма.

Редакция 1987г. Составитель: асс. .

Научный редактор: канд. техн. наук, доцент.

Редакция 2000г. Составитель: ст. преп. .

Научный редактор: докт. техн. наук, проф. Ю.А. Державец.

Цель методических указаний - практическое усвоение курса «Подъёмно-транспортные машины» раздела: «Машины периодического действия», «Краны».

Объём курсовой работы - пояснительная записка на листах формата А4 (объёмом до 20 страниц) и чертеж узла на листе формата А2, которые выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД. Все расчеты делаются в системе СИ.

Объект проектирования - механизм подъёма груза, барабан, подвеска.

Принципиальная схема механизма - составные части механизма, рис.1:

1 - электродвигатель;

2 - тормоз с тормозной муфтой;

4 - барабан и подвеска (на рис. не показана).

Действующие нагрузки - на рис.2 показана сила (грузоподъёмность) приложенная к крюку подвески 3.

Задание - помещено в Приложениях, приведены исходные данные для проектирования:

Грузоподъёмность ;

Скорость механизма подъёма груза ;

Высота подъёма груза ;

Режим работы механизма: Л- легкий, С - средний, Т - тяжелый, ВТ - весьма тяжелый.

Последовательность выполнения задания:

1) Выбор кратности полиспаста.

2) выбор диаметра каната.

3) Определение диаметра блока.

4) Определение размеров барабана и его частоты вращения.

5) Выбор электродвигателя.

6) Выбор редуктора.

7) Выбор тормозной муфты.

8) Выбор тормоза.

9) Проверочный расчет электродвигателя по времени пуска механизма подъема.

10) Проверочный расчет тормоза по времени торможения механизма подъёма.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В мостовых (козловых и др.) кранах механизм подъёма груза размещен на крановой тележке. Схема механизма подъёма кранов общего и специального назначений зависит от многих факторов: типа грузозахватного устройства, массы поднимаемого груза, высоты подъёма и т. д. Общая принципиальная схема механизма подъёма, характерная для кранов грузоподъёмностью 5...50 т, приведена на рис.1.

Рис.1. Кинематическая схема механизма подъёма груза.

Схема механизма подъёма груза позволяет производить блочную сборку узлов , с использованием стандартных элементов: электродвигателя 1, тормоза с тормозной муфтой 2, редуктора 3, барабана 4 и подвески (на схеме не показана). Такая компоновка схемы механизма подъёма груза наиболее распространена при серийном производстве, она широко применяется и является типовой для кранов малой и средней грузоподъёмности.

Кроме рассмотренной схемы, возможны другие компоновки механизма подъёма груза, такие как схемы с торсионным валом, с открытой передачей и т. д.

Для выигрыша в тяговом усилии в механизмах подъема используется п о л и с п а с т, который представляет собой систему подвижных (в крюковой подвеске) и неподвижных (обводных) блоков.

Для принятой схемы механизма подъёма следует выбирать тип полиспаста, определяемый схемой навивки каната на барабан и запрессовки каната , , .

При непосредственной навивке каната на барабан (мостовые, козловые, консольные краны) во избежание смещения груза при его подъёме-спуске и для равномерного нагружения опоры барабана применяются сдвоенные полиспасты

Рис.2. Схема сдвоенного полиспаста. 1 - барабан; 2 - уравнительный блок (обводной); 3 - подвеска; 4 - канат (гибкий тяговый орган).

При использовании сдвоенных полиспастов на барабан одновременно наматываются две ветви каната. В зависимости от грузоподъёмности крана выбирают кратность полиспаста . Повышение кратности на единицу достигается заменой уравнительного блока на противоположную сторону полиспаста; процесс можно повторять до достижения любой кратности.

Необходимая кратность полиспаста для механизма подъёма груза приведена в табл.1.

Таблица 1

КРАТНОСТЬ ПОЛИСПАСТА МЕХАНИЗМА ПОДЪЁМА ГРУЗА 0 " style="border-collapse:collapse">

Характер навивки на барабан

Тип полиспаста

Грузоподъёмность , T

Непосредственно на барабан (мостовой, козловой, консольный кран)

Сдвоенный

Через направляющий блок (стрелковые краны)

https://pandia.ru/text/78/240/images/image010_27.gif" width="33" height="24">

где: https://pandia.ru/text/78/240/images/image011_21.gif" width="15" height="19 src="> - запас прочности каната от режима работы (Л - 5; С - 5,5; Т и ВТ - 6);

https://pandia.ru/text/78/240/images/image013_18.gif" width="131" height="49">Наибольшее натяжение , КН, каната определяют

где: - грузоподъёмность крана, т, Приложение 1;

https://pandia.ru/text/78/240/images/image014_21.gif" width="24" height="20 src=">

Диаметр стального каната выбирают по табл.3 по условию (1). Наиболее широко применяют канаты двойной свивки маркированных групп =1600...1800 МПа. При более низких значениях маркировочных групп нерационально увеличен диаметр каната, а следовательно, барабана и блоков, а при более высоких канат имеет повышенную жесткость, что снижает срок его службы.

Таблица 3

ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАТОВ ДВОЙНОЙ СВИВКИ

	Площадь сечения,	Масса 1000 м каната,	Разрывное усилие каната по маркировочным группам , кН


Тип ЛК-Р конструкции 6х19 1+6+6/6 + I о. с. (ГОСТ 2688-80)





















Тип ТЛК-0 конструкции 6х37 1+6+15+15 + I о. с. (ГОСТ 3079-80)

Исходя из схем полиспастов с одинарным барабаном, счетные схемы для определения радиальной нагрузки на барабан будет следующая:

Рисунок 10. Схема нагрузки на барабан

Величина реакции, где сила натяжения каната.

Коэффициент безопасности.

Для барабана выбираем радиальный шариковый однорядный подшипник 116, особо легкая серия. Расчетная долговечность равна:

Полученная долговечность достаточная для крана.

Время пуска при подъеме крана определяется по формуле:

Момент инерции двигателя,

- для двигателей типа MTKF,
- средний пусковой момент

Вращающий момент на входе редуктора

Частота вращения двигателя

Получаем

Для обеспечения времени пуска в интервале сек применяется двигатель с фазным ротором типа MTF 411-6, где время пуска регулируется работой реостатного контроллера.

Механизм подъема груза состоит из редуктора 1, быстроходный вал которого соединен с электродвигателем 6 при помощи втулочно-пальцевой муфты с тормозным шкивом. На этом валу стоит колодочный с электродвигателем тормоз 4. барабан 2 сдвоенный, который обеспечивает симметрию приложения нагрузки (усилие в канате), нагрузка при подъеме груза, на подшипниках не изменяется.

Рисунок 11. Механизм подъема груза крана

Ось барабана соединяется с тихоходным валом редуктора при помощи зубчатой муфты, обеспечивающей компактное соединение валов, а вторым концом ось барабана опирается не подшипниковый узел 3.

Все узлы и механизм установлены на сварной раме 5 из швеллеров.

СМАЗКА ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Наиболее распространенные электромостовые, поворотные, консольные, металлургические и другие краны имеют много общего в системе смазки, но в зависимости от различных эксплуатационных условий имеют и свои особенности.
Смазка крановых редукторов механизма подъема грузов и механизмов движения моста и тележки производится обычно посредством масляной ванны. Так как зубчатые зацепления в крановых редукторах работают в тяжелых условиях, с ударными нагрузками, частыми включениями и выключениями, то в них применяют более вязкие и маслянистые масла по сравнению с обычными редукторами станков. При заливке маслом крановых редукторов рекомендуется пользоваться указаниями, приведенными в табл.21.

Таблица 21
Смазка крановых редукторов в зависимости от грузоподъемности и режимов работы крана

Смена масла и промывка редукторов производится один раз в 4-6 месяцев и приурочивается обычно к плановому ремонту или осмотру крана. Для металлургических кранов срок службы масла сокращают до 2-3 месяцев. Перед вскрытием редукторов следует удалять пыль с их крышек во избежание попадания ее в масло. Уровень масла в редукторе должен быть не ниже контрольной отметки маслоуказателя; при его отсутствии масло рекомендуется заливать не выше уровня, достигающего 3-5 см до нижней части нижнего вала, но не ниже уровня, обеспечивающего погружение в масло полной высоты зубьев нижнего зубчатого колеса. Редукторы не должны иметь утечек масла. Особенно недопустимо его попадание на троллеи, настил моста крана и рельсы, а также на тормозные шкивы, колодки и ленты. При обнаружении утечек они немедленно устраняются.
Смазка подшипников крановых редукторов старых конструкций, где подшипники быстроходного первого вала редуктора имеют кольцевую смазку, при работе в нормальных температурных условиях производится путем заливки их один раз в 3 месяца маслом индустриальным 20, доливку производят один раз в 3-5 дней. В условиях повышенных температур и запыленности эти подшипники заливают ежемесячно маслом индустриальным 50, доливку производят 2-3 раза в неделю.
Подшипники скольжения в редукторах, имеющих колпачковые масленки, смазываются при нормальной температуре солидолом УС-2 или УСс-2 путем поворота крышки масленки на 1-2 оборота 1-2 раза в смену. При повышенных температурах смазка их производится консталином УТ-1 или УТс-1 поворотом крышки масленки на 1-2 оборота до 2-3 раз в смену.
В редукторах кранов современных конструкций обычно устанавливаются подшипники качения, которые при нормальных температурах следует заполнять солидолом УС-2 один раз в 4-6 месяцев, а для металлургических кранов смазкой 1 -13 или консталином УТ-1 при каждом ремонте. Смазку добавляют ежемесячно через подведенные к этим подшипникам колпачковые или пресс-масленки. При наличии в редукторах подшипников качения с густой смазкой следует обращать особое внимание на исправность уплотнений и не допускать вытекания смазки из корпуса подшипника или вымывания ее просочившимся маслом из ванны редуктора.
На некоторых кранах в редукторах устанавливается насос, подающий масло к подшипникам. В этом случае уход за ними сводится к контролю за наличием и качеством масла и исправной работой насоса.

Механизмы передвижения моста электрокранов большой грузоподъемности, особенно металлургических, в настоящее время выпускаются с централизованными системами смазки от автоматических или ручных смазочных станций. В этом случае смазку производят согласно инструкции по эксплуатации этих систем. Автоматическая централизованная смазочная система обеспечивает надежную подачу смазки ко всем смазочным точкам, в том числе и к удаленным и труднодоступным. При этом экономится время обслуживания, что особенно важно для непрерывно работающих кранов, а также значительно сокращается расход смазочных материалов.
В кранах старых конструкций смазка втулок ходовых колес подшипников скольжения трансмиссионного вала осуществляется обычно через колпачковые масленки, пресс-масленки или от центральных смазочных установок. Смазка кранов, работающих при нормальной температуре, например в механосборочных цехах, производится солидолом УС-2 или УСс-2 путем поворота крышек масленок на 1-2 оборота или наполнением пресс-масленок шприцем 1-2 раза в смену. Смазка ковочных, литейных, мульдо-завалочных и других металлургических кранов осуществляется конталином УТ-1 или УТс-1 поворотом крышек масленок на 2 оборота или заполнением пресс-масленок 2-3 раза в смену. Особо аккуратно должны смазываться удаленные точки, втулки ходовых колес и детали и узлы, подвергающиеся непосредственному воздействию высоких температур. Подшипники качения механизмов передвижения моста смазываются аналогично подшипникам качения крановых редукторов.
В качестве консистентных смазок для кранов, работающих на открытом воздухе зимой, применяют низкотемпературные смазки ЦИАТИМ-201, НК-30, № 21, ГОИ-54 и др. Места смазки наружных кранов необходимо оберегать от попадания в них воды снега.
В механизме передвижения тележки шестерни и подшипники редукторов, подшипники ходовых колес смазываются так же, как Соответствующие узлы механизма передвижения моста. Поскольку тележка постоянно перемещается вдоль моста, здесь особенно важно не допускать утечек масла из редукторов на настил и рельсы.
В механизме подъема груза редукторы и подшипники грузового барабана смазываются аналогично этим же узлам механизма движения моста и тележки. Так как механизм подъема работает напряженнее других механизмов крана, то смазку его узлов рекомендуется производить чаще. Смазка подшипников качения и Скольжения, осей крюковых обойм производится солидолом УС-2, при высоких температурах консталином путем набивки через масленки или пробки, расположенные в торцах осей блоков. Для кранов, работающих при нормальной температуре, смазку подают 2-3 раза в неделю, а для металлургических кранов -- не реже 1 раза в смену. Шариковые подшипники крюка обоймы заполняются при нормальных температурах солидолом УС-2 один раз в 3-6 месяцев, в металлургических кранах - консталином или смазкой 1-13 один раз в месяц.
Открытые зубчатые передачи во избежание быстрого износа смазываются: в кранах малой грузоподъемности с легким режимом работы и при нормальной температуре - полугудроном 1 раз в 5 дней, средней грузоподъемности и средним режимом работы при повышенной температуре - графитной мазью 1 раз в 5 дней и тяжелых металлургических кранов 2 раза в неделю - графитной мазью, приготовленной смешением 90% консталина и 10% графитного порошка, при нагреве не выше 110°. Перед нанесением смазки старую следует удалять.
Смазка электродвигателей приведена ниже. Подшипники барабанных контроллеров смазываются солидолом УС-2 или УС-3, сухарики, сегменты и храповые колеса - тонким слоем солидола УС-2 или техническим вазелином. Шарнирные соединения контак¬торов смазывают маслом индустриальным 30. Смазку деталей конечных выключателей систематически, не реже 1 раза в 10 дней, производят тем же маслом или солидолом УС-2 в зависимости от конструктивных особенностей узла. Смазка пальцев токоприемных роликов производится при обесточенных троллейных проводах один раз в неделю солидолом УС-2, а при высоких температурах консталином УТ-1.
Во избежание несчастных случаев смазка кранов должна производиться только в обесточенном состоянии всех механизмов крана на его посадочной площадке. Суточный запас смазочных материалов в чистой посуде (отдельной для каждого сорта) должен храниться в закрытом- ящике на мосту крана. Ввиду опасности для крановщиков, а также наличия большого количества труднодоступных точек смазки на кранах особенно настойчиво следует проводить перевод всех узлов на централизованную и автоматическую смазку.

Цель работы: изучить различные кинематические схемы механизма подъема мостового крана.

Таблица 1.1

Исходные данные

№ варианта	Грузоподъемность, т	Высота подъема, м	Скорость подъема, м/мин	режима работы	Кратность полиспаста	Число напр. блоков

Условия работы

КПД уравнительного

Кратность полиспаста

Редкая смазка

Нормальная смазка в условиях нормальных температур

Непременным и наиболее ответственным элементом любой ГПМ является механизм подъема.

В зависимости от грузоподъемности и условий эксплуатации применяют механизмы подъема с ручным или машинным приводом.

Машинный привод может быть индивидуальным (каждый механизм ПТМ имеет собственный двигатель) либо групповым (все механизмы ПТМ приводятся в действие от одного двигателя).

На рисунке 2.1показана кинематическая схема механизма подъема мостового крана. Механизм состоит из двигателя 1, соединительной муфты с тормозным шкивом 2, на которую насажен тормоз 3. муфта служит для соединения концов валов двигателя и редуктора 4. Муфта 5 соединяет между собой конец вала редуктора и барабана 6. На барабан наматывается канат 7, который огибает блок 8. Для соединения груза с мостовым краном используется крюковая подвеска.

При расчете механизма подъема решаются следующие задачи:

Определение разрывного усилия каната и выбор стандартного каната;

Выбор барабана и расчет его параметров;

Определение мощности двигателя и выбор типа двигателя;

Выбор редуктора;

Выбор соединительных муфт;

Определение потребного тормозного момента и выбор типа тормоза.

Рисунок 2.1. Кинематическая схема механизма подъема

В качестве гибкого органа для подвешивания грузов в подавляющем большинстве случаев применяется стальной проволочный канат.

В соответствии с требованиями международного стандарта ИСО 4301/1, стальные канаты подбираются по разрывному усилию :

где F 0 - разрывное усилие каната в целом Н, принимаемое по сертификату;

S - наибольшее натяжение ветви каната, определяемое при подъеме номинального груза с учетом потерь на блоках полиспаста и на обводных блоках, но без учета динамических нагрузок;

Z p - минимальный коэффициент использования каната (минимальный коэффициент запаса прочности каната), определяемый по таблице 2 и 3 .

Наибольшее натяжение ветви каната определяется по формуле:

где а - число ветвей каната, наматываемых на барабан;

η бл - КПД блока; можно принять: КПД блока, установленного на подшипниках качения 0,98; на подшипниках скольжения 0,96;

i п – кратность полиспаста;

n – число направляющих блоков.

Определив разрывное усилие и задавшись пределом прочности стальной проволоки, по справочным таблицам подбирается канат. Наибольшее распространение нашли канаты типа ЛК-О, ЛК-Р, ТЛК, ТЛК-О. Выбрав канат, устанавливают его диаметр d.

От выбора схемы установки грузового барабана в дальнейшем зависит конструкция всего узла барабана. Существует несколько схем установки барабана:

а) выходной вал редуктора соединяется с валом барабана с помощью муфты общего значения (рекомендуется жесткая компенсирующая муфта) (рисунок 2.2, а). Достоинством этой схемы являются: простота конструкции, удобство монтажа и обслуживания. Недостатки: значительные габариты; необходимость использования вала (для установки барабана), нагруженного крутящими и изгибающими моментами.

б) барабан соединяется с редуктором посредством зубчатой передачи (рисунок 2.2, б). Ведомое колесо передачи жестко крепится к фланцу барабана (разъемное или неразъемное соединение), таким образом, барабан устанавливается на оси, разгруженной от крутящих моментов, что является достоинством данной схемы. Недостаток - наличие открытой зубчатой передачи, подлежащей расчету. Данная схема применяется в том случае, если в результате расчета не удается подобрать редуктор со стандартным передаточным отношением.

в) вал барабана и выходной вал редуктора совмещены в одной конструкции (рисунок 2.2, в). Достоинства данной схемы в малых габаритах и простоте конструкции. Недостатки: наличие трехопорного вала (затруднена точная установка в опорах), необходимость вести совместный монтаж редуктора и барабана.

Рисунок 2.2. Схемы установки барабанов.

г) выходной вал редуктора соединяется с барабаном с помощью специальной зубчатой муфты, встроенной в барабан (рисунок 2.2, г). Эта схема требует применение специальных крановых редукторов, выходной вал которых, имеет зубчатый фланец. Достоинства схемы: компактность; установка барабана на оси, которая разгружена от крутящих моментов. Недостатки: затруднен доступ к зубчатой муфте, при монтаже и ремонте; необходимо обязательное соответствие размеров редуктора и барабана.

В ходе расчета определяются геометрические параметры барабана – диаметр барабана и его длина. Диаметр барабана, замеренный по центрам сечения витка каната (рисунок 3), определяется:

где h 1 – коэффициент выбора диаметра барабана, определяемый по таблице 5 .

Приняв диаметр барабана, следует найти диаметр барабана по дну канавки:

Рисунок 2.3. Параметры барабана

Полученное значение следует округлить в большую сторону до значения из нормального ряда размеров: 160, 200, 250, 320, 400, 450, 560, 630, 710, 800, 900, 1000. Затем следует уточнить значение D 1 .

Если используется схема соединения барабана с редуктором, при помощи встроенной зубчатой муфты, то минимальный диаметр барабана принимается 400 и затем уточняется при компоновке механизма.

Длина нарезного барабана определяется по формулам:

при работе с одинарным полиспастом, мм:

при работе со сдвоенным полиспастом, мм:

где L 1 - длина нарезной части барабана, определяемая по формуле, мм:

, (2.7)

где t – шаг нарезки, t ≈ (1,1….1,23)d, при этом полученная величина должна быть округлена до значения кратного 0,5;

L 2 - расстояние от торцов барабана до начала нарезки, L 2 =L 3 =(2÷3)t;

L 4 - расстояние между участками нарезки, L 4 = 120 ÷ 200 мм.

Длина гладкого барабана определяется, мм:

где n- число витков каната, уложенных по всей длине барабана;

z – число слоев навивки каната на барабан;

γ – коэффициент неравномерности укладки каната, γ = 1,05.

Число витков каната, уложенных по всей длине барабана:

Потребная мощность двигателя механизма подъема определяется по формуле, кВт:

где η – общий КПД механизма, η=η м ×η б ×η п;

η м – КПД передаточного механизма;

η б – КПД, учитывающий потери мощности на барабане;

η п – КПД полиспаста.

Для предварительных проектных расчетов можно принять КПД механизма 0,8÷0,85 или принять: η м =094÷0,96; η б =0,94÷0,96; η п =0,85÷0,9.

По полученной мощности подбирают стандартный электродвигатель типа МТ (MTF) – с фазным ротором или типа MTK(MTKF) – c короткозамкнутым ротором. В виде исключения можно рекомендовать двигатели общего назначения – типа АО.

Выбрав двигатель, выписывают из литературы , следующие параметры, необходимые для дальнейшего расчета механизма:

N дв – номинальная мощность двигателя, кВт;

n дв – частота вращения ротора двигателя, об/мин;

d дв – диаметр выходного конца ротора двигателя.

Кинематический расчет механизма заключается в определении передаточного числа механизма, по которому подбирается стандартный редуктор:

где n б – частота вращения барабана

По данному передаточному числу выбирается по литературе , стандартный редуктор. Наибольшее применение в механизмах подъема нашли двухступенчатые горизонтальные зубчатые редукторы кранового типа Ц2. При выборе редуктора должны быть проверены условия, касающиеся прочности, долговечности и кинематики редуктора:

а) выбранное передаточное число редуктора не должно отличаться от расчетного более чем на 15%;

б) частота вращения быстроходного вала редуктора должна быть не меньше частоты вращения вала двигателя.

Выбрав по каталогу редуктор, выписывают необходимые для расчета параметры:

U p – действительное передаточное число;

d 1 ,d 2 – диаметры выходных концов быстроходного и тихоходного валов редуктора.

С помощью муфт соединяются вал двигателя с входным валом редуктора, а так же (в некоторых схемах установки барабана) выходной вал редуктора с валом барабана. Одна из полумуфт приводной муфты обычно служит одновременно тормозным шкивом для тормоза, установленного здесь же, на приводном валу. Эта конструкция называется муфтой с тормозным шкивом.

Специальные муфты с тормозным шкивом выполняются в двух вариантах – на базе упругой втулочно-пальцевой муфты (МУВП) и на базе зубчатой муфты (МЗ) , .

Зубчатая муфта в некоторых случаях может быть выполнена с промежуточным валом-вставкой, и тогда она включает в себя: муфту с тормозным шкивом, обычную зубчатую муфту и соединяющий их вал вставку, длина которого устанавливается конструктивно. Такое решение применяют тогда, когда конструктивно невозможно установить редуктор рядом с двигателем или когда стоит вопрос о более равномерном распределении весовых нагрузок от механизмов на ходовые колеса.

В качестве муфты, установленной на валу барабана, используется стандартная (жесткая компенсирующая) муфта.

Выбор муфт производится по диаметрам соединяемых валов, затем подобранная муфта проверяется по крутящему моменту.

Крутящий момент на валу двигателя, Н∙м:

Крутящий момент на валу барабана Н∙м:

где η Б – КПД барабана, η Б = 0,99;

η р – КПД редуктора, η р = 0,92.

Определяется расчетное значение момента, Н∙м:

где к 1 – коэффициент учитывающий режим работы (легкий режим – 1,1; средний – 1,2; тяжелый – 1,3).

Выбранная муфта должна удовлетворять условию: Т р ≤ Т табл (Т табл - предельно допустимое значение крутящего момента, указанного в справочниках , ).

В большинстве случаев тормоз в механизмах подъема устанавливают на приводном валу, причем тормозной шкив, являющийся одной из полумуфт приводной муфты, должен быть обращен в сторону редуктора. Наибольшее распространение нашли колодочные тормоза: двухколодочные с электромагнитом переменного тока типа ТКТ и с электрогидротолкателями типа ТТ и ТКГ. Тормоза ТКТ конструктивно проще, поэтому их применение предпочтительнее при диаметрах тормозных шкивов до 300 мм и тормозных моментах до 500 Нм. Достоинствами тормозов ТТ и ТКГ являются плавность срабатывания и возможность осуществления больших тормозных моментов. При использовании постоянного тока применяются тормоза типа ТКП.

Определяется тормозной момент, Н∙м:

Выбор тормоза осуществляется по тормозному моменту:

где β – коэффициент запаса торможения (легкий режим – 1,5; средний режим – 1,75; тяжелый режим – 2).

По полученной величине тормозного момента и режима работы подбирается стандартный тормоз , , выбрав тормоз, необходимо проверить, чтобы диаметр тормозного шкива тормоза совпал с диаметром тормозной муфты.