Кран мостовой механизм подъёма груза (стр. 4 )

8.  ВЫБОР МУФТЫ

Для соединения валов электродвигателя и быстроходного вала редуктора, для механизмов

подъёма груза применяются втулочно-пальцевые муфты с тормозным шкивом.

Муфту выбирают, табл.9 по условию:

, (18)

где: - максимальный момент муфты, нМ, табл.9;

- максимальный момент электродвигателя, нМ, Приложение 2, табл.1 и по посадочному диаметру быстроходного вала редуктора.

Таблица 9

ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ВТУЛОЧНО-ПАЛЬЦЕВЫХ МУФТ С ТОРМОЗНЫМИ ШКИВАМИ [2], [5]

, мм		D1	l2	d1	JM	Масса
мм	нм	мм	мм	мм	кг. м2	кг
160	350	100	80	40	0.06	20
200	500	140	95	50	0.125	25
300	800	190	140	60	0.6	60
300	2500	190	140	70	0.9	90
400	5500	250	150	70	2.25	125
500	7000	290	200	80	5.0	175
600	12500	400	245	100	10.5	260
Примечание: размеры l и d относятся к концу вала электродвигателя; размеры l1 и d1 относятся к концу вала редуктора.

9.  ВЫБОР ТОРМОЗА

Основными тормозными устройствами для крановых механизмов являются колодочные тормоза, которые выбирают по диаметру тормозной полумуфты DT, Приложение 4. Тормозной момент механизма согласно правилам Гостехнадзора при условии надежного удержания груза номинальной массы в подвешенном состоянии с определенным запасом торможения:

, (19)

где: - тормозной момент тормоза, НМ, Приложение 4;

- коэффициент запаса торможения в зависимости от режима работы механизма:

при легком режиме =1.5;

при среднем режиме =1.75;

при тяжелом режиме =2;

при весьма тяжелом режиме =2.5;

- момент статического сопротивления на тормозном валу при торможении, НМ:

.

Выбранный тормоз следует проверить по времени торможения (см. п.12).

10.  ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО ВРЕМЕНИ ПУСКА

Допускаемое время пуска для механизмов подъёма должно находиться в пределах 0.5...2.0 с [3]. Выбранный электродвигатель должен развивать пусковой момент, который обеспечивает движение груза с заданной скоростью. В период пуска, кроме статического момента, электродвигатель преодолевает также инерцию груза вращающихся частей [1], [3], [6]. Согласно принципу Даламбера уравнение моментов, приведенных к валу электродвигателя, имеет вид

, (20)

где: – пусковой момент на валу электродвигателя Н·м

- статистический момент от груза при подъеме, Н. М;

- момент от сил инерции вращающихся элементов привоза, Н. М;

- статический момент от сил инерции груза, НМ.

, (21)

где: - максимальный момент электродвигателя, Н. М, Приложение 2, табл.1;

- статический момент, Н. М:

, (22)

, (23)

где: - момент инерции якоря электродвигателя, кг. м2, Приложение 2, табл.1;

- момент инерции муфты, кг. м2, табл.9.

, (24)

Подставив уравнения (21), (22), (23), (24) в выражение (20), решив относительно времени пуска , c, получим:

, (25)

При необходимости увеличения необходимо выбрать электродвигатель меньшей мощности или предусмотреть устройство плавного пуска, а при уменьшении - большей мощности.

11.  ПРОВЕРКА ТОРМОЗА ПО ВРЕМЕНИ ТОРМОЖЕНИЯ

Допустимое время торможения , с, зависит от типа тормоза, Приложение 4.

Время торможения механизма подъёма при условии, что груз находится в середине пролета крана при его опускании определяют:

, (26)

где: - момент инерции механизма подъёма крана при торможении, кг. м2:

;

- номинальное значение угловой скорости, 1/с:

;

- тормозной момент тормоза, НМ, Приложение 4;

- статический момент сопротивления при опускании груза на валу электродвигателя при торможении, Нм:

Если время торможения , то следует уменьшить натяжение пружины; если время торможения следует выбрать новый тормоз с более высоким тормозным моментом.

12.  УКАЗАНИЕ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ

12.1  Общие указания для компоновки

При использовании схемы компоновки механизма подъёма, рис.1 особое внимание следует обратить: на межосевое расстояние редуктора , Приложение 3, которое должно быть больше, чем

;

где: - размер электродвигателя, Приложение 2.

При невыполнении этого условия следует перейти или на другую схему механизма подъёма [1], [2], [5], [6] или выбрать редуктор с большим значением .

12.2  Конструкция крюковой подвески

В крюковых кранах общего назначения [2], [5] применяются две принципиальные схемы подвесок, рис.4: с верхним расположением блоков - рис. 4а и с нижним - рис 4б.

Рис.4. Схемы подвески: а) с верхним расположением блоков; б) с нижним расположением блоков.

При второй схеме значительно сокращается подход крюка к барабану, что в ряде случаев имеет существенное значение, однако она может быть применена при четном числе блоков. Если число блоков более четырех,. Подвеска по второй схеме становится более громоздкой. Для схемы с верхним расположением блоков применяют укороченные крюки, а для второй схемы удлиненные см. Приложение 5.

Рис. 5. Стандартная подвеска с верхним расположением блоков.

На рис.5 приведена стандартная подвеска выполненная по первой схеме. Она состоит из поперечины 1 на которой крепится крюк 2, опирающийся на упорный подшипник 3, который позволяет легко поворачивать груз в требуемое положение, не вызывая перекручивания грузовых канатов полиспаста. на переднюю часть крюка навинчивается гайка 4, которая стопорится на нем. Блоки полиспаста 5 вращаются на оси, которая с поперечиной соединена щеками 6. По правилам Госгортехнадзора для безопасной работы блоки закрыты специальными сварными кожухами 7.

12.3  Проверочный расчет поперечины подвески

В качестве материала поперечины принимают сталь 45, с , МПа

Рис.6. Расчетная схема поперечины.

Напряжения изгиба поперечины, , МПа, рис.6:

(27)

где: М - изгибающий момент в опасном сечении, Нмм:

:

W - осевой момент в опасном сечении, мм3:

,

- длина поперечины, см. Приложение 6, рис.5;

, h - размеры сечения поперечины, см. рис.6;

- допускаемые напряжения при изгибе:

,

- запас прочности поперечины.

Рис.7. Сечение поперечины.

Предварительные размеры сечения поперечины, рис.7, принимают исходя из конструктивных особенностей. Ширину поперечины В, мм, выбирают из возможности установки кольца опорного подшипника

, (28)

где: - наружный диаметр упорного подшипника, найденный в Приложении 7.

Для прохода шейки крюка в поперечнике предусмотрено отверстие диаметром d0, мм:

, (29)

где: - диаметр крюка, Приложение 5.

Необходимая высота поперечины Н, мм:

, (30)

окончательная величина Н, проставляемая на чертеже, округляется до ближайшего большего стандартного значения из ряда п.5.

Фактический запас прочности в рассматриваемом сечении с учетом масштабного коэффициента:

, (31)

где: - напряжение изгиба, МПа: ,

- масштабный коэффициент определяют по табл.10;

- допустимый запас.

Таблица 10

ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА , УЧИТЫВАЮЩИЙ РАЗМЕРЫ ДЕТАЛИ В ОПАСНОМ СЕЧЕНИИ

Материал	Размеры сечения, мм
	15	20	30	40	50	70	100	150
Углеродистая сталь	0,95	0,92	0,88	0,85	0,81	0,76	0,70	0,65

Если условие не выполняется, то следует увеличить размер Н или выбрать другую марку материала.

Приложение 1

МЕХАНИЗМ ПОДЪЁМА ГРУЗА

Вариант		H		Режим
	Т	М	М/МИН	-
1		16	5	Т
2		4	10	С
3	50	14	16	С
4		14	18	Л
5		12	20	Л
6		20	10	Т
7	40	18	14	С
8		16	22	Л
9		22	15	Т
10	32	16	18	Л
11		14	25	С
12		18	18	Т
13	12.5	16	22	Л
14		20	30	С
15		14	15	ВТ
16	8	16	25	Т
17		18	30	С
18		24	45	Л
19		12	28	ВТ
20	5	16	32	Т
21		18	38	С
22		24	45	Л
23		14	24	ВТ
24	3.2	16	36	Т
25		18	42	С
26		20	48	Л

Приложение 2