2 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Для подъема груза с постоянной скоростью необходимая статическая мощность определяется по формуле, кВт:

,                                                       (1)

где - вес поднимаемого груза, кН;

=0,05 - вес грузозахватного устройства;

 - общий КПД механизма:

_,                                                                                                  (2)

где  - КПД редуктора;

n – число степеней редуктора;

 - КПД барабана;

 - КПД полиспаста:

.                                                         (3)

Для применения формулы (3) положим, что КПД канатных блоков ; как установили ниже, кратность полиспаста.

Тогда формула (3) даст

Общий КПД равен

.

Необходимая для подъема груза статистическая мощность равна

 Вт.

Выбираем электродвигатель крановой серии MTKF 112-6 со следующими характеристиками:

1)    мощность на валу Р_д=9 кВт;

2)    частота вращения n_д=840 мин^-1;

3)    диаметр выходного конца вала d=40 мм.

Необходимое разрывное усилие в канате F_p, кН:

F_p³S_бК_з,                                                              (5)

где S_б - усилие в набегающем на барабан канате, кН:

.                                                    (4)

Подставим исходные значения в формулу (4):

 кН;

F_p=14,65×5=73,24 кН.

Диаметр каната выбирается в зависимости от разрывного усилия F_p. Выбираем канат двойной свивки типа ЛК-3 конструкции 6х25 (1+6+6+12)+1о.с. по ГОСТ 7665 (диаметр каната d_к=8,1 мм; допускаемое разрывное усилие не менее 31900 Н; маркировочная группа – 1568 МПа).

Диаметр барабана лебедки D, мм:

D³d_ке,                                                                       (6)

где с – коэффициент, значение которого зависит от типа подъемного устройства и режима работы механизма подъема груза.

D = 8,1×16 =129,6 мм » 130 мм.

Частота вращения вала барабана лебедки n_б, об/мин:

n_б=;                                                                     (7)

n_б=мин ^-1.

Общее передаточное отношение редуктора i:

i=;                                                                       (8)

i==17,14»18.

Далее, по результатам расчетов выбираем редуктор цилиндрический горизонтальный двухступенчатый типа РЦ1-150А (передаточное число – 5,6; частота вращения быстроходного вала – 1000 мин ^-1; мощность на быстроходном валу – 17,3кВт).

Частота вращения ведомого вала:

n_т=;                                                                     (9)

n_т==150 об/мин.

Вращающие моменты на валах

Вращающий момент на ведущем валу редуктора:

 ,                                                           (10)

где  - частота вращения 1-го вала, рад/с:

;                                                              (11)

=87,96 рад/с;

=102,3 Нм;

Вращающий момент на ведомом вале Т₂ определяется по формуле:

Т₂=Т₁×i×h_р;                                                               (12)

Т₂=102,3×5,6×0,95=544,28 Нм.

3 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ШПОНОК

3.1 Для соединения валов с деталями, передающими вращение, применяют главным образом призматические шпонки. Размеры сечения призматической шпонки выбираются в зависимости от диаметра вала. Длину шпонки назначают по длине ступицы насаживаемой детали (на 5-10 мм меньше) из ряда стандартных значений.

Проверке подлежит одна шпонка на быстроходном валу - под полумуфтой, другая – под полумуфтой выходного конца вала.

Выбранная шпонка проверяется по напряжениям смятия узких граней. Условие прочности:

,                                         (13)

где Т – вращающий момент, Н×мм;

d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

l_р – рабочая длина шпонки, мм;

h – высота шпонки, мм;

t – глубина шпоночного паза, мм;

=100…120 МПа - допускаемое напряжение смятия при стальной ступице и спокойной нагрузке.

При диаметре вала 40 мм сечение первой шпонки b´h = 12х8 мм; глубина паза t=5 мм, рабочая длина l_р=125 мм.

=13,6 МПа.

 значительно выше

Вторая шпонка имеет те же параметры:

=23 МПа.

Тихоходный вал: диаметр d=85 мм; сечение шпонки 25х14мм; рабочая длина шпонки l_р=125 мм.

=74,1 МПа.

Условие (13) выполняется.

4 ВЫБОР МУФТЫ

В данной работе не предусматривается проектирование муфт для соединения валов, их выбор осуществляется из числа стандартных, с учетом особенностей эксплуатации привода и при необходимости последующей проверки её основных элементов на прочность.

Основной характеристикой для выбора муфты является номинальный вращающий момент Т, установленный стандартом. Муфты выбирают по большему диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту Т_р:

Т_р=Т×К₁×К₂,                                                              (14)

где К₁ – коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма;

К₂ - коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Т_р1=102,3×1,3×1=133 Нм;

Т_р2=555,74×1,3×1=722 Нм.

Между электродвигателем и редуктором выбираем муфту МУВП-6 (момент, передаваемый муфтой, наибольший Т=0,70 кНм, диаметр расточки под вал d= (35¸55) мм, диаметр тормозного шкива D_T=320 мм).

Между редуктором и барабаном лебедки выбираем муфту МУВП по ГОСТ 21424 (номинальный крутящий момент – 1 кНм). 6 ВЫБОР ТОРМОЗА