Задание № 4

Грузоподъемные машины и механизмы.

Постановка задачи: В соответствии со схемой механизма подъема груза грузоподъемной машины (рис.3) в соответствии с вариантом выполнить расчет лебедки, выбрать основные параметры и подобрать комплектующие узлы лебедки. Данные для расчета принять по таблице 22.

Последовательность выполнения задания

1. Вычертить схему запасовки каната согласно варианту.

2. Определить общий коэффициент полезного действия грузоподъемного механизма.

3. Подобрать стальной канат.

4. Определить длину, диаметр и канатоемкость барабана лебедки.

5. Определить необходимую мощность при установившемся движении и выбрать электродвигатель.

6. Подобрать редуктор.

Методика расчета.

В соответствии с вариантом задания вычерчивается схема канатного полиспаста с заданной кратностью.

Общий коэффициент полезного действия грузоподъемного механизма определяется по формуле:

η_общ = η_пол* η_о.б

где η_пол – КПД полиспаста; η_о.б – КПД отклоняющихся блоков.

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

η_б * (1- η_б^z)

η_пол = -------------- ,

ι_пол (1- η_б)

а при сбегании каната с нижнего подвижного блока

1- η_б^z

η_пол = -----------------

(1+ ι_пол) (1- η_б)

где η_б = 0,98 – КПД одного блока; ι_пол – кратность полиспаста; z – число блоков в полиспасте.

В грузоподъемных машинах применяют преимущественно канаты двойной свивки типа ЛК с шестью прядями в поперечном сечении с числом проволок в каждой от 19 до 37. Подбирают канат по допускаемому разрывному усилию:

R = P_k *K , H,

где К – коэффициент запаса прочности каната на разрыв в зависимости от режима работы лебедки (15% - легкий режим – К=5; 25% - средний режим – К=5,5; 40% - тяжелый режим – К=6); Р_к – максимальное рабочее усилие в канате, Н

Максимальное рабочее усилие в канате, навиваемом на барабан при подъеме

9,81*Qрас

Р_к =-------------- , Н

ι_пол* η_общ

где Q_рас = Q - масса поднимаемого груза, кг (для кранов); Q_рас = Q + m_{гр.пл .}(для строительных подъемников); m_гр.пл = 150 кг – масса грузовой платформы.

Необходимый диаметр каната и все его данные на основании расчетного разрывного усилия каната приведены в таблице 18.

В соответствии с исходными данными необходимо выбрать конструктивные размеры барабана лебедки. Барабаны лебедок бывают с гладкой поверхностью или с нарезными канавками для каната.

Рабочая длина барабана определяется:

а) при многослойной навивке

L_б = L_k* t / [π*m(D_б + d_k*m)], м

б) при однослойной навивке

L_б = L_k* t / [π (D_б + d_k)], м,

где L_k – длина каната, навиваемого на барабан, м; t – шаг витков каната (при навивке на гладкий барабан t = d_k), м; m – число слоев навивки каната

Длина каната, навиваемого на барабан:

L_k = ι_пол*H + 2π*(D_б + d_k), м

где Н – заданная высота подъема груза, м

Число слоев навивки каната на барабан

D^’_б - D_б

m = ------------ -2

2d_k

где D^’_б и D_б – диаметры барабанной лебедок (в строительном подъемнике диаметр барабанов лебедки D^’_б = 370 мм, D_б = 230 мм; в строительных кранах - D^’_б =670 мм, D_б = 410 мм).

Канатоемкость барабана лебедки

L = π *L_б* m*(D_б +m*d_k) / d_k, м.

При выборе электродвигателя необходимая мощность его определяется по максимальному рабочему усилию в канате Р_к , скорости навивки каната ν_к=ν_гр*ι_пол и КПД лебедки η_леб

Р_к * ν_к

N_дв = ------------- , кВт