- •Курсовая работа
- •1 Исходные данныедля проектировочного расчета лебедки
- •2 Расчет и выбор стального каната
- •3 Расчет и выбор блоков полиспаста и отклоняющих блоков
- •4 Определение основных размеров барабана лебедки
- •5 Проверка прочности цилиндрической обечайки барабана лебедки на сжатие
- •6 Расчет цилиндрической стенки обечайки при совместном действии изгиба и кручения
- •7 Определение толщины реборд барабана и выступающей части
- •8 Расчет беззазорного болтового соединения обечайки и ступицы барабана
- •9 Диаметр окружности вершин реборд
- •10 Определение толщины торцевых стенок соединения обечайки и ступицы барабана.
- •11 Габаритная расчетная и конструктивная длины барабана
- •12 Расчет диаметра цапфы оси вращения барабана лебедки в опасном сечении
- •13 Расчетная линейная скорость тянущей ветви каната и соответствующая ей частота вращения барабана
- •14 Мощность статического сопротивления на валу барабана лебедки
- •15 Определение кпд механизма лебедки
- •16 Расчет мощности и выбор электродвигателя
- •17 Расчет и выбор редуктора
- •18 Расчет и выбор тормоза колодочного, гидравлического
- •19 Расчет и выбор опорных подшипников оси вращения барабана лебедки
17 Расчет и выбор редуктора
17.1 Определяем необходимое расчетное передаточное число редуктора
Uрред. = nсэл.дв. / nср., (17.1)
где nсэл.дв., nср. - частоты вращения, мин-1.
Uрред. = 1500 / 32.03 = 46.83
17.2 Необходимый расчетный момент статического сопротивления (Нм) на тихоходном вале редуктора определяем по мощности его статического сопротивления и частоте вращения nср.
Мнт.в. = [(30 / π) × Nб.л. / ncр] / ηб.л., (17.2)
где Nб.л.- мощность, Вт; nср.- частота вращения, мин -1.
Мнт.в. = [(30 / π) × 19237.7 / 32.03] / 0.95 = 6037.56
17.3 Типоразмер и технические характеристики двухступенчатого цилиндрического редуктора выбираем из таблицы Б.2 [10], ДСТУ, либо справочника или технического паспорта с допустимым вращающим моментом на тихоходном вале и передаточным числом редуктора ближайшим большим к расчетным, соответственно. При этом необходимо учитывать частоту вращения быстроходного вала электродвигателя и режим работы лебедки (редуктора).
Типоразмер - 1Ц2У-315-Н
17.4 Для выбранного типоразмера редуктора из табл. Б.2 [10] выписываем величину номинального (допускаемого) вращающего момента Мдт.в. на тихоходном вале редуктора, соответствующего режиму работы лебедки (редуктора), Нм
Мдт.в. = 10000
17.5 Для выбранного типоразмера редуктора из приложения табл. Б.2 [10] выписываем величину допускаемой радиальной консольной нагрузки Кн на тихоходном вале редуктора, Н
Кн = 30000
17.6. Для выбранного типоразмера редуктора из табл. Б.2 [10] выписываем действительное передаточное число редуктора Uред., ближайшее большее к расчетному, Н
Uред. = 50
17.7 Действительная мощность на тихоходном вале редуктора, развиваемая электродвигателем на номинальном установившемся режиме, Вт
Nт.в. = Nэл. дв. × ηред. × ηт, (17.3)
где Nэл. дв., Вт.
Nт.в.. = 22000 × 0.96 × 0.99 = 20909
17.8 Действительная частота вращения тихоходного вала редуктора, развиваемая электродвигателем на номинальном установившемся режиме, мин -1
nдт.в. = nАэл.дв. / Uред., (17.4)
где nАэл.дв., мин-1.
nдт.в. = 1450/ 50 = 29
17.9 Действительный вращающий момент (Нм), на тихоходном вале редуктора, развиваемый электродвигателем на номинальном установившемся режиме, определяемый для заданного режима работы лебедки с номинальным грузом.
Мэл.двт.в. = (Nт.в. × 30) / (π × nдт.в.),
где Nт.в. - мощность, Вт;
nДт.в. - частота вращения, мин-1.
Мэл.двт.в. = (20909 × 30) / (π ×29) = 6885
Следует учитывать, что этот момент меньше пускового, включающего как момент статического сопротивления, так и моменты инерции вращающихся и движущихся поступательно масс грузоподъемного механизма и поднимаемого груза.
17.10 Отклонение действительного номинального вращающего момента Мэл.дв.т.в, развиваемого электродвигателем на тихоходном вале редуктора, от необходимого момента статического сопротивления Мнт.в на этом вале, %.
Од.н. = (Мэл.дв.т.в. - Мнт.в.) / Мнт.в. × 100,
где Мэл.дв.т.в., Мнт.в. - моменты, Нм.
Од.н. =(6885 - 6037.56) / 6037.56× 100 = 14
17.11 Отклонение номинального (допускаемого) вращающего момента Мдт.в на тихоходном вале редуктора по паспорту от необходимого момента статического сопротивления Мнт.в на этом вале %.
Оп.н. = (Мдт.в. - Мнт.в.) / Мнт.в. × 100, (17.5)
где Мдт.в., Мнт.в. - моменты, Нм
Оп.н. = (10000 - 6037.56) / 6037.56× 100 = 66
17.12 Действительная (расчетная), радиальная консольная нагрузка Кф на тихоходном вале редуктора (при условии отсутствия второй подшипниковой опоры барабана лебедки) принимается равной тяговому усилию Рл, Н
Кф = Рл = 23750.2
17.13 Отклонение фактической (действительной) радиальной консольной нагрузки Кф на тихоходном вале редуктора от допускаемой консольной нагрузки Кн, %
Ок = (Кф – Кн) / Кн × 100, (17.6)
где Кф, Кн - нагрузки, Н.
Ок = (23750.2 – 30000) / 30000 × 100 = -20.8
17.14 Обозначения габаритных и присоединительных размеров (мм) редуктора показаны на рис. 17.1.
Для выбранного типоразмера редуктора из таблицы Б.2 [10] выписываем численные значения габаритных и присоединительных размеров, мм:
- межосевое расстояние тихоходной ступени Аwт = 315;
- межосевое расстояние быстроходной ступени Аwб = 200;
- габаритная ширина корпуса редуктора В = 340;
- габаритная высота корпуса редуктора Н =685;
- расстояние от опорной плоскости корпуса до осей вращения валов Н1 =335;
- габаритная длина корпуса редуктора L =1045;
- расст. от левого торца корпуса до оси вращения тихоходного вала L3 =360;
- расст. консольного вылета быстроход. вала от плоскости симметрии L4 =300;
- расст. консольного вылета тихохоход. вала от плоскости симметрии L5 =420.
Рисунок 17.1 - Габаритные и присоединительные размеры двухступенчатого цилиндрического редуктора общемашиностроительного назначения
17.15 Вычерчиваем на листе формата А4 эскиз кинематической схемы лебедки (без полиспаста и отклоняющих блоков). В зависимости от результатов расчета возможны три компоновочные решения механизмов лебедки (рис. 17.2, а, б, с).
а) б) с)
Рисунок 17.2 - Схемы компоновки механизмов лебедки с 2-х ступенчатым редуктором а-двигатель и барабан лебедки на 2-х опорах установлены по одну сторону от редуктора, б-барабан лебедки установлен консольно без второй опоры по одну сторону от редуктора, с- двигатель и барабан лебедки установлены по разные стороны от редуктора.
17.16 Определяем межосевое расстояние между быстроходным и тихоходным валами редуктора, мм.
А = Аwт + Аwб = 315 + 200 = 515
17.17 Определяем сумму радиусов (мм) вершин реборды барабана лебедки и корпуса электродвигателя, плюс воздушный зазор Zv между ними (рис.17.2, а). Воздушный зазор обычно принимается равным 100 мм.
Sr = (D р. + d30) / 2 + Zv, (17.7)
где Dр., d30 - диаметры, мм;
Zv - воздушный зазор, мм.
Sr = (590+ 375) / 2 + 100 = 582.5
17.18 Устанавливаем возможность монтажа барабана лебедки и электродвигателя по одну сторону от боковой стенки редуктора.
Установка по одну сторону возможна если А ≥ Sr..
А = 515;
Sr. = 582.5.
На основании полученных расчетных данных пп.17.16, 17.17 и приведенных на рис. 17.2 возможных компоновочных решений выбираем рациональную компоновочную схему.
17.19 Определяем отношение конструктивной габаритной длины ℓкб.л барабана лебедки к ее диаметру Dб.л. (рис.4.2).
Од = ℓкб.л / Dб.л., (17.8)
где ℓкб.л - конструктивная длина барабана, мм;
D б.л - диаметр, мм.
Од = 1359.2 / 450 = 3.1
17.20 Действительная скорость VQ.д. (м/с) вертикального подъема груза грузовым крюком полиспаста на номинальном режиме работы, рассчитываемая по действительной (фактической) частоте вращения nд т.в. барабана лебедки при навивке тяговой ветви стального каната на условный средний диаметр барабана.
VQ.д. = π × nдт.в.× 0.5 × Dср. /103/ (30 × m), (17.9)
где nдт.в. - частота вращения барабана, мин-1;
Dср - диаметр, мм.
VQ.д. = π × 29× 0.5× 483 /103/ (30 × 3) = 0.244
17.21 Отклонение действительной (фактической) скорости вертикального подъема груза VQ.д от заданной в исходных данных скорости подъема VQ, %
Оv = (VQ.д. - VQ) / VQ × 100 (17.10)
Оv = (0.244- 0.27) / 0.27 × 100 = -9