- •Судовые подъемно-транспортные механизмы методические указания
- •Введение
- •Лабораторно-практическое занятие № 1
- •Лабораторно-практическое занятие № 2 Изучение и расчет тяговых органов грузоподъемных машин
- •Лабораторно-практическое занятие № 3
- •Лабораторно-практическое занятие № 4 Изучение конструкции тормозного оборудования, его расчет и правила подбора
- •Лабораторно-практическое занятие №5
- •Лабораторно-практическое занятие № 6
- •Лабораторно-практическое занятие №7
- •Лабораторно-практическое занятие № 8
- •Список литературы
Лабораторно-практическое занятие №5
Изучение работы, расчет и подбор привода грузоподъемной машины.
Под приводом понимается система, состоящая из двигателя аппаратуры управления двигателем и промежуточной передачи от двигателя к рабочему механизму.
Привод можно разделить на силовой, при помощи которого приводятся в движение рабочие органы машины, и привод управления, осуществляющий управление двигателями, тормозами муфтами и т.п.
По виду энергии, используемой для создания движущего момента или усилия, привод разделяется на ручной, электрический, пневматический, привод от ДВС, паровой привод. Кроме того, в грузоподъемных машинах часто используется комбинированный, привод — электрогидравлический, электропневматический, дизель-электрический.
Выбор типа привода производится на основе учета особенностей, как самого привода, так и конкретной грузоподъемной машины.
Рис. 8 схема механизма подъема
Различные механизмы грузоподъемных машин бывают с ручным и машинным приводом, который независимо от конструктивных форм выполнения, например механизм подъема (рис. 8) состоит из двигателя 1 или приспособления для ручного привода, тормоза 2, зубчатой (червячной или иной) передачи 3 между ведущим валом и ведомым валом барабана 4 или звездочки для навивания гибкого элемента 5, неподвижного отклоняющего блока 6, подвижного блока с обоймой 7, а также грузозахватного устройства 8.
Наибольшее распространение получил машинный привод с индивидуальным электродвигателем, т.е. механизм подъема, состоящий из лебедки с машинным приводом и полиспаста с грузозахватным устройством.
Ручной привод осуществляется с помощью рукоятки, тяговых колес, ваг и трещоток. При расчете ручного привода определяют; необходимое передаточное число между валом рукоятки или тягового колеса и выходным валом приводимого механизма; скорость вращения выходного вала или движения исполнительного механизма.
Передаточное число приводного механизма, необходимое для осуществления ручного привода,
(5.1)
где – момент на выходном валу (например, если с этим валом связан барабан диаметром D для подъема груза, сила тяжести которого равна , кратность полиспаста m его к.п.д. , то
(5.2)
- момент на валу рукоятки или тягового колеса ( );
Р - расчетное усилие рабочих
( ); (5.3)
- усилие одного рабочего;
-число рабочих;
коэффициент, учитывающий неодновременность приложения усилий рабочими; ( два человека, четыре)
R—радиус рукоятки или тягового колеса;
к.п.д. механизма (передачи),
Расчетные зависимости являются одинаковыми для всех типов механизмов.
Момент развиваемый рабочими будет
(5.4)
Момент сопротивления на валу барабана от груза:
(5.5)
где натяжение тягового органа на барабане (принимается равным Q)
При расчете ручного привода следует учитывать, что в зависимости от продолжительности работы усилие, развиваемое рабочим, и скорость его движения изменяются. Усилие Р следует принимать в пределах Р = 80-300 Н в зависимости от продолжительности работы.
При весьма кратковременной работе (рывок) = 300 – на рукоятке и 800 Н — на тяговой цепи.
Таблица 10. Усилия развиваемые на механизмах привода
Работа |
|
||
На рукоятке |
На тяговой цепи |
На рычаге |
|
Длительная |
120 |
200 |
- |
Кратковременная до 5мин. |
200 |
400 |
400 |
На валу устанавливают одну или две рукоятки с плечом (радиусом) R=200—400 мм: длина ручки рукоятки 300— 350 мм для одного рабочего, 410—500 мм — для двух рабочих высота вала рукоятки от уровня пола 900-1100 мм; от середины ручки рукоятки стенной лебедки до стены не менее 500 мм. Две рукоятки на одном валу устанавливают под углом 90—120º. На валу с двумя рукоятками одновременно могут работать до четырех человек. Радиус тягового колеса R=100—500 мм, тяговая цепь обычно сварная, диаметр цепной стали d=5—6 мм. Расстояние от уровня пола до свисающей с колеса петли цепи должно быть 600—800 мм. На тяговом колесе (цепи) одновременно могут работать не более трех человек. Коэффициент неодновременности принимается равным 0,8; 0,75 и 0,7 соответственно для двух, трех и четырех рабочих.
Две рукоятки на одном валу располагают под углом 120°. Плечи приводных рукояток принимаются в пределах 200 – 250 мм. Радиус тягового колеса - 100÷500 мм. Проверка элементов ручного привода на прочность производится на усилие, равное весу человека (80кг).
Число оборотов выходного вала:
об/мин (5.6)
где — число оборотов в минуту рукоятки (тягового колеса),
- расчетная скорость движения руки рабочего; на рукоятке эта скорость не должна превышать 1 м/с
Зная число оборотов в минуту приводного вала можно определить скорость движения исполнительного механизма; например, скорость подъема груза
м/мин (5.7)
а )
Рис.9. Схемы механизмов с ручным приводом
а - механизмы подъема; б - механизм передвижения; в - механизм поворота.
Скорость подъема груза в механизме подъема с ручным, приводом определяется из условия равенства работ, совершаемых рабочим и грузом:
, м/мин (5.7)
где - скорость подъема груза, м/мин;
- скорость руки рабочего, м/мин
Время подъема груза Q на высоту h определяется из уравнения равномерного движения:
(5.8)
Предварительный выбор двигателя для машинного привода осуществляется по следующим зависимостям. При у становившемся движении статический момент на валу двигателя, Н·м
или (5.9)
где – диаметр барабана, м;
m – кратность полиспаста;
передатбчное отношение механизма;
,
где - число оборотов барабана, об/мин
,
где
- скорость вращения барабана, м/мин
m − число полиспастов
— к.п.д. механизма;
максимальное натяжение каната на барабане, Н;
- число канатов, навиваемых на барабан.
Мощность двигателя (кВт) при установившемся движении
(5.10)
где – масса поднимаемого груза, Н; скорость подъема груза, м/с
Расчет усилий, которые необходимо приложить к барабану лебедки играет важную роль при дальнейшем выборе типа привода и способа его работы, решая задачу студент должен научиться делать силовой расчет любого типа двигателя.
Задача №11
Выполнить силовой расчет ручного привода, если известно, что груз поднимают Р рабочих с помощью лебедки, у которой а канатов и m кратность полиспаста. Кроме того, известна высота подъема груза h, и диаметр барабана лебедки .
№ п/п |
Величина |
№ варианта |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||
1 |
кг |
30 |
45 |
60 |
75 |
80 |
105 |
120 |
135 |
140 |
150 |
160 |
170 |
175 |
190 |
200 |
2 |
Р, един. |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
3 |
а, шт |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
4 |
m, шт |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
5 |
, м |
15 |
14,5 |
14 |
13,5 |
13 |
12,5 |
12 |
11,5 |
11 |
10,5 |
10 |
9,5 |
9,0 |
8,5 |
8,0 |
6 |
|
400 |
375 |
350 |
325 |
300 |
275 |
250 |
225 |
200 |
175 |
150 |
200 |
250 |
275 |
300 |
Задача №12
Выполнить предварительно выбор электродвигателя, используя данные, полученные при решении задачи №9