Реферат на тему: Выбор канатов. Выбор двигателя. Выбор редуктора. Выбор тормозов

Введение

В данном курсовом проекте требуется спроектировать грейферную лебедку с независимыми фрикционами (кинематическая схема представлена на рис.1.), для стрелового крана грузоподъемностью 16 тонн с высотой подъема груза 30 метров со скоростью 45 м/мин при ПВХ 60% и группой режима механизма 6М.

Рис. 1. Кинематическая схема грейферной лебедки с независимыми фрикционами.

Грейферные лебедки предназначены для управления двыхканатными (четырехканатными) грейферами. Они должны удовлетворять общим требованиям к специальным лебедкам. Особые требования к грейферным двухбарабанным лебедкам сводится к следующему:

лебедка должна обеспечивать все сочетания вращений замыкающего и поддерживающего барабанов, необходимые для выполнения рабочих операций при черпании, подъеме, спуске и раскрытия на весу для любого типа двухканатного грейфера;

необходимо иметь автоматический переход от черпания к подъему, это особенно важно для условий, когда крановщику не видно место взятия груза.

Одномоторная лебедка (см. рис.1.) имеет один электродвигатель, который через редуктор Р1 связан с замыкающим барабаном. Поддерживающий барабан свободно установлен на валу и соединяется с двигателем через зубчатые муфты, редуктор Р2 и фрикционные муфты.

Рассмотрим работу лебедки по стадиям работы грейфера.

Черпание.

При черпании замыкающий барабан вращается на подъем. Тормозы Т1 и Т2 отключены. Многодисковая фрикционная муфта УМ отключена. Вращение поддерживающему барабану сообщается через фрикцион Ф, который обеспечивает работу лебедки при черпании и подъеме, создавая ограниченно малое усилие в поддерживающем канате.

Подъем груженого грейфера.

После закрытия челюстей грейфера происходит отрыв грейфера от материала и его подъем на замыкающих канатах. Поддерживающий барабан увлекается во вращение на подъем аналогично случаю при черпании. Его частота вращения, задаваемая фрикционом Ф, будет соответствовать скорости подъема грейфера на замыкающих канатах.

Раскрытие грейфера на весу.

Для раскрытия грейфера на весу нужно затормозить поддерживающий барабан, а замыкающий барабан вращать на спуск. Для остановки поддерживающего барабана включается тормоз Т2.

Спуск (подъем) груженого грейфера.

Для перехода к вертикальному перемещению раскрытого грейфера нужно включить фрикционную муфту УМ, а затем отключить тормоз Т2.

1. Выбор канатов и полиспаста

Так как по условию грузоподъемность крана 16 тонн, а применение полиспастов кратностью более 1 на грейферах практически невозможно, то будем использовать сдвоенный полиспаст (для уменьшения усилий в канатах) кратностью 1.

Расчет и выбор канатов для одномоторной грейферной лебедки производят по усилиям при подъеме груженого грейфера только для замыкающего каната. Поддерживающий канат принимаем такой же, как и замыкающий канат.

Канат выбираем по разрывному усилию:

где S - статическое усилие в месте набега каната на барабан; n - коэффициент запаса; по [1, с.5] .

Статическое усилие в месте набега каната на барабан для четырехканатного грейфера определяется по формуле [2, с.26]:

где Q - грузоподъемность, Н; G - вес грейфера, Н; КПД всех направляющих блоков, . Для грейферных кранов соответствует номинальной грузоподъемности.

Подставляя значение в выражение (1.1) и (1.2), получим:

По [4, с.246] выбираем канат ЛК-О 6*19. Диаметр каната . Канат-Г-1-Н-1666 ГОСТ3077-80

Тогда согласно [1, с.4] диаметры блоков и барабанов будут определяться по формулам:

где h1 и h2 -коэффициенты выбора диаметров барабана и блоков, по [1, с.5] . Подставляя значения в выражение (1.3), получим:

2. Выбор двигателя

Мощность двигателя определяют как мощность, необходимую для подъема веса Q+G грейфера с заданной скоростью [2, с.23]:

где (Q+G) - номинальная грузоподъемность крана, Н; V - скорость подъема, м/с; общий КПД при подъеме груженого грейфера с учетом потерь в лебедке и направляющих блоках.

Согласно [4, с.395] общий КПД определяется по формуле:

где КПД полиспаста; КПД направляющих блоков, ; КПД барабанов, ; КПД узлов лебедки между двигателем и барабанами, где КПД зубчатой муфты, ; КПД упругой муфты, ; КПД фрикционной муфты, ; КПД зубчатой передачи, ; КПД редуктора, .

Подставляя значения в выражение (2.2) и (2.1), получим:

Выбираем двигатель МТН 713-10 мощностью 150 кВт.

Характеристики двигателей:

частота вращения

максимальный момент

момент инерции

масса .

3. Выбор редуктора

Частота вращения барабана определяется по формуле [4, с.395]:

где m -кратность полиспаста; V -скорость подъема, м/с; dК - диаметр каната, м; DБ - диаметр барабана, м. Подставляя значение в выражение (3.1), получим:

Передаточное отношение редуктора определяется по формуле:

Из стандартного ряда принимаем передаточное отношение u=50. При этом получим скорость вращения барабана: , разница составит 4,7%. Редуктор выбираем по моменту на тихоходном валу, который определяется по формуле:

Подставляя значения в выражение (3.2), получим:

Выбираем цилиндрический горизонтальный двухступенчатый крановый редуктор Ц2-1000, с передаточным отношением 50 и моментом на тихоходном валу 122 кН*м.

4. Выбор тормозов

Тормоз Т1 (см. рис.1) в цепи замыкающего барабана рассчитывается от веса груженого грейфера, приведенного к валу тормоза при нормативном коэффициенте запаса торможения [4, с.401] кТ=1,25,:

Тормозной момент будет определяться по следующей формуле:

Подставив значения в выражение (4.1), получим:

По [4, с.284] выбираем в качестве тормоза Т1 колодочный тормоз с приводом от электрогидравлического толкателя ТКГ -600 с тормозным моментом 5000 Нм.

Тормоз Т2 (см. рис. 1) включаемый при раскрытии грейфера, также можно выбирать по приведенному к валу тормоза моменту от веса груженого грейфера, хотя это несколько больше момента от усилий в поддерживающих канатах при раскрытии грейфера. Запас торможения для тормоза Т2 берется не менее 1,15 [2, с.28]. Тормозной момент определяется по формуле:

Применение колодочного тормоза при таком значении тормозного момента невозможно, поэтому в данной ситуации необходимо применить ленточный тормоз (см. рис 4.1 ).

Рис. 4.1. Схема ленточного тормоза

Тормозной момент простого тормоза (см. рис. 4.1.) определяется по формуле [4. с.291]:

где GП - вес тормозного рычага, Н; GПР - усилие в пружине, Н; μ - коэффициент трения, по [4. с.277] μ=0,2; α - угол обхвата, рад; D - диаметр тормозного шкива, м; а, в, d - плечи действующих усилий, м; η - КПД, η=0,95.

Принимаем следующие длины плеч:

В качестве тормозного рычага выбираем стержень квадратного сечения со стороной 110 мм.

Вес тормозного рычага составляет 66,72 кг в одном метре, следовательно

Выразив из уравнения (4.3) усилие в пружине и подставив значения, получим:

По [7. с.165] выбираем тарельчатые пружины 1-2-3-130*75*6,3*3 ГОСТ 3057-79.

Усилие одной пружины при деформации 0,4f составляет 28155 Н, при деформации 0,6f составляет 40515. Для деформации пружины на 3,6 мм (т.к. необходимо обеспечить зазор между тормозной лентой и тормозным шкивом в 1,5 мм, а при выбранных размерах рычага перемещение пружины должно составлять 3,6 мм), поэтому следует поставить 6 блоков, см. рис 4.2.

Рис. 4.2. Схема установки пружин.

Для обеспечения работы тормоза необходимо подобрать такие длины звеньев а и в, чтобы обеспечить сжатие пружины не менее чем на 3,6 мм. Для этого нужно приложить усилие (см. рис. 4.3)

Рис. 4.3 Схема установки электрогидравлических толкателей.

грейферный лебедка тормозной фрикцион

Для обеспечения усилия сжатия пружины воспользуемся двумя электрогидравлическими толкателями (Т-160Б, номинальное усилие 1600 Н, ход штока 140 мм.) при этом каждый из цилиндров должен передать усилие Р1 = GП /2=40515 Н. Для определения отношения длин рассмотрим сумму моментов относительно шарнира:

Для обеспечения усилия достаточно, чтобы а = 0,04в. Примем а = 25 мм, в = 650 мм.

Необходимо произвести проверку по перемещению, для этого воспользуемся подобием треугольников OAB и OCD (см. рис. 4.4)

Рис. 4.4. Схема перемещения приводного рычага.

Отсюда видно, что выбранные параметры обеспечивают необходимое перемещение и усилие.

Оглавление

- Введение

- Выбор канатов

- Выбор двигателя

- Выбор редуктора

- Выбор тормозов

- Выбор фрикционов

- Определение длины барабана

- Выбор муфт

- Определение времен разгона и торможения механизма подъема

- Проверочные расчеты

- Расчет подшипников

- Расчет вала

- Расчет шлицевого соединения

- Расчет болтового соединения

- Расчет сечений рычагов Выводы

- Список литературы

Список литературы

1. Специальные грузоподъемные машины: Метод. указания по курсовому проектированию/ Сост. Д.Е. Бортяков, А.Н. Орлов: СПб. Гос. Тех. ун-т. СПб, 1995. 28 с.

. Грейферные лебедки: Метод. указания к курсовому проекту по курсу "Специальные краны"/ Сост. Н.А. Баранов, Л.Г. Серлин: СПб, 1983

. Справочник по кранам: в 2 т. Т. 1/ под редакцией М.М. Гохберга.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. -536 с., ил.

. Справочник по кранам: в 2 т. Т.2/ под редакцией М.М. Гохберга.-Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. -559 с., ил.

. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя ". В 3х т. Т. 1. -6е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1982. -736 с., ил.

. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя ". В 3х т. Т. 2. -5е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1979. -559 с., ил.

. Анурьев В.И. "Справочник конструктора-машиностроителя ". В 3х т. Т. 3. -5е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1979. -559 с., ил.

. Справочник по муфтам/ Под. ред. В.С. Полякова. 2-е изд., испр. и доп. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. -344 с., ил.

. Кузьмин А.В., Марон Ф.Л. "Справочник по расчетам механизмов подъемно -транспортных машин" -2е изд., перераб. И доп. -Мн.: Выш. шк., 1983 -350 с., ил.