Практична робота № 7

Розрахунок та вибір параметрів лебідки

Зміст роботи: згідно з варіантом накреслити схему поліспаста; визначити загальний ККД підйомного механізма; підібрати стальний канат; визначити довжину, діаметр та канатомісткість барабана лебідки; визначити необхідну потужність при усталеному русі та вибрати електродвигун і редуктор.

Вихідні дані для розрахунку наведені у табл. 7.1.

Методика розрахунку

1.  

Накреслити схему канатного поліспаста відповідно до варіанту завдання

3
 

2
 

1
 

2.   Визначити загальний коефіцієнт корисної дії підйомного механізма

,                                                                        (7.1)

де  - ККД поліспаста;

 - ККД обхідних (відхиляючих) блоків, = 0,97.

Для поліспаста, у якого тягова вітка сходить із верхнього нерухомого блока:

 ,                                                   (7.2)

а при збіганні каната з нижнього рухомого блока

 ,                                               (7.3)

де i - кратність поліспаста;

z - кількість блоків у поліспасті.

 

3.        Підібрати стальний канат. У вантажопідйомних машинах застосовують переважно канати подвійного намотування типу ЛК із шістьма рядами у поперечному січенні та кількістю дротів у кожному 19...37.

Стальний канат підбирають за допустимим розривним зусиллям, Н:

,                                                                            (7.4)

де k - коефіцієнт запасу міцності каната на розрив залежно від режиму роботи лебідки,

при ПВ 15% - легкий режим:    k = 5 ;

при ПВ 25% - середній режим: k = 5,5 ;

при ПВ 40% - важкий режим:  k = 6,0 ;

 - максимальне робоче зусилля в канаті, Н.

Вибирати канат слід із врахуванням середнього тимчасового опору розриву .

Максимальне робоче зусилля в канаті, що намотується на барабан при підйомі:

 ,         ,                                       (7.5)

де Q - маса вантажу, що піднімається, кг (для кранів);

Qроз = Q + mпл , кг (для будівельних підйомників);

mпл - маса вантажної платформи, mпл = 150 кг.

Необхідний діаметр каната та всі його дані на основі розрахункового зусилля каната вибираємо з табл. 7.2.

 

4.     Визначити конструктивні розміри барабана лебідки

Барабани для канатів виконують зварними або литими. Їх поверхня може бути гладкою чи з канавками для каната (рис. 7.2).


Розміри профілю канавок на барабані наведені у табл. 7.3.

Робоча довжина барабана:

а) при багатошаровому намотуванні

,                                                      (7.6)

б) при одношаровому намотуванні

,                                                           (7.7)

де  LK - довжина каната, що намотується на барабан, м;

t - крок витків каната (при намотуванні на гладкий барабан t = d);

m - кількість шарів намотування каната.

Довжина каната, що намотується на барабан:

,                                                 (7.8)

де Н - задана висота піднімання вантажу.

Кількість шарів намотування каната на барабан:

,                                                                 (7.9)

де Dб  , D - діаметри барабанів лебідки, м.

Розрахункова кількість шарів намотування каната на барабан заокруглюється  до більшого цілого числа.

Канатомісткість барабана:

.                                                    (7.10)

Придатність лебідки за канатомісткістю визначають з умови:

5.        Вибір  двигуна. Необхідна потужність двигуна визначається за максимальним робочим зусиллям у канаті PK , швидкістю намотування каната VK =V× i  та ККД лебідки :

.                                                                (7.11)

Вибір двигуна проводиться за обчисленою потужністю із табл. 5.3.

 

6.        Підбір редуктора.

Передатне число редуктора:

,                                                                   (7.12)

де  n - частота обертання вала двигуна, хв-1;

nб - частота обертання барабана, хв-1:

.                                                      (7.13)

Редуктор вибирається за розрахунковим передатним числом та частотою n обертання вала двигуна відповідно до заданого режиму лебідки із табл. 7.4.

 

Обчислені показники звести у таблицю

 

№

Показник

Позначення

Один. вим.

Значення

1

Загальний ККД механізма

h

 

 

2

ККД поліспаста

hп

 

 

3

Максимальне робоче зусилля в канаті

РК

Н

 

4

Робоча довжина барабана

Lб

мм (м)

 

5

Довжина каната

LK

мм (м)

 

6

Кількість шарів намотування

m

 

 

7

Канатомісткість барабана

L

мм (м)

 

8

Потужність двигуна

N

кВт

 

9

Передатне число редуктора

u

 

 

10

Частота обертання барабана

nб

хв-1

 

 

 

Таблиця 7.1.  Вихідні дані до РГР – 7

 

№ варіанта

№ схеми

Машина

Маса вантажу

Q,  кг

Швидкість     підйому  вантажу

V,  м/с

Висота підйому           вантажу

Н,  м

Тривалість включення       ПВ,  %

1

2

Баштовий  кран

2000

1,2

60

25

2

3

-//-

1700

1,2

70

40

3

2

-//-

800

0,9

35

40

4

3

-//-

4500

1,0

60

25

5

4

Козловий  кран

8200

0,17

15

25

6

1

Буд. підйомник

700

0,6

50

40

7

3

Баштовий  кран

5200

0,65

78

25

8

1

Буд. підйомник

750

0,6

35

40

9

2

Баштовий  кран

4600

0,95

63

40

10

3

-//-

4700

0,8

70

40

11

2

-//-

5400

0,75

75

25

12

4

Козловий кран

7300

0,12

22

15

13

2

Баштовий  кран

6850

0,5

55

40

14

2

-//-

4750

0,5

65

40

15

3

-//-

4900

0,7

43

25

16

3

-//-

6000

0,9

50

25

17

2

-//-

3800

0,6

68

40

18

3

-//-

3300

0,5

38

40

19

3

-//-

7900

0,7

58

40

20

2

-//-

3750

0,8

30

25

21

4

Козловий кран

5500

0,14

25

40

22

1

Буд. підйомник

300

0,5

30

40

23

2

Баштовий  кран

4800

0,6

67

25

24

1

Буд. підйомник

500

0,4

45

25

25

3

Баштовий  кран

5300

0,5

67

40

26

4

Козловий кран

4900

0,33

28

25

27

1

Буд. підйомник

420

0,5

20

40

28

1

Баштовий  кран

6650

0,6

60

25

29

2

-//-

5750

1,0

55

40

30

4

Козловий кран

8000

0,12

15

25

31

1

Баштовий  кран

4650

1,0

70

40

32

2

-//-

7300

0,82

63

40

33

1

Буд. підйомник

800

0,5

90

25

 

Примітка.

      Діаметри барабанів лебідки: у будівельному підйомнику D = 230 мм,  Dб = 370 мм; баштовому та козловому кранах D = 410 мм, Dб = 670 мм.

 

Таблиця 7.2. Розривне зусилля R,  H    стальних канатів (ГОСТ 2688-80); канатів подвійного  навивання типу ЛК-Р

 

Діаметр каната, мм

Маса 1 м каната,

кг

 

Тимчасовий  опір  розриву , МПа

 

1370

1570

1770

1960

8,3

0,256

---

34800

38150

41600

9,1

0,305

---

41550

45450

49600

9,9

0,359

---

48850

53450

58350

11,0

0,462

---

62850

68800

75100

12,0

0,527

---

71750

78550

85750

13,0

0,597

71050

81250

89000

97000

14,0

0,728

86700

98950

108000

118000

15,0

0,804

100000

114500

125500

137000

16,5

1,025

121500

139000

152000

166000

18,0

1,220

145000

166000

181500

198000

19,5

1,405

167000

191000

209000

228000

21,0

1,635

194500

222000

243500

265500

22,5

1,850

220000

251000

275000

303500

 

Таблиця 7.3.  Розміри профілю канавок на барабані лебідок, мм

 

Діаметр каната   d

Радіус канавки  барабана r

Товщина стінки барабана h

Крок нарізки t

Діаметр каната

d

Радіус канавки барабана

r

Товщина стінки барабана

h

Крок нарізки

t

7,4...8                                                                                                                                                                                                                                                                            

4,5

2,5

9,0

20,0...21,5

12,0

6,5

24

9...8

5,0

3,0

10,0

21,5...23,0

12,5

7,0

26

9...10

5,5

3,0

11,0

23,0...24,5

13,5

7,5

28

10...11

6,0

3,5

12,5

24,5...26,0

14,0

8,0

29

11...12

6,5

3,5

13,5

26,0...27,5

15,0

8,5

32

12...13

7,0

4,0

15,0

27,5...29,0

16,0

9,0

34

13...14

7,5

4,5

16,0

29,0...31,0

17,0

9,5

36

14...15

8,5

4,5

17,0

31,0...33,0

18,0

10,0

38

15...16

9,5

5,0

18,0

33,0...35,0

19,0

10,5

40

16...17

9,5

5,5

19,0

35,0...37,5

21,0

11,5

42

17...18

10,0

5,5

20,0

37,5...40,0

23,0

12,0

44

18...19

10,5

6,0

22,0

40,0...42,0

23,0

13,0

48

19...20

11,0

6,0

23,0

42,5...45,5

25,0

14,0

50

 

 

Таблиця 7.4. Потужність на ведучому валу редуктора, кВт

n ,

хв.-1

Передатне число

ПВ, %

8,32

9,80

12,41

16,30

19,88

24,90

32,42

41,34

50,94

Редуктор Ц2-200

600

7,7

6,8

6,1

5,8

5,4

4,4

3,0

2,4

2,0

25

5,9

5,2

4,2

3,9

3,6

2,5

1,6

1,6

1,1

40

750

9,3

8,0

6,7

6,2

5,5

5,4

3,8

3,2

2,7

25

7,2

6,1

4,8

4,2

3,7

2,7

1,8

1,8

1,3

40

1000

11,5

10,0

8,0

7,9

6,6

5,4

4,1

4,1

3,7

25

8,8

7,8

6,1

5,9

4,2

3,2

2,1

2,1

1,6

40

Редуктор Ц2-250

600

19,3

17,1

15,2

11,3

9,4

7,0

5,2

4,3

3,9

25

14,2

12,5

9,9

7,2

6,4

5,5

3,6

3,0

2,6

40

750

23,0

19,7

16,6

13,5

11,1

9,4

7,6

5,6

4,2

25

16,6

14,5

12,3

8,3

7,3

6,9

4,5

3,5

3,0

40

1000

27,1

23,8

20,5

17,3

14,1

11,7

9,2

7,3

6,0

25

17,8

15,6

14,1

10,2

8,9

7,6

5,0

4,2

3,5

40

Редуктор Ц2-350

600

45,7

39,6

34,0

26,8

22,3

16,6

12,0

10,2

9,4

25

34,0

29,4

25,7

17,2

15,2

13,0

11,0

7,2

6,3

40

750

61,0

52,0

43,5

32,0

26,5

22,4

16,6

13,4

11,1

25

35,8

31,6

29,2

19,5

17,7

16,6

12,9

8,4

7,3

40

1000

71,9

61,2

50,8

37,1

33,5

27,1

21,8

17,3

14,5

25

42,8

39,0

33,0

24,1

21,1

18,1

15,6

10,2

9,0

40

Редуктор Ц2-500

600

137,0

120,0

113,0

82,5

75,2

63,3

42,7

34,5

31,8

25

102,0

90,6

77,0

53,6

51,0

44,1

28,7

24,1

20,4

40

750

163,0

140,0

112,0

103,0

89,2

75,6

52,7

42,2

37,0

25

121,0

106,0

84,7

61,0

58,7

51,5

32,8

28,4

23,3

40

1000

197,0

178,0

143,0

122,0

104,0

91,7

68,6

58,5

49,0

25

145,0

132,0

103,2

74,2

65,4

52,8

40,2

37,0

28,5

40