Лабораторная работа 1 на тему «Выбор основных параметров грузовой лебедки крана»

Московский автомобильно–дорожный институт

(Государственный технический университет)

Министерство образования РФ

Кафедра сервиса дорожных машин

Лабораторная работа № 1

по дисциплине:

«Дорожные машины и производственная база строительства»

тема:

«Выбор основных параметров грузовой лебедки крана».

Вариант № 5

Выполнила студентка группы 3ВЭДС₁

Глотова Екатерина Владимировна

Руководитель Безрук Борис Наумович

г. Москва

2007 год

1. Цель работы.

Изучение устройства реверсивной лебедки с электроприводом; ознакомление с деталями машин общего назначения и наиболее распространенными сборочными единицами грузоподъемных машин; освоение методики подбора основных элементов и определяющих параметров грузоподъемных машин на примере грузовой лебедки.

Рис. 1. Кинематическая схема лебедки:

1-грузовой барабан, 2 и 5-муфты; 3-редуктор; 4-тормоз; 6-двигатель

2. Исходные данные.

№ варианта	Грузоподъемность Q, кН	Скорость подъема груза V (м/мин)	Высота подъема груза Н (м)	Продолжительность включения ПВ (%)	№ схемы по рис. 2
5	50	20	10	10	3

Рис. 2. Схема полиспаста

Кратность полиспаста: n-1; 5-1=4

3. Методика и последовательность выполнения работы.

3.1. Определение усилия в канате механизма подъёма.

, кН

I_П - передаточное число или кратность полиспаста;

- общий КПД полиспаста ( зависит от количества блоков «m»,

конструкции полиспаста и КПД одного блока = 0,96...0,99;

);

q - вес крюковой подвески ( q = 0,03 *Q), кН;

а -коэффициент сдвоенности (а=1 при простом полиспасте, а=2 при

сдвоенном).

q = 0,03*Q = 0,03*50 = 1,5

I_П = 4 = 0,96⁴=0,85

a =1

S =(50+1,5)/4*0.85*1=15,14 кН

Наибольшее допустимое разрывное усилие в канате

R = S*k_П , кН

k_П – коэффициент запаса прочности, принимаемый для грузовых канатов лебедок с машинным приводом;

ПВ	15
kП	5.0
Режим работы	легкий

R=15,14*5,0=7,5 кН

По найденному разрывному усилию выбираем канат, исходя из данных, приведенных в таблице. Разрывное усилие должно быть >= R

Диаметр каната, мм	Масса 100м каната, м	Временное сопротивление разрыву материала проволок каната, МПа
11,0	461,6	1470	1568	1764	1960
		Разрывное усилие каната , кН
			62,85	68,80	75,15

Эскиз выбранного каната

3.2 Определение основных размеров барабана и блоков.

D_б = d_к*(е - 1)

d_к - диаметр каната, мм

е - коэффициент, зависящий от режима механизма.

ПВ,%	15
е	20

D_б = 11,0*(20-1 )= 11,0*19 = 209 мм

Диаметр D_б округляется в большую сторону до величины, кратной 50

D_б =250 мм.

Длина каната, наматываемого на барабан.

l = Н*а* i_П = 10*4*1 =40 м=40000 мм

Необходимое число витков этой нарезки.

Z = (40000/3,14*(250+11))+5*1=(40000/819,54+5)=53,8=54

L= Z * t, мм

L=54*13=702мм

t- шаг навивки, зависящий от диаметра каната, мм;

t = d_к + (1,5..2),мм.

t = 11 + 2 = 13 мм

L/ D_б = 702/250 = 2,8

Эскиз барабана с длиной, диаметром и профилем нарезки.

3.3. Выбор элементов привода.

Скорость каната, навиваемого на барабан.

Vk = Vгр * i_П, м/мин

Vгр - скорость подъёма груза, м/мин.

Vk =20*4=80 м/мин.

Необходимая скорость вращения барабана.

n_б ⁼ V_k /(π * (D_б ⁺ d_к)), об/мин.

п_б= 80000/(3,14*(250+11))=80000/819,54=97,6=98 об/мин.

Необходимое расчётное передаточное число редуктора.

п_д- частота вращения вала электродвигателя.

Электродвигатели, используемые в грузовых лебедках, имеют различные частоты вращения вала п_д, например 1500, 1000, 750 об/мин.

Для более точного подбора передаточного числа типового i_Р^Т определяем три возможных расчётных значения i_Р^Р.

n_д1 = 1500 об/мин;

п _д2 = 1000 об/мин;

п _д3 = 750 об/мин;

i_Р^Р= 1500/98=15 об/мин

i_Р^Р= 1000/98=10 об/мин

i_р^р= 750/98=7 об/мин

Из табл.3 выбираю значение передаточного числа i_Р^Т, наиболее близкое к одному из трёх расчётных значений, и исполнение редуктора.

Передаточное число	10.35
Исполнение редуктора	VIII
Число зубьев шестерен
I пара	30
	69
II пары	18
	81

N_Д = V_гр*(Q+q)/60 * η_о , кВт

η_о - общий КПД механизма подъёма груза при использовании редукторов типа РМ=0,83.

N_Д = ( 50+1,5)*20/60*0,83=14,25 кВт

Исходя из выбранной частоты вращения вала электродвигателя по табл.4 определяю тип электродвигателя мощностью > N_Д .

Тип	Мощность (кВт) при частоте вращения 1000 об./мин.
4А160М	15

По табл. 5 подбираю типовой редуктор, сообразуясь с частотой вращения выходного вала, мощностью выбранного двигателя и исполнением редуктора.

Выбор марки редуктора производится в следующем порядке. В вертикальном столбце, соответствующем выбранному по табл.3 исполнению редуктора, выбирается типовое значение мощности редуктора, величина которого > N_Д. Затем проверяем, не превышает ли скорость вращения электродвигателя п_Д допустимого значения скорости вращения вала выбираемого редуктора.

Марка редуктора	Максимально допустимая частота ведущего вала, об/мин	Исполнение редуктора
РМ-350	1000	VIII
		Мощность на ведущем валу, кВт
		15,7

3.4 Определение действительной скорости подъёма груза

В связи с тем, что значение передаточного числа редуктора 1_Р^Т не совпадает с расчётным значением 1_р^р , действительная скорость подъёма груза Vгр' будет отличаться от заданной. Действительная скорость вращения барабана.

об/мин.

=1000/10,35=97 об/мин.

Действительная скорость каната.

V_к^’ = п_б^’ * π *( D_б + d_к), м/мин.

V_к^’= 97* 3.14*(0.25 + 0.011) = 79,5 м/мин

Действительная скорость подьёма груза.

V_гр^’ = V_к^’ / i_П , м/мин.

V_гр^’ = 79,5/2 = 19,87 м/мин.

3.5 Определение параметров и выбор тормоза.

Наибольший момент, возникающий на тормозном валу подъёмного механизма при торможении опускающего груза, может быть подсчитан без учёта динамического момента по формуле:

М=(Q + q )* D_б * η_o / ( i_Р^Т*i_n*2) Нм.

М=(50+1.5)*250*0,83/4*2*10,35=7694,1/8*10,35=129.5 Нм.

Расчётный тормозной момент.

М_т>М*β ,Нм.

β - коэффициент запаса тормозного момента, зависящий от режима

работы.

ПВ,%	25
β	1.75

М* β =129,5 * 1,25 = 161,9 Нм.

М_т> 161,9

По расчётному тормозному моменту из табл.6 или 7 выбирается тип

тормозного момента.

Тип тормоза	Тормозной момент, Нм	Длина рычага, мм		Ширина колодки Вк, мм	Диаметр тормозного шкива Dтмм
		l1	l2
ТКТ-300/400	240	430	190	140	200

Эскиз колодочного тормоза.

Колодочный тормоз