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.

 

   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; 

 

 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 

 
 
 
 
 
 
 

 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. 

 

 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. 

 

   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  .

 
 

 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. 
 

 

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.