Расчет силовых приводов

Расчет каната.

Тяговое усилие в канате f = 30 кН, режим работы средний, коэффициент запаса прочности n = 5,5.

Определяем расчетное разрывное усилие в канате по формуле [1], (2.4)

S_{раз р.тр.} = S · n = 30 · 5,5 = 165 кН

На кране установлен канат двойной свивки типа ЛК-РО, 6×36 проволок с одним органическим сердечником, ГОСТ 7668-80, диаметр каната d_к = 18,0 мм, разрывное усилие каната в целом S_разф. при маркировочной группе каната 1764 МПа S_разф. = 175,5 кН, условное обозначение каната канат 180-Г-I-СС-0-Н 180. Таким образом, S_разф. > S_{раз р-тр.}, 175,5кН > 165кН канат удовлетворяет условию прочности. Длина каната ℓ = 110 м.

Определяем основные размеры барабана.

Диаметр барабана определяем по формуле (2.6) [1]

Д_бар = e · d_к

где «е» - коэффициент, зависящий от режима работы и типа механизма, для среднего режима и машинном приводе е = 20.

Д_бр. = d_к · e = 18 · 20 = 360 мм

По чертежу УК^З = 68.10.00.00. Д_бф = 420 мм следовательно Д_бф >Д_dр.

Толщину стенок барабана «δ» находим по формуле (2.27) [1].

δ =

где S – максимальное натяжение каната S = 30кН = 30000 Н.

t – шаг нарезки, м, t = 0,018 м,

[δ]_сж – 110 мПа для стального барабана

δ = = 0,015 м = 15 мм

Барабан литой из стали 15-Л-1. Для литых барабанов исходя из технологических условий изготовления «δ» проверяем по формуле.

δ = 0,02Дб + (6: 10) мм (2.28) [1]

где Д_б = 420 мм – диаметр барабана.

δ = 0,02 · 420 + (6: 10) = 14,4: 18,4

Окончательно принимаем толщину стенки δ =15 мм.

Определяем число оборотов барабана при скорости наматывания каната V_к = 0,415 м/сек.

n_б = 60 V_к / πДб (стр. 45) [1]

где Д_б = 0,42 м – диаметр барабана в м,

V_к = скорость движения каната м/с

n_б = = 19 об/мин.

Определяем длину барабана.

Длина каната, согласно чертежа УК^Э 68,60 А, /0,10 (лист 214) составляет L_к = 110 м. Диаметр 18 мм.

На барабан канат навивается в три слоя.

Определяем число витков каната в одном слое по формуле (2.25) [1]

z_р¹ =

где L_к = 110 м – длина каната в м

d_к = 0,018 м – диаметр каната в м

Д_б = 0,42 м – диаметр барабана в м

n_с = 3 число слоев.

Подставив в формулу 2.25, получим.

z_р¹ = = = 24,6

Принимаем 25 витков

Длина барабана для размещения 25 витков каната диаметром 18 мм будет равна ℓ = t · z = 18 · 25 = 450 мм.

Согласно чертежа УК^Э 68.10.10.00.6 она составляет ℓ = 260 мм.

Тогда число витков будет равно

z_р¹ = = = 14,5. Принимаем 14.

Высота борта барабана равна h = = = 30 мм.

Следовательно число слоев навивки будет равно: z = = 1,67 слоя.

Отсюда вывод.

Общая длина каната, которая может навиться на барабан, определяется по формуле L^ф_к = π · z_р¹ · (Д_б + d_к · n_с²) будет равна L^ф_к = 3,14 · 14 · (0,42 + 0,018 · 3²) = = 25,6 м.

Определяем передаточное число редуктора и открытой зубчатой пары по формуле (стр. 45) [1]

i = n_д / n_б

где n_д – 1310 об/мин – частота вращения где электродвигателя.

n_б – 19 об/мин.

i_р = 1310 / 19 = 69

Фактически передаточное число редуктора i_р = 50,8

Проверяем требуемую мощность электродвигателя по формуле

N = (2.47) [1]

где С – тяговое усилие в канате 30 кН.

V – 0,415 скорость движения каната м/с

η_р = 0,98 · 0,96 = 0,94

N = = 13,24 кВт

Следовательно, установленный электродвигатель 12 кВт не обеспечивает достаточной скорости V = 0,415 м/с.

При мощности двигателя N = 12 кВт скорость будет равна

V = м/с

Сводная таблица кинематического расчета