Расчет электротали. 2 расчет электротали 1 Расчет механизма подъема

Название	2 расчет электротали 1 Расчет механизма подъема
Анкор	Расчет электротали
Дата	11.02.2023
Размер	0.57 Mb.
Формат файла
Имя файла	ionov_TAL.docx
Тип	Документы #931518

2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОТАЛИ

2.1 Расчет механизма подъема

2.1.1 Потребную мощность электродвигателя, N, Вт, определяем по формуле

(1)

где

– грузоподъемность электротали,

H;

v скорость подъема, v= 0,13 м/с;

Выбираем электродвигатель марки MTKF 411-8, имеющий следующие характеристики;

Мощность электродвигателя,

15

Скорость вращения, об/мин 695
2.1.2 Для электротали грузоподъемностью 8 тонны, выбираем сдвоенный полиспаст, с кратностью, m = 2

2.1.3 Максимальное натяжение в ветви каната, набегающий на барабан,

, H, определяем по формуле

H (2)

где

- грузоподъемность электротали,

Н;

;

;

m – кратность полиспаста, m= 2

2.1.4 Разрывное усилие каната,

, Н, определяем по формуле

H (3)

где

Н

k – коэффициент запаса прочности, k= 5 для среднего режима работы

Выбираем проволочный канат двойной свивки диаметром 14 мм, площадь сечения всех проволок 74,4

, масса 1000 м каната со смазкой 728 кг, маркировочная группа 1764 МПа

2.1.5 Наименьший диаметр барабана

определяем по формуле

(4)

где

диаметр каната,

мм;

е – коэффициент зависящий от режима работы Вт, е = 20 для среднего режима работы

Принимаем диаметр барабана,

2.1.6 Фактическое значение коэффициента е, определяем по формуле

(5)

где

диаметр барабана,

;

диаметр каната,

мм

2.1.7 Количество рабочих витков каната,

, шт, определяем по формуле

(6)

Принимаем,

где Н высота подъема, Н = 6000 мм;

m кратность полиспаста, m= 2;

диаметр барабана,

;

диаметр каната,

2.1.8 Общее количество витков z с учетом «неприкасаемых» витков определяем по формуле

(7)

где

количество рабочих витков каната,

2.1.9 Длину нарезную часть барабана для простого полиспаста, определяем по формуле

(8)

где

– шаг винтовой нарезки, t= 16 мм

Шаг винтовой нарезки, t, мм, определяется по формуле

мм (9)

где

диаметр каната,

2.1.10 Число оборотов барабана,

об/мин, определяем по формуле

(10)

где m кратность полиспаста, m=2 ;

диаметр барабана,

;

диаметр каната,

м;

v – скорость подъема, v = 8 м/мин
2.1.11 Расчетное передаточное число редуктора, u, определяем по формуле

(11)

где

число оборотов двигателя,

об/мин;

число оборотов барабана,

;

2.1.12 Рассчитываем действительное общее передаточное число для двух ступеней редуктора механизма подъема. Принимаем количество зубьев

=18,

=90

=18

162.

Общее действительное передаточное число редуктора,

определяем по формуле

(12)

2.1.13 Фактическую скорость подъема,

, м/с, определяем по формуле

(13)

2.1.14 Номинальный крутящий момент на валу барабана,

определяем по формуле

Hм (14)

где

Н;

диаметр барабана,

;

2.1.15 Номинальный крутящий момент на промежуточном валу,

Нм, определяем по формуле

Нм (15)

где

номинальный крутящий момент на валу барабана,

Нм;

кпд ступеней редуктора,

2.1.16 Номинальный крутящий момент на быстроходном валу,

Нм, определяем по формуле

(16)

где

номинальный крутящий момент на промежуточном валу,

;

кпд ступеней редуктора,

2.1.17 Расчет крепления каната к барабану

Расчет крепления каната выполняется для пробной (повышенной) нагрузки, которая принимается равной

H (17)

Принимаем конструкцию крепления каната к барабану прижимной планкой, которая имеет трапециевидные канавки. Количество крепежных планок 2 шт.

Канат удерживается от перемещения силой трения, которая возникает от силы затяжки

, Н.

Перед планкой предусматриваются дополнительные витки, способствующие уменьшению усилия в точке закрепления каната.

2.1.18 Определение силы натяжения каната перед крепежной планкой

Силу натяжения каната перед крепежной планкой с учетом запасных витков,

определяем по формуле

(18)

где

пробная нагрузка,

кН;

f – коэффициент трения межу тросом и барабаном, f= 0,12;

 – угол обхвата тросом барабана запасными витками,  = 4

2.1.19 Расчет суммарной силы затяжки шпильки (болта),

кН, определяем

по формуле

кН (19)

где

приведенный коэффициент трения между планкой и барабаном при

угле заклинивания каната

(20)

2.1.20 Определение момента, изгибающего шпильки

Рисунок 2 – Крепление троса к барабану при помощи шпильки

2.1.21 Момент изгибающий шпильки,

кН, определяем по формуле

кНм (21)

где l - плечо изгиба, мм, определяется по формуле
l = мм (22)
2.1.22 Определение суммарного напряжения в шпильке

Шпилька испытывает, кроме натяжений растяжения, также натяжения изгиба и кручения. Суммарное напряжения

складывается из напряжений растяжения

и изгиба

. Влияние деформации кручения учитывается коэффициентом 1,3

Условие прочности стержня шпильки, МПа, определяется по формуле

(23)

Поставляем числовые значения в формулу (23)

МПа

где

коэффициент запаса надежности крепления троса к барабану,

=1,5;

внутренний диаметр резьбы,

мм;

n – количество шпилек, n = 2 ;

допускаемые напряжения изгиба, МПа, определяется по формуле

МПа (24)

предел текучести материала шпильки,

МПа;

S запас прочности шпильки, S= 2

МПа < 180 МПа
Условия запаса прочности стержня шпильки выполняются.

2.2 Расчет колодочного тормоза

Рисунок 3 – Расчетная схема тормоза

2.2.1 Тормозной момент

, Нм, с учетом коэффициента запаса торможения

, определяется по формуле

Нм (25)

где

коэффициент запаса торможения ,

;

номинальный крутящий момент на быстроходном валу,

Нм

2.2.2 Нормальную силу давления колодок на тормозном шкиве,

определяем по формуле

H (26)

где

коэффициент трения вальцованной ленты по чугуну и стали,

;

диаметр тормозного шкива,

м

Наименьший диаметр тормозного шкива,

мм, определяем по формуле

(27)

где

допускаемое давление между колодкой и шкивом,

2.2.3 Силу пружины, действующей на каждый из двух рычагов,

определяем по формуле

H (28)

где

коэффициент полезного действия рычажной системы ,

;

длина рычага,

;

длина рычага,

Усилие размыкания,

, Н, определяем по формуле

H (29)

где

нормальная сила колодок на тормозе,

длина рычага,

;

длина рычага,

Усилие электромагнита,

, Н, определяем по формуле

H (30)

где

усилие размыкания,

;

диаметр растормаживающего пальца,

мм;

длинна рычага,

;

коэффициент полезного действия рычажной системы ,

;

масса рычага,

2.2.4 Работу, производимую силой нажатия колодок на тормозной шкив,

Дж, определяем по формуле

Дж (31)

где

нормальная сила колодок на тормозе,

;

коэффициент полезного действия рычажной системы,

;

величина зазора при отходе колодок,

2.2.5 Ход электромагнита,

определяем по формуле

(32)

где

величина зазора при отходе колодок,

;

длина рычага,

;

длина рычага,

;

длина рычага,

;

диаметр растормаживающего пальца,

мм

2. 3 Расчет механизма передвижения

Рисунок 4 – Схема нагружения приводной ходовой тележки

2.3.1 Суммарное усилие, воспринимаемое ходовыми колесами,

Н, определяем по формуле

(33)

где

- грузоподъемность электротали,

18000 Н;

- масса приводной тележки,

= 180 Н;

- масса механизма подъема,

= 1300 Н;

- масса холостой тележки,

= 160 Н;

- масса остальных элементов,

= 350 Н

2.3.2 Подставляем числовое значение в формулу (33)

Н

2.3.2 Давление на колесо для электротали с грузом

и , Н, определяем по формуле

(34)

Подставляем числовые значения в формулу (34)

Н (35)

2.3.3 Давление на колеса для электротали с грузом

, Н, определяем

по формуле

H (36)

H (37)

2.3.4 Сопротивление передвижение тали, W, Н, определяем по формуле

H (38)

где

грузоподъемность электротали,

= 80000 Н;

масса всех элементов,

Н

2.3.5 Потребную мощность электродвигателя, N, Вт, определяем по формуле

Вт (39)

где

скорость передвижения электротали,

м/с;

кпд механизма передвижения,

Исходя из требуемой мощности принимаем стандартный электродвигатель АОЛ2-21-2,

Номинальная мощность, кВт 1,5

Скорость вращения, об/мин 2860
2.3.6 Число оборотов ходового колеса, n, об/мин, определяем по формуле

об/мин (40)

где

диаметр ходового колеса,

мм;

скорость вращения,

об/мин
2.3.7 Передаточное число редуктора, u, определяем по формуле

(41)

где

число оборотов ходового колеса, n = 92,89 об/мин;

число оборотов двигателя,

2.3.8 Время разгона,

определяем по формуле

(42)

Подставляем числовое значение в формулу (34)

c

где

пусковой момент двигателя, Нм, определяется по формуле

Нм (43)

номинальный момент на валу двигателя, Нм, определяется

по формуле

Нм (44)

мощность двигателя,

кВт;

число оборотов двигателя,

об/мин;

маховой момент двигателя,

;

момент сопротивления движения без груза, Н, определяется

по формуле

H (45)

усилие сопротивления при работе без груза, Н, определяется

по формуле

H (46)

2.3.9 Среднее ускорение при пуске, a, м/

определяется по формуле

м/

(47)

где

скорость передвижения,

0,5 м/с;

время разгона,

2.3.10 Коэффициент запаса сцепления,

определяется по формуле

(48)

где

масса всех элементов,

Н;

среднее ускорение при пуске,

/с;

помещении

0,14;

диаметр ходового колеса,

м;

диаметр оси колеса,

;

общее число колес,

;

число ходовых колес,

;

усилие сопротивления при работе без груза,

коэффициент трения в подшипниках ходовых колес,

Надежность сцепления колеса с рельсом определяют по формуле

(49)

Подставляем числовые значения в формулу (49)
3,84

где

допускаемый коэффициент запаса сцепления,

Условие выполняется, следовательно, надежность сцепления колеса с рельсом обеспечена.

2.4 Выбор и проверочный расчет крюка

Грузовой крюк в зависимости от грузоподъемности и режима работы выбираем №15

2.4.1 Расчет сечения А-А

Рисунок 5 - Сечение А-А

Наибольшее растягивание напряжение у внутреннего

и внешнего

ребер в сечении А-А, МПа, определяем по формуле

МПа (50)

МПа (51)

где

грузоподъемность электротали,

;

площадь сечения крюка,

, определяем по формуле

(52)

диаметр зева крюка,

мм;

коэффициент , характеризующий форму поперечного сечения, МПа

определяем по формуле

(53)

Подставляем числовое значение в формулу (44)

высота сечения,

= 90 мм;

расстояние от внутреннего волокна от центра тяжести, мм, определяем по формуле

мм (54)

расстояние крайнего волокна от центра тяжести сечения, мм, определяем по формуле

мм (55)

радиус кривизны нейтральной оси крюка, мм, определяем по формуле

мм (56)

Прочность сечения крюка,

, МПа, определяем по формуле

(57)

(58)

Подставляем числовые значения в формулу (57) и (58)

5,32 МПа

МПа

МПа

где

допускаемое напряжение изгиба, МПа, определяем по формуле

МПа (59)

предел текучести,

МПа

Условие выполняется, следовательно допускаемое напряжения изгиба крюка обеспечена

2.4.2 Расчет сечения Б-Б

Расчет производится в предположении, что нагрузка на крюк передается двумя стропами, направленными под углом 45