Расчет грузовой лебедки

• Название: Расчет грузовой лебедки
• Дата: 09.10.2022
• Размер: 0.51 Mb.
• Имя файла: 5. Calculation of cargo winches.docx
• Тип: Документы; #722471

Расчет грузовой лебедки
Цель занятия: По заданной схеме полиспаста подобрать электродвигатель и определить передаточное отношение редуктора.

Данные дня расчета приведены в таблице 2.3.1.

Последовательность выполнения задания:

1. 
   Определить общий коэффициент полезного действия блоков.
   
2. 
   Определить усилие в канате и подобрать канат.
   
3. 
   Определить основные размеры барабана лебедки.
   
4. 
   Вычислить потребляемую мощность электродвигателем.
   
5. 
   Вычислить общее передаточное число редуктора н лебедки.
   

Методика расчета:
1. Определяем наибольшее натяжение в ветви каната, набегающей на барабан при подъеме груза (без учета веса крюковой подвески и грузозахватных устройств)

Ѕ_mах = Q / z_б i _п η_п,

где Q – вес поднимаемого груза, кН;

z_б – число одинарных полиспастов (число канатов, набегающих на барабан).

Для одинарных полиспастов z_б = 1,

для сдвоенных z_б = 2;

i _п – кратность полиспаста;

η_кбс – КПД полиспастной системы.

η _кбс = η_п η ⁿ_бл = (1 – η^{i п} _бл) η ⁿ_бл / i_п (1 – η _бл),

где η _б = 0,98-КПД блока на подшипниках качения, n -число отклоняющих блоков.

1. 
   По заданной схеме запасовки каната (рис.2.3.1) определяем общий коэффициент полезного действия полиспаста
   

η_общ= ηⁿ_бл ,



где η_бл - коэффициент полезного действия одного блока, η_бл = 0,964-0,99;

п - количество блоков.

2. 
   Определяем растягивающее усилие и подбираем канат. Усилие, растягивающее канат, зависит от массы поднимаемого груза и схемы запасовки полиспаста
   

, Н

где Q_гр - сила веса груза, Н (табл. 2.3.1);

q - сила веса грузовой площадки, Н (табл. 2.3.1);

i - кратность полиспаста.
Разрывное усилие в канате определяем по формуле
S_p=kP_k, Н
где к- коэффициент запаса прочности.
По нормам Госгортехнадзора запас прочности канатов строительных подьемников с машинным приводом должен быть в пределах 5-6,5.

Требуемый диаметр каната d_K и другие его данные выбираем по ГОСТ 3070-74 на основании расчетного разрывного усилия (табл. 2.3.2).

3. 
   Определяем основные размеры барабана лебедки (рис. 2.3.2).
   

Предварительно определяем длину каната навиваемого на барабан
L_k=H(l_n+1)+l₀+bπD_б, м (4.4)

где Н- высота подъема груза, м (табл. 2.3.2);

l₀ - расстояние от отводного блока до лебедки, м (табл. 2.3.2);

b- число запасных витков на барабане (обычно принимается 2-3витка );

D_б- диаметр барабана, м; D₆ = (16…20) d_K.
Вычисляем длину барабана по формуле

(4.5)

где d_k - диаметр каната, м;

т - число слоев навивки каната на барабане.
Число т подбирается путем расчета так, чтобы выполнялось условие L_б = (1,5-- 2,5)D_б. Первоначально задаемся т = 2.

4. 
   Вычисляем потребляемую мощность электродвигателя
   

,кВт (4.6)


где η_ле6 - к.п.д. лебедки; η_ле6⁼ 0,8;

_K - скорость движения каната.


_k= _грi_n, м/с (4.7)
где _гр- скорость подъема груза, м/с (табл. 2.3.1).

По вычисленной мощности подбираем из таблицы 2.3.3 тип электродвигателя.

5. 
   Вычисляем передаточное число редуктора, лебедки
   

, (4.8)
где - частота вращения вала электродвигателя, об/мин (табл. 2.3.3);

n_б - частота вращения барабана лебедки.
, об/мин.

Рис.2.3.1 Схема захвата каната в полиспастах

1- блок; 2- барабан лебедки; 3 - грузовая площадка; 4 - груз



Рис. 2.3.2 Схема барабана лебедки
Таблица 2.3.1

Исходные данные для расчета

№ варианта	Сила веса груза Огр, Н	Сила веса грузовой площадки q,Н	Высота подъема груза Н,м	Расстояние от приводного блока до лебедки Lо, м	Скорость подъема груза гр,м/с
1	2	3	4	5	6
1.	4000	1300	15	4	1,95
2	5000	1300	17	4	1,90
3	6000	1300	19	4	1,85
4.	7000	1300	21	4	1,80
5.	8000	1300	23	4	1,75
6.	9000	1500	25	4	1,70
7.	10000	1500	27	4	1,65
8.	11000	1500	29	4	1,60
9.	12000	1500	31	4	1,55
10.	13000	1500	33	4	1,50
11.	14000	3000	35	5	1,45
12	15000	3000	37	5	1,40
13.	16000	3000	39	5	1,35
14.	17000	3000	41	5	1,30
15.	18000	3000	43	5	1,25
16.	19000	3000	45	5	1,20
17.	20000	3000	47	5	1,15
18.	21000	3000	49	5	1,10
19.	22000	3000	51	5	1,05
20.	2300	3000	53	5	1,00
21.	24000	5000	55	5	0,95
22.	25000	5000	57	5	0,90
23.	26000	5000	59	6	0,85
24.	27000	5000	62	6	0,80
25.	28000	5000	65	6	0,75
26	29000	5000	68	6	0,70
27	30000	5000	71	6	0,65
28	31000	5000	75	6	0,60
29	32000	5000	80	6	0,55
30	33000	5000	100	6	0,50

Таблица 2.3.2

Характеристики стальных канатов по ГОСТ 3070-74

Диаметр каната йк , мм	Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, Н/мм'
	1400 (I гр)	1600 (II гр)	1800 (III rp)	2000 (IV гр)	2200 (V гр)
	Расчетное разрывное усилие каната в целом, Н, не менее
5,5	-	14150	15900	17200	18600
5,8	-	15850	17850	19250	20800
6,5	-	19700	22200	24000	25950
8,1	-	30750	33700	36750	-
9,7	-	44200	48400	52800	-
13,0	68600	78450	85600	93400	-
14,5	86700	99000	108000	118000	-
16,0	107000	122000	134000	146000	-
17,5	129000	147500	161500	176500	-
19,5	154500	176500	193500	211000	-
21,0	181000	207000	227000	247500	-
22,5	210000	240000	263000	287000	-
24,0	241000	275500	302000	329000	-
25,5	274000	313500	343000	374500	-
27,0	309500	354000	387500	422500	-

Контрольные вопросы:

1. 
   Число и назначение запасных витков каната на барабане?
   
2. 
   Как определяется диаметр барабана лебедки?
   

3. Как определяется длина каната навиваемого на барабан?

4. Правило подбора числа слоев навивки каната на барабане?

5. Как отразится на работоспособности каната уменьшение диаметра барабана и блоков?