Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого

Институт металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра «Транспортные и технологические системы»

ТТС.КП19ХА.0000ПЗ

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему:

«Проектирование лебедки с микроприводом»

Дисциплина: «Механизмы грузоподъемных машин»

Студент гр. 43325/3 Хвещук А.А.

Преподаватель Бортяков Д.Е.

Санкт-Петербург

2019



Исходные данные

Грузоподъемность Q = 10т

Максимальная скорость подъема Vmax =0,33 м/с

Минимальная скорость подъема Vmin =0,0066 м/с

Высота подъема H=50м

Группа режима работы 4М

Продолжительность включения ПВ=40%

1. Проектирование механизма подъема

1.1 Выбор полиспаста

В соответствии с рекомендациями для механизмов подъема, рекомендуется принимать сдвоенный полиспаст c характеристикой a=2. С учетом получаемого усилия в ветвях каната принимаем кратность полиспаста m=2. Принятая схема полиспаста представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Схема полиспаста

В состав принятого полиспаста входят два блока, расположенных на крюковой подвеске, и уравнительный блок, закрепляемый на тележке.

Реальное усилие в канате

где - КПД блока, принимаем

t - количество отклоняющих блоков, для принятой схемы

Тогда

1.2 Выбор каната по разрывному усилию

Выбираем канат по разрывному усилию F_разр в соответствии со следующим выражением

где коэффициент использования каната, принимаем для группы режима работы 4М .

.

В соответствии с полученным значением принимаем канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 619 с одним органическим сердечником ГОСТ 2688-80 [2].

Характеристики каната [2, стр. 246]:

· диаметр каната d_k=16,5 мм;

· маркировочная группа -1568 МПа;

· разрывное усилие каната в целом Sраз=139 кН.

1.3 Выбор барабана

Коэффициенты h_i для 4М:

- барабан: h1=20;

- блок: h2=22,4;

- уравнительный блок: h3=16.

Диаметр барабана:

Принимаем диаметр барабана:

Длины ненарезаных участков барабана предварительно принимаются только по сторонам барабана:

Определяем проектировочную длину барабана. Длину барабана L рассчитываем по формуле

где L - проектировочная длина барабана, длины ненарезанных участков, рабочая длина барабана.

Число витков нарезанной части определяется как:

где - количество витков, чтобы обмотать весь канат, число витков, затраченных на крепление, число запасных витков.

Шаг профиля канавки при диаметре каната 16,5 мм



t =1,15 =19 мм.

Принимаем Следовательно,

Тогда

Таким образом, принятая длина барабана равна

Рисунок 1.3 - Размеры барабана

Проверим соотношение длины барабана и его диаметра. Условие проверки

Необходимое условие соотношения длины и диаметра барабана выполнено и, следовательно, стенку барабана достаточно выбирать только из расчета на сжатие.

1.4 Выбор двигателей

По [2, табл. V.1.70] выбираем необходимые КПД:

КПД направляющих блоков
КПД барабана
КПД редуктора
КПД червячного редуктора
КПД зубчатой муфты
КПД узлов лебедки
КПД полиспаста
КПД планетарной передачи

Тогда КПД механизмов подъема без и с использованием микропривода

Таким образом, КПД механизма без использования микропривода

КПД механизма с использованием микропривода:

Статическая мощность основного двигателя:

Выбирается двигатель MTKН 511-6. Характеристики двигателя по [3]

· мощность на валу: 37 кВт при ПВ 40%;

· частота вращения двигателя: n =930 об/мин;

Статическая мощность дополнительного двигателя

Выбирается двигатель MTKF 011-6. Характеристики двигателя по [1, табл. II.1.12]:

· мощность на валу: 1,4 кВт при ПВ 40%;

· частота вращения двигателя: n =875 об/мин;

1.5 Выбор редукторов

Выбираем редуктор по передаточному числу и моменту на тихоходном валу. Момент на барабане и на тихоходном валу равен

Частота вращения барабана определяется по формуле

где угловое ускорение, которое вычисляется по формуле

В таком случае

Таким образом, передаточное отношение цилиндрического редуктора

Принимаем передаточное отношение:

Передаточное отношение червячного редуктора равно

где мощность червяного редуктора, которое вычисляется по формуле

где передаточное отношение планетарной передачи (, реальная частота вращения вала при передаточном отношении

.

Таким образом

По [табл. V.1.43.] выбирается цилиндрический редуктор Ц2-650.

По [табл. V.1.54.] выбирается червячный редуктор 2Ч-63. Передаточное отношение редуктора:

1.6 Выбор тормозов

Выбор тормозов осуществляется по тормозному моменту

М_тор ? М_расч ,

где коэффициент запаса торможения, который зависит от режима работы, для режима работы ручной

Выбираем колодочный тормоз толкателей ТКГ-600М,

5000,

.

Выбираем колодочный тормоз толкателей ТКГ-100М,

20,

.

2. Выбор муфт

2.1 Муфта между Д1 и Р1

Примем коэффициенты [2, стр. 305]

Коэффициент, учитывающий ответственность соединения [2, стр. 305, табл. V.2.36]:

Коэффициент режима работы [2, стр. 305, табл. V.2.37]:

Коэффициент углового смещения [2, стр. 305, табл. V.2.38]:

Момент на быстроходном валу

Вращающий момент муфты

Выбираем муфту втулочно-пальцевую, с номинальным вращающим моментом 1000 Нм [2, табл. V.2.39.].

2.2 Муфта между Д2 и Р2

Примем коэффициенты [2, стр. 305]

Коэффициент учитывающий ответственность соединения [2, стр. 305, табл. V.2.36]:

Коэффициент режима работы [2, стр. 305, табл. V.2.37]:

Коэффициент углового смещения [2, стр. 305, табл. V.2.38]:

Момент на быстроходном валу

Вращающий момент муфты

Выбираем муфту втулочно-пальцевую с номинальным вращающим момент 48 Нм по ОСТ.24.848.04-79.

2.3 Зубчатая муфта

Примем коэффициенты [2, стр. 305]:

Коэффициент учитывающий ответственность соединения [2, стр. 305, табл. V.2.36]:

Коэффициент режима работы [2, стр. 305, табл. V.2.37]:

Коэффициент углового смещения [2, стр. 305, табл. V.2.38]:

Момент зубчатой муфты



Выбираем зубчатую муфту по ГОСТ 5006-83. Номинальный вращающий момент 1000 Нм.

3. Расчет зубчатой передачи

3.1 Основные параметры передачи

Передаточное отношение планетарной муфты:

Количество сателлитов:

Диаметр солярного колеса:

Диаметр сателлитов:

Диаметр обоймы:

Тогда окружное усилие равно:

Внешний момент:

Момент на центральном колесе:



Момент на тормозе 3:

где диаметр шкива тормоза планетарной передачи.

3.2 Расчет внешнего зацепления

3.3 Расчет внутреннего зацепления

3.4 Параметры зубчатой передачи

После проведения проектировочного расчета и по заданным нагрузкам были получены следующие значения

Число зубьев солярного колеса

Обойма

Число зубьев сателлита

Ширина солярного колеса

Ширина сателлитов

Ширина обоймы

Межосевое расстояние

Диаметр впадин солярного колеса

Диаметр вершин солярного колеса

Диаметр впадин сателлита

Диаметр вершин сателлита

Диаметр впадин обоймы

Диаметр вершин обоймы

3.5 Расчет валов

Допускаемые напряжения для стали 45

Принимаем диаметр быстроходного вала

Таким образом полярный момент сопротивления может быть вычислен как

Тогда касательные напряжения равны

Принимаем диаметр тихоходного вала

Таким образом, полярный момент сопротивления может быть вычислен как

Тогда

Расчет оси, на которую устанавливается сателлит

Принимаем диаметр оси

Таким образом, полярный момент сопротивления может быть вычислен как

Момент инерции на валу сателлита равен

где окружная сила, а длина оси под сателлитом.

Таким образом

3.6 Расчет подшипников

Условие работоспособности подшипника

где - паспортная динамическая грузоподъемность,

- потребная динамическая грузоподъемность,



гдеP = P_экв - условная радиальная нагрузка, б₁ - коэффициент надежности, при 90% вероятности безотказной работы принимаем б₁ = 1;

б₂ - обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации, для однорядных шариковых радиальных подшипников принимаем б₁ = 0,8,т; ресурс в миллионных оборотах; m - показатель степени, m = 3.

где n - частота вращения барабана, n = 0,493 об/мин;

- ресурс в часах, принимаем

Таким образом

где - радиальная нагрузка, - осевая нагрузка,

X - коэффициент радиальной динамической нагрузки, Х = 1;

Y - коэффициент осевой динамической нагрузки, Y = 0;

- коэффициент безопасности, принимаем ;

- температурный коэффициент, принимаем ;

Радиальная нагрузка может быть рассчитана как отношение крутящего момента к диаметру вала, таким образом



подъем редуктор муфта зацепление

Тогда осевая нагрузка

Таким образом

В таком случае

Выбираем шариковый радиальный однорядный подшипник 60108 по ГОСТ 7242-81 с паспортной динамической грузоподъемностью

следовательно, выбранный подшипник подходит.

Далее выбираем остальные подшипники по тому же принципу.

Таким образом, выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные 60133 и 60124 по ГОСТ 7242-81



Список литературы

1 - Справочник по кранам. В 2 т. Т.1. / В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин [и др.]; под общ. ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, 1988. - 559 с.

2 - Справочник по кранам. В 2 т. Т.2. / В.И. Брауде, М.М. Гохберг, И.Е. Звягин [и др.]; под общ. ред. М.М. Гохберга. - Л.: Машиностроение, 1988. - 559 с.

Размещено на Allbest.ru