Расчёт механизма подъёма мостового крана

,

(23)

где МПа − допускаемое напряжение смятия;

 мм.

Принимаем диаметр цапфы  мм.

 

1.3.3 Расчет оси блоков

Для изготовления применяем Сталь 45 по ГОСТ 1050−88: , , МПа [2, табл. П.4].

Реакции опор и , мм, рассчитываем из условия (24) по формуле (25),

:	(24)
,	(25)

 Н.

Изгибающий момент , Нм, рассчитываем по формуле (26),

,

(26)

 Нм.

Изгибающий момент , Нм, рассчитываем по формуле (27),

,

(27)

Нм.

= =

 

По полученным результатам строим эпюр изгибающих моментов (рис. 3).

Диаметр оси  , мм, рассчитываем по формуле (28),

,

(28)

 мм.

Принимаем диаметр оси  мм.

 

1.3.4 Расчет  подшипников блоков

Радиальную нагрузку на подшипники , Н, рассчитываем по формуле (29),

,

(29)

где − число блоков подвески;

 Н.

Нагрузки, соответствующие времени  их действия , Н, рассчитываем по формуле (30),

,

(30)

где , , ;

 Н, Н, Н.

Эквивалентную нагрузку , Н, рассчитываем по формуле (31),

,

(31)

где , , .

Н.

Приведенную нагрузку , Н, рассчитываем по формуле (32),

,

(32)

где − коэффициент радиальной нагрузки;

        − кинематический коэффициент вращения, при вращении наружного кольца подшипника;

     ; 

    − температурный коэффициент, при температуре ;

Н.

Частоту вращения блоков , мин⁻¹, рассчитываем по формуле (33),

,

(33)

где м/мин − скорость поднятия груза;

.

Требуемую динамическую грузоподъемность шарикового однорядного подшипника , Н, рассчитываем по формуле (34),

,

(34)

где ч − срок службы подшипника, при среднем режиме работы и сроке службы механизма 5 лет;

 Н.

Выбираем подшипник шариковый  радиальный однорядный , , мм, Н [ГОСТ 210].

 

1.3.5 Расчет  серьги

Для изготовления серьги выбираем Сталь 45 по ГОСТ 1050−88: , , МПа [2, табл. П.4].

Допускаемое напряжение на растяжение , МПа, рассчитываем по формуле (35),

,

(35)

.

Допускаемое напряжение на смятие МПа.

Ширину серьги , мм, рассчитываем по формуле (36),

,

(36)

мм.

Принимаем ширину серьги мм.

Высоту проушины , мм, рассчитываем по формуле (37),

,

(37)

 мм.

Принимаем высоту проушины мм.

Напряжение растяжения , МПа, рассчитываем по формуле (38),

,

(38)

 МПа.

Что меньше допустимого значения МПа.

Напряжение в проушине , МПа, рассчитываем по формуле (39),

,

(39)

где МПа − давление в зоне контакта цапфы и серьги, принимаем ;

 Мпа.

 

1.4 Выбор элементов  привода

1.4.1 Выбор электродвигателя

Расчетную мощность , кВт, рассчитываем по формуле (40),

,

(40)

где − КПД механизма, при подшипниках скольжения [1, табл. 1.18];

 кВт.

Выбираем электродвигатель MTF 312-6: номинальная мощность при кВт, частота вращения мин⁻¹, момент инерции ротора кг∙м²,

 

максимальный (пусковой) момент Нм, размер мм, диаметр вала мм [1, табл. ІІІ. 3.5].

Условное обозначение: Двигатель MTF 312-6У1 ГОСТ 185−70.

 

1.4.2 Выбор редуктора

Частоту вращения барабана , мин^-1, рассчитываем по формуле (41),

,

(41)

.

Передаточное отношение  , рассчитываем по формуле (42),

,

(42)

.

Минимальное возможное суммарное  межосевое расстояние редуктора , мм, рассчитываем по формуле (43),

,

(43)

где мм − габаритный размер барабана с учетом узла крепления каната на барабане, при мм [1, табл. ІІІ. 2.1];

.

Выбираем редуктор Ц2-500: Межосевое расстояние мм, передаточное число , мощность на быстроходном валу при среднем режиме работы и частоте вращения мин⁻¹ кВт [1, ІІІ. 4.2], диаметр быстроходного вала , размеры выходного вала с зубчатым венцом , , , модуль мм, число зубьев [1, ІІІ. 4.2].

Условное обозначение: Редуктор−Ц2−500−37М [1, с. 41].

Предельно допустимый момент редуктора  , Нм, рассчитываем по формуле (44),

,

(44)

где − коэффициент режима работы, при среднем режиме работы;

 Нм.

 

Номинальный момент двигателя  , Нм, рассчитываем по формуле (45),

,

(45)

 Нм.

Средний пусковой момент двигателя  , Нм, рассчитываем по формуле (46),

,

(46)

 Нм.

Таким образом, принятый редуктор удовлетворяет  условиям перегрузки в период пуска.

Фактическую скорость подъема груза  , мм∙с⁻¹, рассчитываем по формуле (47),

,

(47)

 м∙с⁻¹.

Отклонение от заданной скорости , %, рассчитываем по формуле (48),

,

(48)

.

Таким образом, отклонение от заданной скорости на превышает допустимого  .

 

1.4.3 Выбор тормоза

Статический момент при торможении , Нм, рассчитываем по формуле (49),

,

(49)

 Нм.

 

 

Тормозной момент , Нм, рассчитываем по формуле (50),

,

(50)

где − коэффициент запаса торможения, для механизма подъема груза при среднем режиме работы [1, табл. 2.9];

 Нм.

Выбираем тормоз ТКГ-300 с тормозным  моментом Нм [1, табл. ІІІ.5.14].

 

1.4.4 Выбор муфты

Расчетный момент , Нм, рассчитываем по формуле (51),

,

(51)

где − коэффициент , учитывающий степень ответственности механизма, принят для механизма подъема [1, табл. 1.35];

      − коэффициент, учитывающий режим работы, для среднего режима работы [1, табл. 1.35];

 Нм.

Выбираем муфту зубчатую с тормозным шкивом: момент Нм, диаметр тормозного шкива мм, диаметр отверстия шкива , диаметр отверстия полумуфты мм, момент инерции кг∙м² [2, табл. П.6].

Условное обозначение:

Муфта зубчатая с тормозным шкивом 3150-60-І, 2-55-ІІ. 1-УЗ ГОСТ 5006−55.

Выбираем муфту  зубчатую №3 типа МЗП по ГОСТ 5006−55: момент Нм, диаметр отверстия , мм, момент инерции кг∙м² [2, табл. П.7].

Условное обозначение:

Муфта зубчатая МЗП 3158-60-І, 2-65-ІІ. 1-УЗ ГОСТ 5006-55.

 

1.4.5 Проверка электродвигателя  на нагрев

Полезная номинальная грузоподъемность кг.

В соответствии с графиком загрузки механизма подъема:

, , ,

 

где , , − относительные массы груза для легкого режима работы [2, рис. П. 5];

, , кг.

КПД механизма:

;

 при  ;

 при  .

Угловую скорость вала двигателя  , с⁻¹, рассчитываем по формуле (52),

,

(52)

 рад/с .

Статический момент на валу двигателя  при подъеме  , Нм, рассчитываем по формуле (53),

,

(53)

Нм, Нм, Нм.

Статический момент на валу двигателя  при опускании груза  , Нм, рассчитываем по формуле (54),

,

(54)

Нм, Нм, Нм.

Момент инерции движущихся масс, приведенный к валу двигателя, , кг∙м², рассчитываем по формуле (55),

,

(55)

 

где − коэффициент, учитывающий моменты инерции масс механизма, вращающихся медленнее, чем вал двигателя;

,

,

.

Время пуска при подъеме груза  , с, рассчитываем по формуле (56),