2018-03-09
488
Таблица 3.1 – Исходные данные
| Наименование | Обозначение величины | Величина | Обозначение единиц измерения |
| 1) Вид исполнительного органа | |||
| 2) Грузоподъемность | Q | кг | |
| 3) Вес груза | G | G = Q ×g, где g=9,8 м/c2 | Н |
| 4) Расстояние перемещения груза | Н | м | |
| 5) Скорость перемещения груза | v | м/с | |
| 6) Режим работы | |||
| 7) Срок службы | Т г | лет | |
| 8) Коэффициенты загрузки: - годовой - суточный | К г К с | Таблица А.1 | |
| 9) Время работы машины | L h | L h=365×24× К г× К с× Т г | ч |
Таблица 3.2 – Расчет исполнительного органа (механизма подъема груза)
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Обозначение единицы измерения |
| Подвеска крюковая | |||
| 1) Кратность полиспаста | u п | Таблица А.2 | - |
| 2) Количество полиспастов | а | Таблица А.2 | |
| 3) Количество ветвей каната, на которых висит груз | z в | z в = u п×а | |
| 4) КПД блока полиспаста: - на подшипниках качения - на подшипниках скольжения | h бл.(к) h бл.(с) | Таблица А.3 Таблица А.3 | - - |
| 5) КПД полиспаста при сбегании концевой ветви: - с подвижного блока - с неподвижного блока | h п(р) h п(н) | h п(р)= 
h п(н)= h бл×
| - |
|
|
|
Продолжение таблицы 3.2
| 6) Максимальное натяжение ветви | Fmax | F max =G/ (z в× h п) | Н |
| 7) Коэффициент запаса прочности каната | S k | Таблица А.2 | - |
| 8) Разрывное усилие каната | F p | F p³ (S k× F max) | Н |
| 9) Диаметр каната | d k | Таблица А.4 | мм |
| 10) Коэффициент условий работы | e | Таблица А.5 | - |
| 11) Диаметр канатного рабочего блока: - расчетная величина по дну желоба - принятая величина по дну желоба - по центру каната | D ¢бл.ж D бл.ж D бл.ц | D ¢бл.ж³(e–1)× d k×10-3 Таблица А.6 D бл.ц = D бл.ж + d k×10-3 | м |
| 12) Ширина канатного блока | В бл | Таблица А.6 | м |
| 13) Длина ступицы блока | lст | Таблица А.6 | м |
| 14) Диаметр оси под подшипник блока | d о | Таблица А.6 | мм |
| 15) Подшипник блока (радиальный): - типоразмер - диаметр внутренний - диаметр внешний - ширина | d D B | Таблицы А.110, А.111 | мм |
| 16) Крюк грузовой (типоразмер) | Таблица А.6 | ||
| 17) Диаметры шейки крюка: - под гайку - под подшипник | d 1 d пк | Таблица А.6 | мм |
| 18) Подшипник крюка (упорный): - типоразмер - диаметр внутренний - диаметр внешний - высота | d D Н | Таблицы А.110, А.111 | |
| 19) КПД подшипника крюка | h п.к | Таблица А.3 | |
| 20) КПД подвески крюковой | h к.п | h к.п = h п.к× h п | |
| 21) Диаметр барабана: - расчетная величина по дну желоба - принятая величина по дну желоба - по центру каната | D ¢б.ж D б.ж D б.ц | D ¢б.ж» D ¢бл.ж Таблица А.7 D б.ц = D б.ж + d k×10-3 | м |
| 22) Мощность на валу барабана | Р б | Р б =G×v×10-3 | кВт |
| 23) Частота вращения вала барабана | n бц | n бц =60× u п×v/(p× D б.ц) | об/мин |
| 24) Угловая скорость вала барабана | w б | w б =p× n б/30 | рад/с |
| 25) Вращающий момент на валу барабана | Т б | Т б =103× Р б/ w б | Н×м |
|
|
|
Продолжение таблицы 3.2
| 26) Материал вала барабана - марка материала - временное сопротивление разрушению | s в | Таблица А.29 | МПа |
| 27) Допускаемые касательные напряжения материала вала | t р | tр»0,15× s в | МПа |
| 28) Диаметр вала барабана | d в.б | d в.б»[1,6×104× Т б/(p× t р)]1/3 | мм |
| 29) Диаметр вала барабана под подшипником | d п.б | мм | |
| 30) Подшипник вала барабана (радиальный двухрядный сфери-ческий): - типоразмер - диаметр внутренний - диаметр внешний - ширина | d D B | Таблицы А.110, А.111 | мм |
| 31) КПД подшипников вала | h п.б | Таблица А.3 | |
| Узел крепления каната к корпусу барабана | |||
| 32) Число ветвей каната, закрепля- емых на барабане | z з | 1; 2 | |
| 33) Угол обхвата канатом барабана | a | a=4p, где p=3,14 | рад. |
| 34) Коэффициент трения между канатом и барабаном | f | 0,1... 0,16 | - |
| 35) Натяжение каната перед при- жимной планкой | F п | F п = F max / ef×a, где е=2,72 | Н |
| 36) Угол обхвата барабана канатом при переходе от одной канавки планки к другой | a1 | a1=2p, где p=3,14 | рад. |
| 37) Угол наклона боковой грани канавки | b | b =40° | град. |
| 38) Коэффициент трения между планкойи барабаном | f1 | f1 =f / sin b | - |
| 39) Усилие растяжения болтов при- жимной планки | Fр.б | Fр.б = F п /[(f+f1)×(ef×a1 +1)] | Н |
| 40) Количество болтов, прижимаю- щих планку | z б | z б >2× z з | шт. |
| 41) Усилия, изгибающие болты | Fu.б | Fu.б= Fр.б ×f1 | Н |
| 42) Болты, прижимающие планку: - диаметр - типоразмер | d б | d б³ d к Таблица А.136 | мм - |
Продолжение таблицы 3.2
| 43) Высота прижимной планки каната | h п.п | h п.п = d б + d k | мм |
| 44) Момент, изгибающий болт | Ми.б | Ми.б =10-3× Fр.б ×f1× h п.п | Н×м |
| 45) Коэффициент запаса прочностикрепленияканата к барабану | Sб | Sб³1,5 | - |
| 46) Напряжение в болте при затяжке крепления | sз | 
| МПа |
| 47) Материал болта | |||
| 48) Предел текучести материала болта | s т | Таблица A.29 | МПа |
| 49) Допускаемое напряжение матери- ала болта при изгибе | sFP | sFP =0,8 s т / Sб | МПа |
| 50) Условие работоспособности болта | såз£sFP |
Таблица 3.3 – Выбор электродвигателя привода механизма
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Обознчение единицы измерения |
| 1) Коэффициент полезного действия: - крюковойподвески - опор барабана - редуктора (ориентировочно) - привода механизма(ориенти- ровочно) | hк.п hп.б h¢р h¢п.м | Таблица 3.2. (п. 20) Таблица 3.2. (п. 31) h¢р@0,8 h¢п.м=hб×h¢р×hп | |
| 2) Требуемая (статическая) мощность электродвигателя | Р дв(тр.) | Р дв(тр) =G×v/(h¢п.м×103) | кВт |
| 3) Тип электродвигателя | |||
| 4) Марка ектродвигателя | Таблицы А8 | ||
| 5) Частота вращения выходного вала электродвигателя | n дв | Таблица А.8 | об/мин |
| 6) Угловая скорость выходного вала электродвигателя | w дв | w дв =p× n дв/30 | рад/с |
| 7) Требуемый крутящий момент на выходном валу электродвигателя | Т дв(тр.) | Т дв(тр.)=103× Р дв(тр.)/ w дв | Н×м |
Продолжение таблицы 3.3
| 8) Характеристики электродви- гателя: - режим работы - мощность (номинальная) - момент максимальный - момент инерции ротора | ПВ Р дв(ст) Т max I р | Таблица А.8 | % кВт Н×м кг×м2 |
| 9) Момент номинальный | Т ном | Т ном =103× Р дв/ w дв | Н×м |
| 10) Момент пусковой средний электродвигателя: | Т ср.п | Таблица А.8 Примечание. При отсутствии значения Тср.п его рассчитывают по зависимостям для двига-телей: а) трехфазного тока - с короткозамкнутым ротором Т ср.п»(0,7…0,8)× Т max - с фазовым ротором Т ср.п»(1,5…1,6)× Т ном б) постоянного тока - с параллельным возбуж-дением Т ср.п»(1,7…1,8)× Т ном - с последовательным воз-буждением Т ср.п»(1,8…2,0)× Т ном - со смешанным возбуж-дением Т ср.п»(1,8…1,9)× Т ном Большие значения в выра-жениях относятся к дви-гателям с повышенным скольжением | Н×м |
| 11) Диаметр выходного вала двигателя | d 1 | Таблица А.9 | мм |
Таблица 3.4 – Передаточное отношение механизма и выбор редуктора
|
|
|
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Обозначение единицы измерения |
| 1) Передаточое отношение механизма | i ¢п.м | i ¢п.м = n дв/ n б | |
| 2) Редуктор (тип) | Таблицы: А.10…А.14 | ||
| 3) Передаточные числа ступеней пе- редач, формирующих редуктор: - первой … - i– ой | u 1 … u i | Таблицы А.25, А.26, А.27 | |
| 4) Передаточное число редуктора | u р | u р = u 1× … × u i, |
Таблица 3.5 – Подбор муфт
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Обозначение единицы измерения | ||
| 1) Коэффициент, учитывающий сте-пень ответственности механизма | K1 | Таблица А.15 | |||
| 2) Коэффициент, учитывающий режим работы механизма | K2 | Таблица А.15 | |||
| 3) Расчетный момент муфты между: - двигателем и редуктором - редуктором и барабаном | Т мп Т мз | Т мп = Т дв× К1× К2 Т мз = Т вз× К1× К2, где Т вз – фактический вращающий момент на валу под зубчатой муф-той (в механизме подъ-ема груза Т вз = Т б) | Н×м | ||
| 4) Типы муфт между: - двигателем и редуктором (МУВП) - редуктором и барабаном (МЗ) | Таблица А.16; (рисунок 1.14) Таблица А.17; (рисунок 1.15) | ||||
| Примечание. Внутренние диаметры муфт согласовать с диаметрами выходных валов двигателя и редуктора соответственно.
| |||||
Продолжение таблицы 3.5
| 5) Характеристика муфты МУВП: - диаметр внутренний (от редуктора) - диаметр внутренний (от двигателя) - диаметр внешний - диаметр по центрам пальцев - диаметр под тормозной шкив - длина полумуфты со стороны двигателя - длина полумуфты со стороны редуктора - длина отверстия под посадку вала - момент вращающий номинальный - момент тормозной - момент инерции - масса | d d 1 D D 1 D т l l 1 l 2 Т м.д.н Т с.т I м.д. mм.д. | Таблица А.16 | мм мм мм мм мм мм мм мм Н×м Н×м кг×м2 кг |
| Примечание. d 1 принять по выходному валу двигателя (таблица А.9) и согласовать с входным валом редуктора | |||
| 6) Усилия, действующие на вал от муфты МУВП: - окружное по центру пальцев - радиальное | F t(п) F r(п) | F t(п) =2× T мп./D1 F r(п) =0,25× F t(п) | Н Н |
| 7) Характеристика муфты МЗ: - диаметр внутренний - диаметр внешний - диаметр обоймы - диаметр втулки внешний - длина полумуфты - момент вращающий номинальный - момент инерции - масса | d D D1 D2 l Т мз.н I мз mмз | Таблица А.17 | мм мм мм мм мм Н×м кг×м2 кг |
| 8) Параметры зубчатого соединения муфты МЗ: - модуль - число зубьев - ширина | m z b | Таблица А.17 | мм мм |
| 9) Диаметр делительной окружности зубчатого венца муфты МЗ | d (м.з) | d (м.з)= m × z | мм |
| 10) Усилия, действующие на вал от муфты МЗ: - окружное - радиальное | F t(з) F r(з) | F t(з) =2× T вз/ d (мз) F r(з) = F t(з)×tga, где a=20° | Н Н |
Таблица 3.6 – Характеристика работы механизма подъема груза
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Обозначение единицы измерения | |
| Статические сопротивления механизма | ||||
| 1) Момент статического сопро-тивления на валудвигателя: - при подъеме груза - при опускании груза | Т с.п Т с.оп |
Т с.п =0,5× 
Т с.оп =0,5× 
| Н×м Н×м | |
| 2) Момент статического сопро- тивления на валу тормоза при торможении: - при подъеме груза
- при опускании груза | Т с.т.п Т с.т.оп |
Т с.т.п =0,5× 
Т с.т.оп =0,5×  ,
где u т = n т/ n б (n т– частота вращения вала под тормо-зом)
| Н×м Н×м | |
| Сопротивления в механизме в периоды неустановившегося движения | ||||
| 3) Момент инерции ротора двигателя и муфты | I | I = I p+ I м | кг×м2 | |
| 4) Коэффициент, учитывающий влияние масс деталей, вращаю-щихсямедленнее,чем вал двига-теля |
d | d =1,1….1,25 | ||
| 5) Момент инерции эквивалент- ной системы вращающихся масс, приведенный к валу двигателя |
I пр.вр | I пр.вр =d× I | кг×м2 | |
| 6) Скорость подъема груза | vг.ф | vг.ф =0,5× D б× w б./ u п. | м/с | |
Продолжение таблицы 3.6
| 7) Момент инерции эквивален-тной системы движущихся масс механизма, приведенный к валу двигателя: - при пуске - при торможении | I пр.пост.п I пр.пост.т |
I пр.пост.п=0,1× 
I пр.пост.т =0,1× 
| кг×м2 кг×м2 |
| 8) Момент инерции эквива- лентной системы движущихся масс, приведенной к валу двигателя: - при пуске - при торможении | I пр.п I пр.т | I пр.п = I пр.вр+ I пр.пост.п I пр.т = I пр.вр+ I пр.пост.т | кг×м2 кг×м2 |
| 9) Время пуска двигателя: - при подъеме груза -при опускании груза | t п.п t п.оп | t п.п= I пр.п× w дв /(Т ср.п– Т с.п) t п.оп= I пр.п× w дв /(Т ср.п+ Т с.оп) | с |
| 10) Время пуска двигателя (допускаемое) - при подъеме груза - при опускании груза | [ t п.п] [ t п.оп] | Таблица А.18 | c |
| 11) Условие достаточности: - при подъеме груза - при опускании груза | t п.п@ [ t п.п] t п.о@ [ t п.оп] | с | |
| 12) Момент сил инерции на валу двигателя, возникаю-щий в период пуска: - при подъеме груза - при опускании груза | Т ин.п Т ин.оп | Т ин.п = I пр.п× w дв/ t п.п Т ин.оп = I пр.п× w дв/ t п.оп | Н.м |
| 13) Момент на валу двигателя, необходимый при пуске: - при подъеме груза - при опускании груза | Т пуск.п Т пуск.оп | Т пуск.п = Т с+ Т ин.п Т пуск.оп = Т с+ Т ин.оп | Н.м |
| 14) Условие достаточности: - при подъеме груза - при опускании груза | Т пуск.п< Т ср.п Т пуск.оп< Т ср.п | ||
| 15) Ускорение движения: - при подъеме груза - при опускании груза | ап аоп | ап =vг.ф/ t п.п аоп =vг.ф/ t п.оп | м/с2 |
Продолжение таблицы 3.6
| 16) Допускаемое ускорение движения - при подъеме груза - при опускании груза | [ап] [аоп] | Таблица А.19 | м/с2 |
| 17) Условие достаточности - при подъеме груза - при опускании груза | ап£[ ап] аоп£[ аоп] | м/с2 |
Таблица 3.7 – Выбор тормоза
| Искомая величина | Обозначение величины | Формула, источник | Обозначение единицы измерния |
| 1) Коэффициент запаса торможения | kт | Таблица А.20 | |
| 2) Тормозной момент, необхо- димыйпо правилам Ростехнадзора | Т т | Т т³ Т с.т×kт | Н×м |
| 3) Тип тормоза | Таблицы А.21, А.22 | ||
| 4) Технические арактеристики тормоза: - диаметр тормозного шкива - ширина тормозной колодки - тормозной момент номиналь- ный | D В Т т.с | мм мм Н×м | |
| 5) Время торможения: - при подъемегруза - при опускании груза | t т.п t т.оп | t т.п = 
t т.оп = 
| с с |
| 6) Допускаемое время торможения | [ t ] | Таблица А.18 | |
| 7) Условие достаточности по времени торможения | t т.п<[ t ]; t т.оп<[ t ] |
Продолжение таблицы 3.7
| 8) Момент сил инерции на валу двигателя при торможении: - при подъеме груза - при опускании груза | T ин.т.п T ин.т.оп | Т ин.т.п = I пр.т.п×wдв./ t т.п. Т ин.т.оп = I пр.т.п×wдв./ t т.оп. | Н×м |
| 9) Расчетный момент на валу, необ-ходимый для затормаживания: - при подъемегруза - при опускании груза | Т р.т.п Т р.т.оп | Т р.т.п = Т ин.т+ Т с.т.п Т р.т.оп = Т ин.т+ Т с.т.оп | Н×м Н×м |
| 10) Условие достаточности по пусковому моменту | Т р.т.п£ Т т.с; Т р.т.оп£ Т т.с | ||
| 11) Путь торможения: - при подъеме груза - при опускании груза | sп sоп | sп=0,5× t т.п×vг.ф sп=0,5× t т.оп×vг.ф | м |
| 12) Наибольшая допускаемая длина пути при торможении | [s] | Таблица А.23 | м |
| 13) Условие торможения механизма по длине пути | sп£ [s]; sоп£ [s] | м | |
| 14) Замедление при торможении: - при подъеме груза - при опускании груза | ат.п а т.оп | ат.п =vг.ф./ t т.п. а т.оп =vг.ф./ t о.п. | м/с2 |
| 15) Наибольшее допускаемое значение замедления меха- низма подъема груза | [ а т] | Таблица А.19 | м/с2 |
| 16) Условие достаточностипо замедлениюпри торможении | а т.п£ [ а т]; а т.оп£ [ а т] | м/с2 |
