Для электротали грузоподъемностью 3,2 тс принимаем одинарный полиспаст кратностью u = 2 и крюковую подвеску с блоком на подшипниках качения (рисунок 3.20).
Рисунок 3.20 – Схемы полиспастов:
а – одинарный двухкратный; б – одинарный трехкратный;
в, д – сдвоенные двухкратные; г – сдвоенный трехкратный
Усилие в канате
кгс,
где .
Разрывное усилие каната
кгс,
где – запас прочности каната при среднем режиме работы.
По таблице 3.8 выбираем канат стальной типа ЛК-3 согласно ГОСТ 7665-69 диаметром = 13 мм с разрывным усилием 9075 кгс.
Таблица 3.8 – Характеристики канатов стальных согласно
Диаметр, мм | Расчетная площадь сечения всех проволок, мм 2 | Расчетный вес 1000 м смазанного каната, кгс | Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, кгс/мм2 | |||||||||
каната | проволоки | |||||||||||
цент-ральной | в слоях | заполнения | ||||||||||
Расчетное разрывное усилие каната, кгс, не менее | ||||||||||||
проволок | 108 проволок | проволок | ||||||||||
8,1 | 0,55 | 0,50 | 0,20 | 23,76 | 234,0 | – | – | |||||
9,7 | 0,65 | 0,60 | 0,24 | 34,14 | 336,5 | – | – | |||||
11,5 | 0,75 | 0,70 | 0,30 | 46,75 | 460,5 | – | ||||||
13,0 | 0,85 | 0,80 | 0,34 | 60,96 | 600,5 | – | ||||||
14,5 | 0,95 | 0,90 | 0,38 | 77,04 | 759,0 | – | ||||||
16,0 | 1,05 | 1,00 | 0,40 | 94,54 | 931,5 | – | ||||||
17,5 | 1,15 | 1,10 | 0,45 | 114,58 | 1130,0 | – | ||||||
19,5 | 1,30 | 1,20 | 0,50 | 137,18 | 1355,0 | – | ||||||
21,0 | 1,40 | 1,30 | 0,55 | 161,13 | 1590,0 | – | ||||||
22,5 | 1,50 | 1,40 | 0,60 | 187,03 | 1845,0 | – | ||||||
24,0 | 1,60 | 1,50 | 0,65 | 214,86 | 2120,0 | – | ||||||
25,5 | 1,70 | 1,60 | 0,70 | 244,61 | 2410,0 | – | ||||||
27,5 | 1,80 | 1,70 | 0,75 | 276,31 | 2725,0 | – | ||||||
29,0 | 1,90 | 1,80 | 0,80 | 309,93 | 3055,0 | – | ||||||
32,0 | 2,10 | 2,00 | 0,85 | 380,49 | 3750,0 | – | ||||||
35,5 | 2,30 | 2,20 | 0,95 | 460,98 | 4541,0 | |||||||
38,5 | 2,50 | 2,40 | 1,00 | 546,30 | 5385,0 | |||||||
42,0 | 2,80 | 2,60 | 1,10 | 644,54 | 6350,0 | |||||||
45,0 | 3,00 | 2,80 | 1,20 | 748,13 | 7370,0 | |||||||
48,5 | 3,20 | 3,00 | 1,30 | 859,44 | 8466,0 |
Фактический запас прочности каната
У серийно выпускаемых электроталей электродвигатель подъема встроен в барабан, образуя мотор-барабан. По конструктивным соображениям диаметр барабана по дну канавок принимается равным мм.
Количество рабочих витков каната на барабане
Общее количество витков каната на барабане
,
где – количество дополнительных витков, которое остается на барабане при спуске груза на полную высоту. Шаг винтовой нарезки канавок на барабане принимаем равным .
Длина нарезной части барабана
.
У электроталей с продольным расположением барабана относительно монорельсового пути, один конец каната крепится в кольцевой канавке барабана тремя специальными стопорными винтами. Другой конец закрепляют клиновым соединением на сварном кожухе.
У электроталей с поперечным расположением барабана относительно монорельсового пути, оба конца каната крепят специальными стопорными винтами в кольцевых канавках обоих фланцев барабана. Электротали поперечного исполнения имеют сдвоенный двукратный полиспаст.
Статический крутящий момент на валу барабана при подъеме груза
,
где а = 1 – количество ветвей каната, закрепленных на барабане.
Частота вращения барабана
.
Расчетная мощность электродвигателя
,
где – общий КПД подъемного механизма, равный произведению КПД полиспаста, барабана и редуктора.
Выбираем короткозамкнутый асинхронный электродвигатель типа АОС-51-4 мощностью N = 4,5 кВт, n = 1335 об/мин. У выпускаемых электроталей в барабан встроены узлы электродвигателя, образующие, таким образом, мотор-барабан.
Необходимое передаточное число редуктора
.
Редуктор электротали двухступенчатый.
Передаточное число первой ступени
.
Второй ступени
Фактическое передаточное число
Фактическая скорость подъема
.
Номинальный крутящий момент на промежуточном тихоходном валу
.
Номинальный крутящий момент на быстроходном валу
.
При подборе электродвигателя для мотор-барабана при других условиях расчета, следует использовать данные табл. 3.9.
Таблица 3. 9 – Технические характеристики электродвигателей с повышенным скольжением АОС2, АОЛС2
Тип | Мощность, кВт | Частота вращения вала, об/мин | Тип | Мощность, кВт | Частота вращения вала, об/мин |
АОЛС2-11-2 | 0,9 | АОЛС2-12-6 | 0,6 | ||
АОЛС2-12-2 | 1,3 | АОЛС2-21-6 | |||
АОЛС2-21-2 | 1,8 | АОЛС2-22-6 | 1,3 | ||
АОЛС2-22-2 | 2,5 | АОЛС2-31-6 | |||
АОС2-31-2 | 3,5 | АОЛС2-32-6 | 2,7 | ||
АОС2-32-2 | 4,8 | АОС2-41-6 | |||
АОС2-41-2 | 6,8 | АОС2-42-6 | 4,7 | ||
АОС2-42-2 | АОС2-51-6 | ||||
АОС2-51-2 | АОС2-52-6 | ||||
АОС2-52-2 | АОС2-61-6 | 12,5 | |||
АОЛС2-11-4 | 0,6 | АОС2-62-6 | 15,5 | ||
АОЛС2-12-4 | 0,9 | АОС2-71-6 | |||
АОЛС2-21-4 | 1,3 | АОС2-72-6 | |||
АОЛС2-22-4 | АОС2-81-6 | ||||
АОС2-31-4 | АОС2-82-6 | ||||
АОС2-32-4 | АОС2-91-6 | ||||
АОС2-41-4 | 5,2 | АОС2-92-6 | |||
АОС2-42-4 | 7,5 | АОС2-41-8 | |||
АОС2-51-4 | 9,4 | АОС2-42-8 | 3,5 | ||
АОС2-52-4 | АОС2-51-8 | ||||
АОС2-61-4 | 14,5 | АОС2-52-8 | 6,4 | ||
АОС2-62-4 | 18,5 | АОС2-61-8 | |||
АОС2-71-4 | АОС2-62-8 | 12,5 | |||
АОС2-72-4 | АОС2-71-8 | ||||
АОС2-81-4 | АОС2-72-8 | ||||
АОС2-82-4 | АОС2-81-8 | 27,5 | |||
АОС2-91-4 | АОС2-82-8 | ||||
АОС2-92-4 | АОС2-91-8 | ||||
АОЛС2-11-6 | 0,4 | АОС2-92-8 |
Выводы.
Индивидуальные задания
№ | Грузоподъ-емность эле- ктроталей, тс | Высота подъема, м | Вес талей, кгс | Тип полиспаста | Тип крюка | Тип останова | Способ подвеса груза |
0,25 | 57 (р) | 1-2 | КО | РО | А | ||
0,50 | 75 (стп) | 1-3 | КО | РО | Б | ||
1,00 | 160 (стп) | 2-2 | КПО | РО | В | ||
2,00 | 270 (р) | 2-3 | КПО | ОС | Г | ||
3,20 | 440 (стп) | 1-2 | КД | ОС | А | ||
5,00 | 755 (эл) | 1-3 | КД | ОС | Б | ||
0,25 | 57 (р) | 2-2 | КПД | РО | В | ||
0,50 | 80 (р) | 2-3 | КПД | РО | Г | ||
1,00 | 140 (стп) | 1-2 | КО | РО | А | ||
2,00 | 325 (эл) | 1-3 | КО | ОС | Б | ||
3,20 | 515 (эл) | 2-2 | КПО | ОС | В | ||
5,00 | 555 (стп) | 2-3 | КПО | ОС | Г | ||
0,25 | 57 (р) | 1-3 | КД | РО | А | ||
0,50 | 96 (эл) | 1-3 | КД | РО | Б | ||
1,00 | 245 (эл) | 2-2 | КПД | РО | В | ||
2,00 | 275 (стп) | 2-3 | КПД | ОС | Г | ||
3,20 | 470 (эл) | 1-2 | КО | ОС | А | ||
5,00 | 615 (стп) | 1-3 | КО | ОС | Б | ||
0,25 | 57 (р) | 2-3 | КПО | РО | В | ||
0,50 | 105 (стп) | 2-3 | КПО | РО | Г | ||
1,00 | 220 (эл) | 1-2 | КД | РО | А | ||
2,00 | 360 (эл) | 1-3 | КД | ОС | Б | ||
3,20 | 395 (стп) | 2-2 | КПД | ОС | В | ||
5,00 | 700 (эл) | 2-3 | КПД | ОС | Г | ||
0,25 | 57 (р) | 1-3 | КД | РО | А |
Условные обозначения.
(стп) – тали стационарные подвесные;
(р) – тали с механизмом передвижения ручным;
(эл) – тали с механизмом передвижения электрическим;
КО – крюк однорогий;
КД – крюк двурогий;
КПО – крюк пластинчатый однорогий;
КПД – крюк пластинчатый двурогий;
РО – роликовый останов;
ОС – останов с собачкой;
А – через палец в проушине;
Б – через траверсу;
В – через полиспаст;
Г – через блоки.
3) Пример расчета мостового крана
Рассчитать механизм подъема груза электрического мостового крана грузоподъемностью Q = 5 т для перегрузки массовых грузов [20–23].
Исходные данные. Скорость подъема груза vГ = 0,25 м/с. Высота подъема груза Н = 15 м. Режим работы – средний, продолжительность включения ПВ = 25 %. Принимаем механизм подъема со сдвоенным двукратным полиспастом согласно табл. 3.10.
Таблица 3.10 – Рекомендуемая кратность полиспастов
Сдвоенный полиспаст | Простой полиспаст | ||
грузоподъемность, т | кратность одного полиспаста | грузоподъ-емность, т | кратность одного полиспаста |
До 8 | До 1 | 1...2 | |
10...16 | 2...3 | 1,25...6,3 | 2...3 |
20...32 | 3...4 | 8...16 | 3...4 |
40...50 | 4...5 | 20...32 | 5...6 |
Усилие в канате, набегающем на барабан
Здесь z = 2 – число полиспастов в системе; = 2 – кратность полиспаста; = 0,99 – общий КПД полиспаста.
Расчетное разрывное усилие в канате при максимальной нагрузке на канат Fк = Fб = 12386 Н и коэффициенте запаса прочности для среднего режима работы k = 5,5 согласно таблицы 3.11.
F ≥ Fк · k = 12386·5,5 = 68123 Н.
Таблица 3.11– Наименьший допускаемый коэффициент