Определение передаточного числа привода

Частота вращения барабана определяется по формуле:

 

 

где V_под - скорость подъема груза, м/с;

U_n - кратность полиспаста;

D_б - диаметр барабана, м.

Требуемое передаточное число привода определяем по формуле:

 

Выбор редуктора

Выбираем редуктор цилиндрический трехступенчатый типа ЦЗУ-350:

- передаточное число

номинальный крутящий момент на тихоходном валу М = 4000 Н∙м.

 

Выбор муфты быстроходного вала

 

Момент статических сопротивлений на валу двигателя, с общим КПД всего механизма, согласно [1, c. 23]:

 

 

где z - число простых полиспастов в системе;

U_р - фактическое передаточное число привода;

з - КПД механизма в целом, з = 0,85.

Расчетный момент для выбора соединительной муфты с учетом ответственности и режима работы механизма определяется по формуле:

 

 

где k₁ - коэффициент, учитывающий степень ответственности механизма;

k₂ - коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Тогда согласно [1, c. 42, табл. 1.35] для механизмов подъёма: k₁ = 1,3; k₂ = 1,2 - лёгкий режим.

Принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту:

номинальный крутящий момент T_ном. = 500 Н·м;

наружный диаметр муфты D = 170 мм;

- момент инерции

Момент статических сопротивлений на валу барабана, с КПД барабана, согласно [1, c. 23]:

 

 

где з_б - КПД барабана (з_б = 0,95…0,96).

 

 

Выбор муфты тихоходного вала

 

В механизме используется встроенная в барабан муфта.

 

Определение пусковых характеристик механизма

 

Фактическая частота вращения барабана определяется по формуле:

 

 

где n_эл. - частота вращения электродвигателя, мин^-1;

U_р - фактическое передаточное число привода.

Фактическая скорость подъёма груза определяется по формуле:

 

 

где D_б - диаметр барабана, м;

U_n - кратность полиспаста.

 

 

Время пуска при подъёме груза определяется по формуле:

 

 

где д - коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс привода механизма, за исключением ротора двигателя и тормозного шкива, установленного на быстроходном валу: д = 1,1…1,25;

I - момент инерции ротора двигателя и тормозного шкива установленного на быстроходном валу:

 

 

I_p - момент инерции ротора двигателя, кг · м²;

I_ш - момент инерции тормозного шкива, согласно [1, с. 25]:

 

 

m - масса шкива, принимаем m = 100 кг;

D - диаметр тормозного шкива (см. рис. 4): D = 0,3 м;

T_ср.п. - средний пусковой момент двигателя, определяем по формуле:

 

 

ш_max - максимальная кратность пускового момента двигателя;

 

 

ш_min - минимальная кратность пускового момента двигателя ();

T_с - момент статических сопротивлений на валу двигателя, Н·м;

Q - номинальная грузоподъемность крана, кг;

V - фактическая скорость подъёма груза, м/с;

з - КПД механизма в целом, з = 0,85.

Ускорение при пуске определяется по формуле:

 

 

Выбор тормоза

 

Момент статического сопротивления на валу двигателя при торможении механизма определяется по формуле:

 

 

где F_б - усилие в канате, H;

z - число простых полиспастов в системе;

D_б - диаметр барабана, м;

з - КПД механизма в целом, з = 0,85;

U_р - фактическое передаточное число привода.

Необходимый по нормам Ростехнадзора момент, развиваемый тормозом, определяется по формуле:

 

 

где K_Т - коэффициент запаса торможения, принимаем K_Т = 1,5 - для среднего режима работы механизма.

Выбираем тормоз ТКГ - 300:

тормозной момент Т = 800 Н∙м;

диаметр тормозного шкива D=300 мм;

масса тормоза 100 кг;