Расчет вспомогательного оборудования

Расчет вспомогательных устройств

Таль. Таль электрическая канатная предназначена для подъема, опускания и горизонтального перемещения груза, подвешенного на крюк. Таль перемещается по подвесному пути двутаврового профиля. (по прямым или радиусным участкам пути).

Монорельсовый путь – двутавровые балки N24М, 30М, 36М по ГОСТ 19425. Управление талью осуществляется посредством кнопочного поста управления.

Т.к самая большая деталь весит ≈ 2600 кг, то принимаю по “Атласу грузоподъемных устройств” электрическую таль ТЭ1 – 511 грузоподъемностью 3 т

 

Рис. 10

 

Грузоподъемность 3 (т) - 30000 (Н) - 30 (кН)

Высота подъема 6 (м)

Скорость подъема 8 (м/мин)

Скорость передвижения 20 (м/мин)

Число ветвей каната на барабане 1

Кратность полиспаста 2

Подбор каната.

 

Рис. 11

 

Максимальное рабочее давление в одной ветви каната.

 

F_max. =  =  = 15.15 (кН)

 

где z = u ∙ a = 2 ∙ 1 = 2 – число ветвей каната на которых подвешен груз.

S_n – КПД полиспаста; по таб. П3 при u = 2 для полиспаста с подшипниками качения S_n = 0.99

Расчетное разрывное усилие:

 

F_p = P_k ∙ F_max = 6 ∙ 15.15 = 90 (kH)

 

где n_k – коэффициент запаса прочности каната, для талей с машинным приводом n_k – 6.

По ГОСТ 2688 – 80 (таб. П5) выбираем канат типа ЛК – Р (6 х 19 + 1 о.с.) с F_p.m. = 97 (кН) с δ _В = 1960 (мПа), диаметр d_K = 13 (мм).

Фактический запас прочности каната.

 

N_Ф =  =  = 6.4 > n_K = 6

 

Наименьший диаметр барабана по дну канавки определяем по формуле Гостехнадзора:

 

D_Б ≥ (ℓ - 1) ∙ d_K (мм)

 

ℓ _К – коэффициент, зависящий от типа механизма, для электрических талей ℓ _К = 20 (таб. П4).

 

D_Б = (20 – 1) ∙ 13 ≥ 247 (мм)

 

принимаю D_Б = 250 (мм)

количество рабочих витков на барабане

 

Z_P =  = 14.5

 

Длина барабана:

 

ℓ _Б = ℓ _Р + ℓ _З (мм)

 

где ℓ _Р – рабочая длина барабана

 

ℓ _Р = (Z_P + Z ₀) ∙ t (мм)

 

Z₀ = 1.5…2 – число запасных витков каната, принимаем Z₀ – 1.5 витка;

t – шаг витков, для барабана с канавками t = d_K + (2…3) = 13 + (2…3) = 15…16 (мм)

принимаю t = 15 (мм);

 

ℓ _Р = (14.5 + 1.5) ∙ 15 = 240 (мм);

 

ℓ _З – длина барабана, необходимая для крепления каната

 

ℓ _З = (3…4) ∙ t = (3…4) ∙ 15 = 45…60 (мм),

 

принимаем ℓ _З = 50 (мм).

Полная длина барабана

 

ℓ _Б = 240 + 50 = 290 (мм)

 

статический крутящий момент на валу барабана при подъеме груза.

 

Т_Б =  =  = 2168 (H∙ м)

 

где S_Б – КПД барабана; S_Б = 0.98…).99, принимаем S_Б = 0.98.

частота вращения барабана:

 

n_Б =  =  = 19.5 (об/мин)

 

расчетная мощность электродвигателя.

 

Р_ЭД =  =  = 4929 (Вт) ≈ 4.93 (кВт)

 

где S_m = S_{n •} S_{б •} S_p - КПД подъемного механизма.

S_m = 0.99 ∙ 0.98 ∙ 0.9 = 0.87,

здесь S_n = 0, 99 – КПД полиспаста;

S_б = 0, 98 – КПД барабана;

S_р = 0, 9 – 0, 95 – КПД редуктора, принимаем S_P = 0, 9.

Выбираем электродвигатель 4А90А Р_Э = 1.5 (кВт) и стандартной частотой вращения n_Э = 1000 (об/мин).

У выпускаемых электродвигателей в барабан встроены узлы электродвигателя, образуя узел электротали мотор-редуктор.

Необходимое передаточное число редуктора

 

U_P.P =  =  = 51.3

 

При таком значении придаточного числа необходимо принять двухступенчатый редуктор.

 

Принимаем придаточное число первой ступени u₁ = 8.

 

u₂ = u_p.p: u₁ = 51.3: 8 = 6.4

 

фактическое придаточное число

 

u_P = 8 ∙ 6.4 = 51.2

 

фактическая скорость подъема:

 

𝝊 _Ф =  =  ∙ 0.134 ≈ 0.134 (м/с)

 

Расчет тормоза.

Таль снабжена двумя тормозами. На быстроходном валу редуктора установлен двухколодочный тормоз с электромагнитом, а на тихоходном валу – установлен грузоупорный тормоз.

Расчет колодочного тормоза.

Определяем тормозной момент по формуле:

 

Т_Т = К_Т ∙ Т_К = 1.25 ∙ 44.5 = 55.6 (Н.м)

 

где К_Т – коэффициент запаса торможения, для механизма подъема электротали с двумя тормозами К_Т = 1.25; Т_К = Т₁ – номинальный крутящий момент на быстроходном валу:

 

Т_К =  =  = 44.5 (Н.м)

 

здесь S_З = 0.975 – КПД зубчатой передачи одной ступени. Нормальная сила давления колодок на тормозной шкив:

N =  =  = 827 (Н)

 

где f = 0.42 – коэффициент трения вальцованной ленты по чугуну и стали (таб. П13)

D_W = 160 мм –диаметр тормозного шкива (таб. П15). Определяет силу пружины, действующую на каждый из двух рычагов:

 

F_n = N ∙  = 827 ∙  = 370 (H),

 

где ℓ ₁ = 100 мм и ℓ ₂ = 235 мм – длины рычагов (таб. П15); S = 0.95 – КПД рычажной системы.

усилие размыкания:

 

F =  =  = 403 (H),

 

где ℓ ₃ = 105 мм – таб. П15

Усилие электромагнита:

 

F_M =  =  = 30.3 (H),

 

где G_P = 4 H – вес рычага, соединяющего якорь электромагнита с размыкающим пальцем (таб. П15); ℓ = 225 (мм) и d = 15 (мм) – таб. П15.Ход электромагнита:

 

h = ε ∙  = 0.6∙  = 18.5 (мм).

 

 

В соответствии с величиной F_M выбирают тормозной электромагнит и регулируют его на величину хода h. Наибольшая величина давления на тормозных обкладках из вальцованной ленты:

 

q =  =  = 0.3 ∙ 10⁶ (H/м²) = 0.3 (мПа) < [q] = 1.2 (мПа)

 

здесь ℓ _об = 91 мм – длина обкладки (таб. П15);

b_об =30 мм – ширина обкладки (таб. П15);

[q] – допускаемое удельное давление материалам рабочих

поверхностей по таб. П13, для вальцованной ленты по чугуну и стали [q] = 1.2 мПа.

Расчет грузоупорного тормоза.

По таб. П16 для заданной грузоподъемности тали G = 10 кН выбираем дисковый грузоупорный тормоз с размерами:

Резьба винта тормоза – прямоугольная трехзаходная, наружный диаметр резьбы d = 50 мм;

Внутренний диаметр резьбы d₁ = 38 мм;

Шаг резьбы t = 8 мм.

Средний диаметр диска D_СР = 92.5 мм. Угол подъема трехзаходной резьбы тормозного вала:

 

tgλ =  =  = 0.17 и λ = 9⁰52;

 

где Z = 3 – число заходов резьбы;

d₂ – средний диаметр резьбы

 

d₂ =  =  = 44 (мм).

 

Осевая сила, возникающая при торможении и занимающая фрикционные кольца тормоза.

 

F_α =  =  = 22070 (H)

 

где Т₂ – номинальный крутящий момент на тихоходном валу редуктора,

 

Т₂ =  =  = 347 (H.м);

 

𝘱 = 2…3⁰ – угол трения в резьбовой паре при работе в масляной ванне, принимаем 𝘱 = 2⁰;

f = 0.12 – коэффициент трения вальцованной ленты по стали в масле;

S – средний радиус винтовой резьбы

 

S =  =  = 22 (мм).

 

Тормозной момент грузового тормоза.

Т_2Т = f ∙ F_α ∙ R_C ∙ n = 0.12 ∙ 22070 ∙ 0.0925 ∙ 2 = 490 (Н.м)

где n = 2 – число пар трущихся поверхностей.

Тормозной момент должен удовлетворять следующему условию:

 

Т_2Т ≥ К_Т ∙ Т₂ ≥ 1.25 ∙ 347 = 434 (Н.м);

Т_2Т = 490 > 434 (Н.м)

 

Следовательно, условие выполнено

К_Т = 1.25 – коэффициент запаса торможения для второго тормоза электротали.

 

Надежность удерживания груза в подвешенном состоянии обеспечивается при соблюдении зависимости:

 

f ∙ R_C ∙ n ≥ [S ∙ tg(λ + 𝘱 ) + f ∙ R_C] ∙ S_З²;

f ∙ R_C ∙ n = 0.12 ∙ 0.0925 ∙ 2 = 0.022.

[S ∙ tg(λ + 𝘱 ) + f ∙ R_C] ∙ S_З² = [0.022 ∙ tg11⁰52 + 0.12 ∙ 0.0925] ∙ 0.975² = 0.015/

 

0.022 > 0.015; т.е. условие выполнено.

 

S ∙ tg(λ + 𝘱 ) ≤ R_C ∙ f ∙  ;

S ∙ tg(λ + 𝘱 ) = 0.022 ∙ tg11⁰52 = 0.0046,

R_C ∙ f ∙  = 0.0925 ∙ 0.12 ∙  = 0.0089.

0.0046 < 0.0089, т.е. условие выполнено.

 

Проверка винтовой резьбы на смятие:

 

δ _СМ =  =  = 6.7 (мПа) < [δ ]_СМ.

 

здесь Z = 4 – число витков резьбы, принимающих нагрузку.

Размещено на Allbest.ru

 

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться: