Расчет механизма управления клещами

Некоторые характеристики механизма управления клещами:

1.высота подъема ,

2. скорость ,

3. режим работы механизма соответствует режиму М4.

Составим кинематическую схему управления клещами и схему запасовки каната.

Рисунок 2.2.1 Кинематическая схема механизма управления клещами.

Рисунок 2.2.2 Схема запасовки каната.

С помощью рычага Жуковского определим необходимое усилие в канате механизма управления клещами. Для этого построим план скоростей. Известно, что скорость движения клещей вертикально вниз и равна получим:

Рисунок 2.2.3 План скоростей

Выбираем полюс плана скоростей р и вертикально вниз откладываем отрезок [4] изображающий скорость , где масштабный коэффициент скорости. Для определения скорости точки В проводим из полюса перпендикулярно АВ линию действия скорости точки В, также из точки проводим перпендикулярно ВС линию действия скорости (вращательное движение точки В относительно точки С) точка пересечений данных линий будет являться точкой В. Тогда скорости будут равны:

Для определения скорости точки D проведем из точки перпендикулярную СD на расстояние равное:

где скорость определится:

Тогда длина вектора определится:

Таким образом определилась точка D. Для определения скорости соединим точку D с полюсом и получим:

Перевернем полученный план скоростей на в какую либо сторону и перенесем массы звеньев параллельно самим себе в соответствующие точки на плане скоростей.

Рисунок 2.2.4 План сил

Грузоподъемность механизма управления клещами будет равна:

Дальнейший расчет будем вести по методики [5]

Определяем кратность полиспаста.

(6)

где – количество ветвей на которых висит груз,

с –с число ветаей

Подставляя все значения в формулу получаем:

 

Расчет и выбор каната.

Максимальное усилие в канате в точке набегания его на барабан определяется по формуле:

(7)

где – грузоподъемность,

– КПД полиспасты [5],

– КПД неподвижного блока на подшипниках качения [5],

– число неподвижных блоков.

Тогда максимальное усилие будет равно:

Расчетное разрывное усилие согласно правилам Ростехнадзора определяется как

(8)

где – коэффициент запаса прочности, для режима работы М4 [5].

Разрывное усилие будет равно:

По разрывному усилию подберем канат ЛК – Р 6х19(1+6+6/6)+1с диаметром приложение 2 таблица п.2.1 [3].

Расчет блоков подвески

Допускаемый диаметр блока по центру каната определяется по формуле Ростехнадзора:

(9)

где – диаметр каната,

– коэффициент, учитывающий допустимый перегиб каната для режима работы М4 [5].

Диаметр блока будет равен:

С целью унификации примем диаметр блока

 

 

Рисунок 2.2.5 Профиль канавки блока

Расчет барабана

Диаметр барабана определяется так же, как и диаметр блока:

Для того чтобы уменьшить длину барабана принимаем его диаметр .

Шаг канавок:

(10)

Толщина стенки стального барабана:

(11)

Проверка толщины стенки барабана на сжатие.

₍₎ (12)

где –максимальное статическое усилие в канате;

–допускаемое напряжение сжатия [5].

Подставляя все значения в формулу получаем:

Следовательно, толщина стенки барабана полностью удовлетворяет условию прочности при сжатии.

Глубина нарезки на барабане:

(13)

– радиус желобка на барабане.

(14)

Длина барабана.

(15)

где – участок для навивки рабочей ветви каната;

(16)

– участок барабана для неприкосновенных витков:

(17)

– участок для закрепления конца каната:

(18)

– длина концевой части барабана:

(19)

– не нарезанная средняя часть барабана.

(20)

где – минимальное расстояние между осью барабана и осью подвески, [5]

– расстояние между осями крайних блоков подвески,

– предельный угол набегания каната на барабан [5].

Подставляя все значения в формулу получаем:

Расчет узла крепления каната на барабане.

Узел крепления каната на барабане представлен на рис..

Усилие в канате перед прижимной планкой:

(21)

где – коэффициент трения каната о барабан,

– угол обхвата барабана витками трения.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Усилие в одном болте:

(22)

где – число болтов,

– коэффициент трения каната о планку.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Для крепления каната к барабану принимаем болты М20.

 

 

Рисунок 2.2.6 Геометрические характеристики барабана.

Рисунок 2.2.7 Крепление каната на барабане.

Проверка болта на растяжение.

Условие прочности при растяжении:

(23)

где k_З=1, 8—коэффициент запаса прочности крепления,

S_болт=π d²_болт/4=3, 14∙ 20²/4=314(мм)—площадь сечения болта;

[σ ]_p=117(МПа) — допускаемое напряжение на растяжение.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Следовательно, выбранные болты крепления каната к барабану полностью удовлетворяют условию прочности.

 

Выбор способа крепления вала редуктора с барабаном и расчет оси барабана.

Расчетная схема представлена на рис. 9.

Длину оси барабана можно принять равной:

,

Условие прочности при работе оси барабана на изгиб при симметричном цикле работы:

где —изгибающий момент в сечении;

—момент сопротивления сечения;

—допускаемое напряжение при симметричном цикле работы.

Нагрузка на барабан (пренебрегая собственным весом барабана) создается усилиями двух ветвей каната – . Поскольку ступицы находятся на разных расстояниях от опор (предварительно можно принять ), нагрузки на ступицы также не будут одинаковы. С достаточной для предварительного расчета точностью их можно принять:

Определение опорных реакций в точках A и B:

Наибольший изгибающий момент под правой ступицей, определим диаметр ступицы:

где – изгибающий момент правой ступицы,

где – предел выносливости для стали 45,

– коэффициент, учитывающий конструкцию детали,

– допускаемый коэффициент запаса прочности.

Тогда диаметр ступицы будет равен:

Принимаем диаметр ступицы .

Длина ступицы:

(24)

Определяем диаметр сечения цапфы:

(25)

где – наибольший изгибающий момент для правой цапфы:

Тогда диаметр цапфы будет равен:

Принимаем .

 

Расчет подшипников оси барабана.

Эквивалентная нагрузка на левый подшипник т.к. на него действует большее усилие.

(26)

где – коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца);

– динамический коэффициент;

– коэффициент приведения для режима М4.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Требуемая долговечность подшипника:

(27)

где – долговечность подшипника для режима М4;

– частота вращения барабана:

(28)

Требуемая долговечность подшипника будет равна:

Расчетная динамическая грузоподъемность подшипника:

Рисунок 2.2.8 Схема к расчету оси барабана

Подставляя все значения в формулу получаем:

Так как диаметр цапфы 55 мм выбираем подшипники роликовые радиальные сферические двухрядные типа 3512 по ГОСТ 5721-75.

Рисунок 2.2.9 Подшипники роликовые радиальные сферические двухрядные типа 3512 по ГОСТ 5721-75.

 

Расчет и выбор электродвигателя.

Статическая мощность при подъеме номинального груза.

(29)

где – КПД механизма подъема.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Потребная мощность электродвигателя:

(30)

где – коэффициент приведения для режима работы М4.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Электродвигатель 4ПБМ160L О4, 5.8 кВт, 1600 об/мин, 220 В, IMB3, ТУ 16-88 ИЖВЕ.527000.

 

Расчет и выбор редуктора.

Передаточное отношение редуктора:

(31)

Подставляя все значения в формулу получаем:

Максимальный крутящий момент на барабане (тихоходном валу редуктора):

(32)

Подставляя все значения в формулу получаем:

Редуктор Ц3У-315НМ-50-11ЦУ1

 

Расчет и выбор тормоза.

Расчетный тормозной момент:

где – коэффициент запаса торможения при режиме работы М4.

Подставляя все значения в формулу получаем:

Выбираем тормоз типа ТКП – 300.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Понятие органа государственного управления (исполнительной власти)
2. I.12. Факторы жизни растений, возможность управления ими с помощью агротех. приёмов.
3. III. 41. Стратегия и функции управления.
4. III. 43. Методы управления с/х производством.
5. V1: Теоретические основы формирования и управления ассортиментом товаров
6. Административно-правовой статус органов местного самоуправления.
7. Административно-правовые отношения в сфере государственного управления
8. Административные методы управления
9. Административные методы управления персоналом
10. Актуализация социальной потребности в повышении культуры делового поведения работников сферы управления.
11. Алгоритм управления командой проекта
12. Анализ организации управления персоналом в ЗАО «Гостиница «Волга».