Расчёт крана

LН=43*25,5=1096,5 мм

где tш= dк+(2-3) – шаг нарезки, мм.  

tш= 22,5+3=25,5 мм 

 Zо= Zр+ Zз+ Zкр – общее число витков нарезки, состоящее из числа рабочих, запасных и витков на крепление каната. 

Zо=39+2+2=43

Zр= (НП+НОП)*m/π*Dб.с.

Zр=(25+15)*2/3,14*0,6525=39

где НП, НОП – высота подъёма и глубина опускания, м;

m – кратность полиспаста;

Dб.с. – диаметр барабана, измеренный по средней линии навиваемого каната.

Dб.с. = Dб+ dк

Dб.с. =630+22,5=652,5 мм 

Полная длина  барабана при одинарном полиспасте: 

LП=2LН+12* tш, мм;

LП=2*1096,5+12*25,5=2499 мм 

Толщина стенки барабана: δст=0,01Dб+3, мм

                           δст=0,01*630+3=9,3 мм

Толщина стенки барабана проверяется из расчёта  на сжатие:

                           δст=f* Smax/ tш*[σсж] , мм

                           δст=0,7* 36100/ 25,5*110=9 

               Принимаем δст=9,3 мм 
 

               Схема запасовки  канатов для работы крюком в режиме повышенной грузоподъёмности: 1- уравнительные блоки; 2- направляющие блоки; 3- поддерживающий барабан; 4- замыкающий барабан. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Определение потребной мощности и выбор электродвигателя механизма подъёма. 

Nст=QН*g*Vп /ηобщ =16*9,81*1/0,8=171,68 кВт

       где ηобщ – общий к.п.д. грузоподъёмного механизма;

       ηобщ=0,8-0,85;

    Так как кран используется на перегрузке навалочных грузов грейфером, то принимаются  два электродвигателя с мощностью:

    N1=N2=0,6Nст=0,6*171,68 =103 кВт.

    Производим  корректировку мощности с учётом фактической продолжительности включения

    Nн=N1*   ПВ/ПВн=103*  37/40=99 кВт 

    Тип выбранного электродвигателя МТН 711-10

    Максимальный  момент на валу электродвигателя Мmax=4660 Нм

    Момент  инерции J=10,25 кВт

    Мощность  электродвигателя Nдв=100 кВт

    Частота вращения вала электродвигателя nдв=584 об/мин

    Ширина  электродвигателя Вдв=766 мм 

Расчёт  передаточного числа  и подбор редуктора. 

iр= nдв/ nб=584/30,33=19,25

nб=60* Vп/π*Dб=60*1/3,14*0,63=30,33об/мин 

Редуктор типа РМ-1000 с iр=20,49 – исполнение V.(сборник задач, табл. 12)[2]

Nр=137 кВт 

Расчёт  и выбор тормоза, соединительной втулочно-пальцевой  муфты. 

Величина тормозного момента, приведённого к валу электродвигателя рассчитывается по формуле: 

          Мт=β*Dб*QН*g* nб /2*nл*iр = 2,5*14000*9,81*0,63*0,8/2*2*20,49=2111 Нм 

      где β=2,5 – коэффициент запаса торможения для грейферного режима;

      nл – количество лебёдок механизма подъёма (nл=2 – для грейферных кранов). 

       По  величине тормозного момента выбирается тормоз:  

Тип тормоза ТКГМ - 500м

Диаметр тормозного шкива - 500мм

Тормозной момент Мт=2500 Нм

Отход колодок-1,63 мм

Тип толкателя  ТГМ-80

Усилие толкателя 800 Н 

Ход толкателя 50 мм 

                                                             
 

Выбор муфты. 

По величине диаметра тормозного шкива выбирается втулочно-пальцевая муфта:

Число пальцев 8

Наибольший передаваемый момент 4000 Нм

Момент инерции  Jм=6,9 кгм  
 
 

Обоснование компоновочной схемы  лебёдки. 

Проверяется возможность  принятия П – образной компоновочной  схемы по выражению: 

А>Dб/2+Вдв/2=630/2+766/2=698

1000>698 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

               Расчёт  механизма передвижения. 

   Расчёт  нагрузок на опоры  крана: 

   Из [2;14] выбираем массу крана – 182,7 т; портала – 67,7 т; поворотной части с противовесом – 115 т;

   Максимальная  нагрузка на опору В равна: 

         Роп. max.=0,25[Gпорт+V((S+2tо)/S)+М*2cosφ/S+ М*2sinφ/в]

Роп. max.=0,25[664,13+1265,49 ((10,5+2*1)/10,5)+3163,72*2cos45/10,5+ 3163,72*2sin45/10,5]=755,54 кН 

      где V= Gпов.ч.+ Gгр.=(115+14)*9,81=1265,49 кН

      tо=1 – расстояние между осью вращения крана и шарниром крепления стрелы: 

      М=V*lv=1265,49*2,5=3163,72 кН

      lv=2,5 м

   Gпорт=67,7*9,81=664,13 кН 

   Максимальная  нагрузка на опору Д равна: 

         Роп. min.=0,25[Gпорт+V((S-2tо)/S)-М*2cosφ/S- М*2sinφ/в]

Роп. min.=0,25[664,13+1265,49 ((10,5-2*1)/10,5)-3163,72*2cos45/10,5- 3163,72*2sin45/10,5]=209,2 кН 

Расчёт числа ходовых колёс: 

Zоб= Роп. max. /[р]= 755,54/200=3,77=4 

где Zоб – число колёс на одной опоре;

[р] – допускаемая нагрузка на одно колесо, зависящая от материала, из которого изготовлено колесо, и шпального покрытия. ([р] – (200÷500) кН) 

Определение фактических нагрузок на колёса: 

Максимальная  нагрузка на колесо: 

Рк. max.= Роп. max. / Zоб=755,54/4=188,9 кН 

Минимальная нагрузка на колесо: 

Рк. min.=Роп. min./Zоб=209,2/4=52,3 кН 

Расчёт  числа приводных  колёс: 

Расчётное значение приводных колёс должно быть таким, чтобы обеспечивалось устойчивое передвижение крана при неблагоприятных условиях 

Zпр.к.оп. = ∑Рк.пр./4Рк.min.=723/4*52,3=3,5=4 ед.

где ∑Рк.пр.=Wоб/µ+ µсм=93,99/0,01+0,12=723 кН 

µ=0,01-коэффициент  трения в цапфах колеса;

µсм=0,12-коэффициент трения между колесом и цапфой. 
 

Диаметр ходового колеса: 

Дк=Рк.max.*1000/вк[g]=188,9*1000/7*500=53,97 см 

По ГОСТу  принимаем Дк=560 мм

где вк – ширина опорной части колеса – вк=вр=70 мм (вр – ширина рельса)