Проектирование лебёдки механизма подъёма

 
                       ŋ0= ŋn · ŋб · ŋр · ŋм = 0.96 · 0.98 · 0.96 · 0.98 = 0.885

 

где ŋn- КПД полиспаста

      ŋб - КПД барабана, ŋб = О ,98 (подшипники качения); 
      ŋp - КПД редуктора, ŋ_Р = 0,96;

      ŋм - КПД муфты, ŋм = 0,98;

      m – степень, равная количеству муфт в приводе.

                     

Np = [(3500 + 50) · 9.81 · 0.16] / 1000 · 0.885 = 6,29, кВт

 

3.2 Выбираем  электродвигатель MTF 211-6  с учетом заданного значения группы режима (ПВ=40%), с номинальной мощностью Nдв=7,5 кВт и с частотой вращения вала ротора ŋ_дв=930 об/мин, моментом инерции

Ip = 0.115 кг·м², m=120 кг, Mmax=191 H ·м из условия: 

 

                                              N_дв ≥ N_P                                                  [2. табл. В1]                                                   

3.3 Определяем  требуемое передаточное число  редуктора:

                          U=n_дв/nб

       где nб - частота вращения барабана,

 

Nб = 60Vn · Un / π · DH = 60 · 0.16 · 3 / 3.14· 0,291= 31,5, об/мин

U=930/31,5=29,5

 
 

 Определяем  вращающий момент на тихоходном валу редуктора:                       

                           Tp = S · DH / 2ŋб = 12092 · 0,291 / 2 · 0.98 = 1795,3 Н·м

Принимаем электродвигатель: MTF 211 - 6

 

3.4 Выбираем редуктор Ц2-350-29,4 с фактическим передаточным числом U_P=32,42, ближайшим к требуемому U=29,5, с учетом группы режима механизма (ПВ = 40%) и частоты вращения быстроходного вала nдв = 930 об/мин, из условия:

 

Tт ≥ Тр                                                                         [2. табл. Г6]

Тт = 3300, Тр = 1795,3

       где Т_т - вращающий момент на выходном валу редуктора                (табличный), Т_т= 3300 Н·м

 

3.5 Определяем минимальное межосевое расстояние редуктора,  обеспечивающее условия сборки лебедки:

Amin = [(Dб + dk)/2] + b31 + 30 < аос,

Аmin = [(278+ 13)/2] + 158 + 30 < 350,

333,5мм<350мм

где b31 = 158 мм -габаритный размер электродвигателя;     [2. табл. В2]

     30 - гарантированный зазор, мм;

     аос - межосевое расстояния редуктора, мм.                              [2. табл. Г2]        

3.6 Определяем фактическую скорость подъема груза:

                         Vмф = π · DH · nбф / 60·Un, м/с

                          Nбф = nдв / Up =930 / 32,42 = 28,7, об/мин

                          Vпф = 3.14 · 0.291 · 28,7 / 60 · 3 = 0.146, м/с   

где nбф - фактическая частота вращения барабана

3.7 Определяем погрешность скорости подъема груза:

                ΔV = [|Vn – Vпф|/ Vn] · 100%

                ΔV = [|0.16-0.146|/ 0.16]  · 100% = 8,75%   

 
 

3.8 Определяем расчетный вращающий момент, передаваемый 
муфтой:

Tp = K · TH , H·м

где Т_н - действующий вращающий момент:

Тн = 9550Np / nдв , Н·м

 

   К - коэффициент динамичности:

К=К1 · К2 · К 3, К=1.8·1 · 1,2=2,16

     К1 = 1,8– коэффициент степени ответственности  передачи,

     К2 = 1,2– коэффициент режима работы,

     К3 = 1  – коэффициент углового смещения;                           [1. табл. 6]

 
 

Тн = 9550 · 6.29/ 930 = 64,5  Н·м

                  Т_р= 2,16 · 64,5 = 139,3 Н·м

 

3.9 Выбираем муфту с учетом диаметров соединяемых валов и 
передаваемому моменту по условию:

     ТМ≥Т_Р,

Тм=500>139,3 Нм

 где Т_м - вращающий момент, который способна передать муфта

3.10Проверяем двигатель по условиям пуска

3.10.1 Определяем время разгона механизма при подъеме груза:

                              TП =Iпр · nдв / 9.55(МП – Мст), с      

 где Iпр -суммарный, приведенный к валу двигателя, момент инерции движущихся масс механизма и груза:

 Iпр = К(Ip + IM) + [(Q + q) · DH²] / 4Up² · Un² · ŋ0 , кг·м²   Iпр=1.1(0.115+0.152)+[(3500+50)· 0.291²]/4·32,42² ·9·0.885=0,3 кг·м²  

      Где К - коэффициент, учитывающий моменты инерции звеньев механизма, расположенные между валом двигателя и барабаном, включая и барабан;

     Для грузоподъемных машин К = 1,1... 1,25. Принимаем К = 1,1

   1_Р - момент инерции ротора электродвигателя, кг·м²;

    1м- момент инерции муфты с тормозным шкивом, кг·м²;

     М_п - средний пусковой момент электродвигателя; для крановых двигателей с фазным ротором - М_п=(0,7...0,8)Мmах;

    Принимаем М_п= 133,7 Нм

    Мcт - момент статических сопротивлений при пуске, приведенный к валу двигателя:

Mст = [(Q + q) g · DH] / 2Up · Uп · ŋ0, Н·м

Мст = [(3500+50)9.81·0.291]/2·32,42·3·0.885=58,8

TП=0.3·930 / 9.55(133,7-58,8) = 0,39 с

3.10.2 Определяем среднее ускорение во время пуска:

                            Aср= VМф/ТП, м/с²

                            Аср=0.146/0.39=0,37 м/с²

Исходя из полученного  среднего ускорения, можно сделать  вывод, что данная лебедка может быть использована в механизмах подъема производственных кранов.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Тормоз  лебедки

 

4.1 Определяем  расчетный тормозной момент:

Мтр = Кт ·  М_{ст т}, Н·м

где К_т - коэффициент запаса торможения,                                         [1.табл.8]

      Кт= 2

Мст.т - момент статических сопротивлений при торможении, приведенный к валу тормоза.

      Мст т = (Q + q)g · DH · ŋ0 / 2Up · Un, H·м

      Мст т = (3500+50) ·9.81 ·0.291 · 0.885/2·32,42·3=46,1 Н·м 

 

Мтр = 2 · 46,1 = 92,2 Н·м

4.2 Выбираем тормоз из каталога                                            [2.табл. Е1]

      по условию:

М_т ≥Мтр,

Мт=250>92,2

где М_т - тормозной момент выбранного тормоза (табличный)

Принимаем тормоз ТКГ-200,  с учетом D_T

4.3Определяем время торможения механизма при опускании груза:

  

tm = Iпр · nдв / 9.55·(Мт – Мст т), с

где Iпр - суммарный, приведенный к валу двигателя, момент инерции движущихся масс механизма и груза при торможении:

Iпр = K· (Ip+IM) + [(Q+q) · DH²·ŋ0 / 4Up² · Uп²], кг·м²