Расчет пластинчатой грузовой цепи

  Практическая работа  №1.

Тема: Расчет пластинчатой грузовой цепи.

Цель работы: 1. Научиться выбирать цепь по ГОСТу.

2. Проверить цепь на прочность.

3. Рассчитать основные параметры цепи.

Порядок работы:

1. Согласно исходным данным выбрать цепь, дать ее условное обозначение и выполнить эскиз звена с указанием размеров.

2. Произвести проверочный расчет цепи.

3. Произвести расчет профиля звездочки.

Исходные данные:

Грузоподъемность – Q(кн)

РР=1М…6М

Число зубьев звездочки – Z

1. Определить максимальное натяжение цепи при работе с двукратным полиспастом

S_max=Q/i_n· η_зв

где Q – грузоподъемность (кн)

 i_n – кратность полиспаста

i_n = 2

η_зв – кпд звездочки крюковой подвески при подшипниках качения и нормальной смазке

η_зв = 0,97…0,98

2. Определяем разрушающую нагрузку

S_разр = S_max· k_ц   (кн)

где  k_ц  - коэффициент запаса прочности

k_ц = 5 – механизмы с ручным приводом и спокойной работе

k_ц  = 6 – механизмы с ручным приводом и работой с толчками

k_ц = 7…8 – при механическом приводе и спокойной нагрузке

k_ц = 10 – при механическом приводе и работе с толчками

Выбираем грузовую пластинчатую цепь со следующими характеристиками (табл. 1)

Шаг цепи – t, мм

Тип цепи –

Разрушающая нагрузка - S_разр (кн)

Количество пластин в одном звене – n

Ширина пластины – В (мм)

Диаметр средней части – d₁ (мм)

Диаметр шейки валика под пластины – d (мм)

Длина валика - ℓ (мм)

Толщина пластины – δ (мм)

Расстояние между внутренними пластинами – Β_вн (мм)

Цепь грузовая (N) ГОСТ 191 – 82

3. Проверяем цепь на прочность.

3.1. Проверяем пластины на деформацию растяжения.

σ_р=S_max/(n·δ· (B-d))≤ [σ_р]

где n- число пластин

δ – толщина пластины

В – ширина пластины в опасном сечении

d – диаметр отверствия под цапфу валика

[σ_р] – допускаемое напряжение на растяжение ( табл. 2 )

3.2. Проверяем цапфу валика на деформацию среза

τ_ср = S_max · 4 /(π ·d²·n) ≤ [τ_ср]

где [τ_ср] – допускаемое напряжение на срез ( мпа ) ( табл. 2 )

3.3. Проверяем поверхность соприкосновения  пластин с цапфами валиков на смятие

σ_см  = S_max / (n·d ·δ) ≤ [σ_см]

 [σ_см] – допускаемое напряжение на смятие (табл. 2)

4. Рассчитываем параметры профиля звездочки

4.1. Определяем диаметр делительной окружности

d_д = t /(sin180⁰/z) (мм)

4.2. Определяем диаметр окружности выступов (наружный диаметр).

D_е=t·(0,6+ctg180/z) (мм)

4.3. Определяем диаметр окружности впадин

D_i=d_д-2r (мм)

где r-радиус впадины зуба

r=0,53·d₁ (мм)

4.4. Диаметр вспомогательной окружности

D_R=d_д-0,2t (мм)

4.5. Смещение центров дуг впадин

ℓ_min=0,01t (мм)

ℓ_max=0,05t (мм)

принимаем ℓ_ср (мм)

4.6. Радиус головки зуба

R=t-(ℓ+(d₁/2)) (мм)

4.7.Ширина основания зуба

б₁=0,9В_вн (мм)

Исходные данные для практической работы №1.

Расчет пластинчатой грузовой цепи.

№ варианта	Грузоподъемность Q, кн	Режим работы, РР	Число зубьев звездочки, Z
1	32	2М	6
2	45	3М	8
3	50	3М	8
4	55	3М	8
5	60	4М	9
6	65	4М	9
7	70	4М	10
8	75	4М	10
9	80	4М	10
10	90	4М	10
11	20	3М	6
12	35	4М	6
13	40	3М	8
14	48	4М	8
15	60	4М	8
16	68	4М	9
17	72	4М	10
18	78	4М	10
19	85	4М	10
20	95	4М	10

Литература.

1. Заленский В.С. Строительные машины. Примеры расчетов. Стройиздат. М., 1983

2. Матвеев В.В. Примеры расчета такелажной оснастки. Стройиздат. Л., 1979.

Практическая работа №2.

Тема: Расчет грузового канатного барабана при работе со сдвоенным полиспастом.

Цель работы:1. Научиться рассчитывать геометрические парамет-

                             ры барабана.

2. Выбирать тип каната по таблице.

3. Научиться пользоваться справочной литературой.

Порядок работы:

1. Согласно исходным данным выбрать крюковую подвеску и выполнить схему полиспаста.

2. Определить максимальное натяжение ветви каната, разрушающую нагрузку и выбрать канат (дать его условное обозначение).

3. Выполнить геометрический расчет барабана. Выполнить эскиз профиля и схему барабана.

4. Произвести проверочный расчет барабана на прочность.

Исходные данные:

Грузоподъемность-Q(т)

Высота подъема груза-H(м)

Режим работы-1М-6М

Порядок расчета:

1. Выбираем крюковую подвеску (табл.1)

Грузоподъемность-Q(т)

Количество блоков в подвеске-

Определяем кратность полиспаста

i_n=6/2=3

2. Определяем максимальное натяжение ветви каната

R_max=Q/2·i_n·η_к

η_к=0,96…0,98

Определяем разрушающую нагрузку

R_разр=R_max·k_з

где k_з-коэф. запаса прочности (табл.2)

Выбираем канат (табл.3)

Диаметр каната-d_к (мм)

Разрывное усилие каната- R_разр (кн)

Предел прочности на растяжение-σ_р (мпа)

3. Геометрический расчет барабана

3.1. Определяем диаметр барабана по дну канавки

D₁≥d_к (ℓ-1)

где  ℓ-коэф., зависящий от типа ГПМ и РР.

D₁(мм)-стандартный (табл.4)

3.2. Определяем диаметр барабана по центрам каната

D₁= D₁^ст+d_к (мм)

3.3. Определяем внутренний диаметр барабана

D₂=D₁^ст-2a (мм)

где а-толщина стенки барабана, принимаем для литых барабанов

а=0,02 D₁+(6…10) (мм)

3.4. Определяем канатоемкость барабана

ℓ_к=H· i_n (м)

3.5. Определяем число рабочих витков барабана

n_р= ℓ_к/π·D

3.6. Определяем полное число витков каната на барабане

n=n_р+1,5+2

3.7. Определяем длину нарезанной части барабана

ℓ= ℓ_к·t/π·( D₁^ст+d_к) (мм)

где t-шаг витков каната

t=1,1d_к

3.8. Определяем длину не нарезанной части барабана

ℓ₁=80…130 (мм)-длина гладкой части барабана

ℓ₂=4t (мм)-на закрепление каната с одной стороны барабана

3.9. Определяем полную длину барабана

ℓ_б=2ℓ+ℓ₁+2ℓ₂ (мм)

4. Расчет барабана на прочность .

4.1. Проверяем барабан на сжатие от усилия натяжения каната

σ_сж=R_max/а·t ≤ [σ_сж]

где а-толщина стенки барабана

t-шаг

[σ_сж]= σ_сж / [n]

σ_пр=σ_т-предел текучести (для стали)

σ_пр=σ_т-предел текучести (для чугуна)

Материал барабана Ст 35Л

σ_т, σ_в-табл.5

[n]-нормативный коэф. запаса прочности

[n]=5-для чугуна

[n]=2-для стали

Выясняем необходимость проверки барабана на изгиб с кручением

Если 3D₁^ст<ℓ_б-то расчет необходим

4.2. Расчет барабана на изгиб с кручением

М_изг= R_max·а (н·м)

где а-расстояние от оси подшипника до линии действия нагрузки

а=ℓ+ ℓ₂+(20+40) (мм)

Определяем крутящийся момент

М_кр= R_max·(D/2) (н·м)

4.3. Определяем момент сопротивления сечения барабана

W_x=0,1·((D₁^ст)⁴-D₂⁴)/ D₁^ст (м³)

4.4. Определяем результирующий момент

М=(М²_кр+М²_изг)^1/2 (н·м)

4.5. Определяем максимальное напряжение в стенке барабана

σ_max=М/W_x≤ [σ]

[σ]=120…140 (мпа)-допускаемое напряжение стенки барабана

Исходные данные для практической работы №2.

Расчет грузового канатного барабана.

№ варианта	Грузоподъемность Q, кн	Высота подъема груза Н, м	Режим работы РР
1	32	10	4М
2	50	12	3М
3	70	15	3М
4	70	20	3М
5	85	15	4М
6	100	18	4М
7	63	15	3М
8	100	20	3М
9	125	15	2М
10	150	10	4М
11	40	12	4М
12	32	12	4М
13	65	18	3М
14	70	18	4М
15	35	15	4М
16	55	20	2М
17	90	20	3М
18	85	18	3М
19	100	15	2М
20	125	12	3М