Кран мостовой. Проект основных элементов крана-балки (механизм подъема груза и механизм передвижения тележки), страница 2

Конструктивно примем сдвоенный полиспаст, кратность  (u_П)   которого равной 3. На рисунке (3) показана схема запасовки каната.

Определим КПД полиспаста ():

                                                                            (1)

Рисунок 3 – Схема запасовки канат где  –  КПД блока (=0,98 [ 3 ]).

По справочнику [2], по грузоподъемности и режиму работы подбираем крюк. Крюк примем однорогим, номер крюка 14.

3.2 Расчет и выбор каната

В грузоподъёмных машинах стальные канаты выполняют различные функции, в соответствии с которыми они выбирается по своим отличительным признакам.

По конструкции различают канаты одинарной, двойной и тройной свивки. Канаты одинарной свивки весьма жестки, поэтому они в основном используются в качестве стреловых растяжек вантовых кранов. К канатам одинарной свивки относятся закрытые несущие канаты, используемые в кабельных кранах. Канаты двойной свивки получили наибольшее распространение в качестве подвижных канатов в грузовых и стреловых полиспастах, канатно-блочных системах, механизмов подъёма, изменения вылета груза (стрелы) и передвижения грузовых тележек. Канаты тройной свивки не получили широкого распространения в грузоподъёмных машинах.

Канаты различаются по типу свивки проволочек в верхних и нижних слоях пряди: линейное касание проволок (ЛК), точечное касание проволок (ТК) и точечно-линейное касание (ТЛК), т.е. есть слои с точечным касанием проволок и есть слои с линейным касанием. Канаты с линейным касанием проволок имеют меньшие контактные напряжения. Это определяет больший их срок службы по сравнению с канатами типа ТК в 1,5...2 раза. Поэтому в механизмах с напряженными режимами работы предпочтение следует отдавать канатам типа ЛК.

Наибольшее натяжение каната ( F_к ), Н:

                                                        (2) где  – грузоподъемность крана, кг ( = 6300 кг );

 - грузоподъемность траверсы( = 1200 кг);

 - масса крюковой подвески ( =70 кг);

 - масса каната(=100 кг);

g – ускорение свободного падения, м/с² (g = 9,81 м/с² );

N – число ветвей каната, навиваемых на барабан (N = 2);

u_п – кратность полиспаста (u_п = 2 );

n – число направляющих блоков. Исходя из рисунка (2) направляющие блоки отсутствуют. 

 Н.

Определим разрывное усилие каната (F), Н:

F=F_к×Z_p,                                                        (3)

где Z_p – минимальный коэффициент использования каната. Выбирается по режиму работы крана, в наше случае режим работы 3М (Z_p=4.5 [ 3 ]).

 Н.

По справочнику [ 2 ] выбираем канат. Принимаем канат двойной свивки  типа: ЛК–Р, 6х19 проволок с одним органическим сердечником по ГОСТ 2688-80. Диаметр каната (d_К) равен 9,9 мм, разрывное усилие F_ст = 55,95 кН.

Условное обозначение принятого каната:

Канат-9,9-Г-I-Н-1860 ГОСТ 2688-80, где Г – канат грузового назначения;

I – марка проволок каната;

Н – нераскручивающийся канат;

1860 – маркировочная группа, МПА.

3.3 Определение размеров барабана

Исходя из рисунка (3) число ветвей каната навиваемых на барабан равно 2, то есть сдвоенный полиспаст.

Компоновка барабана приведена на рисунке (4).

Определим диаметр барабана навиваемого каната по наружной поверхности барабана (D_б), мм:

                                                 D_б = d_k×( h₁ – 1 ).                                          (4)

где h₁ – коэффициент выбора диаметра барабана, его выбирают по режиму работы (h₁=18 [ 3 ]).

D_б = 9,9×(18 – 1) = 170,2 мм.

Полученное значение D_б округляют в большую сторону до стандартного значения из нормального ряда диаметров. Диаметр конструктивно увиличем,для того,чтобы не нарушить условие (15). Примем D_б равное 200 мм.

Для удобства расчета округлим 9,9мм до 10мм.

Рисунок 4 – Компоновка барабана

Диаметр по средней линии навиваемого каната (D), мм:

D = D_б + d_К.                                                 (5)

D = 250 + 10 = 260мм.

Для определения диаметра реборды необходимо определим диаметр по средней линии верхнего слоя каната (D_m), мм:

D_m = D + 2d_К(m – 1),                                       (6)

где m – число слоев навивки каната на барабан (примем m= 1).

D_m = 260 + 2×10 (1 – 1) = 260 мм.

Вычислим число рабочих витков каната на барабане (Z_p):

,                                                (9) где Н – высота подъема груза, в нашем случае, она равна (Н=10 м).