Назначение мостового крана, устройство и работа. Управление мостовым краном и устройства безопасности. Выбор прототипа. Определение основных параметров мостового крана. Расчет механизма подъема груза. Расчет механизма передвижения тележки

блоки установлены на одной оси, а крюк смонтирован на траверсе.

3.3.  Расчет и выбор каната

Наибольшее натяжение каната , Н:

,

(1)

где    - грузоподъемность, кг (=16000 кг);

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

- КПД блока (= 0,98);

 - число направляющих блоков в одинарном полиспасте (П = 0);

  - кратность полиспаста ( = 3).

- КПД полиспаста:

.

(2)

Согласно правилам Госгортехнадзора [5] подбор стального каната осуществлен по разрывному усилию:

,

(3)

где    - расчетное разрывное усилие каната, Н;

- наибольшее натяжение в канате, Н;

- минимальный коэфф. использования каната (= 4,5 [8, табл. 2.3]).

Фактический запас прочности :

,

(4)

где  - разрывное усилие выбранного по стандарту каната.

Расчет по формулам (1) – (4) ведем в программе MathCAD2000 (Приложение А) с использованием исходных данных и данных из [6], результаты расчета стального каната сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет каната
Расчетные данные	Обозначение	Значение (полученное/принятое)
Наибольшее натяжение каната, Н		26690
Разрывное усилие, Н	,	120100/126500
КПД полиспаста		0.98
Фактический запас прочности		4.74

В процессе расчета (приложение А) осуществлен выбор стального каната по [6, табл. III.1.5].

Обозначение характеристики выбранного стального каната диаметром 16 мм, грузового, изготовляемого из материала марки I, с оцинковкой для средних агрессивных условий работы, с правой свивкой прядей, крестовой свивкой элементов каната, нераскручивающийся, из проволок маркировочной группы 1568 МПа, по ГОСТ 7665-80:

Канат 16 – Г – I – C – Н – 1568 – ГОСТ 7665-80

3.4.  Подбор крюка

Крюк подобран по ГОСТ 6627—74 по заданной грузоподъемности с учетом режима работы механизма.

Размеры крюка, необходимые для выполнения в дальнейшем эскизной компоновки подвески, сведены в таблицу 4 [7, табл. 5.89].

Таблица 4 – Основные размеры заготовки крюка (по ГОСТ 6627-74)
№ заготовки крюка	Наибольшая грузоподъемность крюка при легком режиме работы (3М)	D	S	b	h	d	d1	d0	L		l	l1	l2	R	Ra	Rb	Rc	Rd	Re	Rf	Rg	Вес в Н, не более
									Тип А	Тип Б	не менее											Тип А	Тип Б
18	16	130	100	80	130	85	75	Трап 70 х 10	440	630	180	95	62	16	90	70	170	40	130	140	21	47	56

Условное обозначение заготовки крюка № 18 типа А:

Заготовка крюка № 18 А  ГОСТ 6627—74

3.5.  Расчет блоков крюковой подвески

Минимально допустимый диаметр блока по дну канавки , мм:

,

(5)

где - диаметр каната, мм (= 16 мм);

е - коэффициент, зависящий от типа машины, типа привода, режима работы

(е = 20 [б, табл. 2.7]).

Длина ступицы блока , мм:

,

(6)

где  -  ширина блока, мм (= B₁= 50 мм).

Диаметр ступицы блока , мм:

,

(7)

где  - диаметр оси блока (определен в ходе прочностного расчета).

Основные размеры профиля обода блока по нормали ПТМ 12-62 сведены в таблицу 4.

Таблица 4 – Основные размеры профиля обода блока по нормали ПТМ 12-62
Диаметры канатов	R	B	B1	H	r	r1	r2	r3	n
Св. 14 » 18	10	34	50	28	20	3	3.5	23	6

Расчет по формулам (5) – (7) ведем в программе MathCAD2000 (Приложение А) с использованием исходных данных и данных из предыдущих расчетов, таблицы 4, результаты расчетов сведены в таблицу 5.

Таблица 5 – Расчет блоков крюковой подвески
Расчетные данные	Обозначение	Значение (полученное/принятое)
Минимально допустимый диаметр блока по дну канавки, мм		304/320
Длина ступицы блока, мм		60

Эскиз блока с указанием основных  размеров изображен на рисунке 9.

3.6.  Определение основных размеров барабана

Диаметр барабана по средней линии навиваемого каната , мм:

,

(8)

где  - коэффициент выбора диаметра барабана (= 18 [8, табл. 2.2]).

Минимально допустимый диаметр барабана , мм:

,

(9)

где  - диаметр барабана по наружной поверхности барабана, мм.

В соответствии с принятым типом полиспаста выбран сдвоенный барабан.

Полная длина двуканатного барабана (рисунок 11) , мм:

,

(10)

где  - длина рабочей части барабана, мм;

 - длина участка, необходимого для закрепления каната на барабане;

 - расстояние между нарезанными полями в средней части барабана.

Длина рабочей части барабана , мм:

,

(11)

где  - число рабочих витков каната на барабане,

,

(12)

 - количество запасных витков (Принято:  = 2);

 - шаг навивки каната для желобчатого барабана, мм,

мм,

(13)

 - высота подъема груза, м (= 16 м);

 - кратность полиспаста ( = 3).

Длина участка, необходимого для закрепления каната , мм:

.

(14)

Длина ненарезанной части барабана  =  200 мм.

Толщина стенки барабана , мм:

.

(15)

Расчет по формулам (8) – (15) ведем в программе MathCAD2000 (Приложение А) с использованием исходных данных и данных из предыдущих расчетов.

Так, как  то, конструктивно увеличив диаметр барабана, произведен перерасчет по формулам  (8) – (15), результаты расчетов сведены в таблицу 6.

Таблица 6 – Определение основных размеров барабана
Расчетные данные	Обозначение	Значение (полученное/принятое)
Диаметр барабана по средней линии навиваемого каната, мм		516
Минимально допустимый диаметр барабана, мм		500
Полная длина двуканатного барабана, мм		1502/1500
Длина рабочей части барабана, мм		576/575
Число рабочих витков каната на барабане		29.61/30
Количество запасных витков		2
Шаг навивки каната для желобчатого барабана, мм		18
Длина участка, необходимого для закрепления каната, мм		75
Длина ненарезанной части барабана, мм		200
Толщина стенки барабана, мм		20.32/20

3.7.  Определение потребной мощности и выбор электродвигателя

Статическая мощность, необходимая для подъема номинального груза , Вт:

.

(16)

где  - скорость подъема груза, м/с ( = 0.125 м/с);

 - КПД механизма (предварительно принят:  = 0.9).

Расчетом по формуле (16) в программе MathCAD2000 (Приложение А) с использованием исходных данных и данных из предыдущих расчетов