Расчет электрической тали

СОДЕРЖАНИЕ

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1.1 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ

1.2 ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА

1.3 МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1.4 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

1.5 УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

2. РАСЧЕТ КАНАТНО-БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА

2.2 ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ ПОЛИСПАСТОВ

2.3 КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЛИСПАСТА

2.4 НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА

2.5 РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА

3. РАСЧЕТ БАРАБАНА

3.1 МИНИМАЛЬНЫЙ РАСЧЕТНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА

3.2 ОТНОШЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ДИАМЕТРА БАРАБАНА К ДИАМЕТРУ КАНАТА

4. РАСЧЕТ ДЛИНЫ БАРАБАНА

4.1 МИНИМАЛЬНАЯ ДЛИНА БАРАБАНА

4.2 РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ПОДШИПНИКАМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

5. РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

5.1 УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА

5.2 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА

5.3 МИНИМАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ РЕДУКТОРА ПО УСЛОВИЮ ПРОЧНОСТИ

6. РАСЧЕТ ГАБАРИТОВ И МАССЫ РЕДУКТОРА

6.1 ВЫСОТА РЕДУКТОРА

6.2 ШИРИНА РЕДУКТОРА

6.3 ДЛИНА РЕДУКТОРА

6.4 МАССА РЕДУКТОРА

6.5 МАССА ДВИГАТЕЛЯ

6.6 МАССА БАРАБАНА

6.7 РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

7. КОМПОНОВКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТАЛИ

8. ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО ПУСКОВОМУ МОМЕНТУ

9. РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ

9.1 ВЫБОР ХОДОВЫХ КОЛЕС

9.1.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ МАССЫ ТЕЛЕЖКИ

9.1.2 ДАВЛЕНИЕ НА ХОДОВОЕ КОЛЕСО

9.2 РАСЧЕТ СОПОРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ

9.3 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

9.4 ВЫБОР РЕДУКТОРА

9.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА СЦЕПЛЕНИЯ ПРИВОДНЫХ КОЛЕС С РЕЛЬСОМ ПРИ ПУСКЕ

9.6 ВЫБОР ТОРМОЗА

ЛИТЕРАТУРА

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Грузоподъемность m=4000 кг, скорость подъема V=0,2 м/с, высота подъема H=6м, режим нагружения L1, группа классификации механизма M2, число зубьев шестерни Z=21.

1.1 ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ

Продолжительность включения механизма подъема груза определена в расчетах ВНИИПТМаш (1), т.2, с. 103. Приравнивая умеренный режим нагружения к среднему имеем ПВ, %:

Принимаем ПВ 15%.

1.2 ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ СИЛА

где – ускорение свободного падения.

1.3 МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Статическая мощность электродвигателя при продолжительности включения в час ПВ 40%, принятой в каталогах:

где – предварительное значение КПД механизма.

Мощность электродвигателя при заданном значении ПВ 15%, составит:

1.4 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Выберем электродвигатели по ближайшей большей мощности (приложение):

Расшифровка обозначения:

4 – символ соответствия стандарту МЭК;

А – асинхронный общепромышленный;

В – встраиваемый;

100 – высота вала,

А; В – длина сердечника статора (А - короткий, В - длинный);

4;6;8 – число полюсов;

У3 – климатическое исполнение (умеренный климат, неотапливаемое помещение)

1.5 УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Получим для чисел полюсов

2. РАСЧЕТ КАНАТНО-БЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ

2.1 МИНИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА

Минимальный диаметр барабана (по средней линии каната), из условия размещения электродвигателя

где=225 мм – диаметр статора;

=19 мм – глубина воздушного зазора;

d=10…20 мм – предварительное значение диаметра каната

Примем D=320 из ряда (допускается округлять до четного числа).

2.2 ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ ПОЛИСПАСТОВ

Рис.2. Схемы полиспастов. – число полиспастов; – кратность

2.3 КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ПОЛИСПАСТА

,

где – кратность полиспаста;

– КПД блока.

Получим:

;

2.4 НАИБОЛЬШЕЕ НАТЯЖЕНИЕ ВЕТВИ КАНАТА

Наибольшее натяжение ветви каната, указываемое в паспорте электрической тали

Имеем:

2.5 РАЗРЫВНОЕ УСИЛИЕ КАНАТА

Разрывное усилие каната в целом, принимаемое по сертификату (приложение)

,

где z=3.35 – минимальный коэффициент использования каната для заданной группы классификации механизма (приложение); – наибольшее натяжение ветви каната по п. 2.4.

Выберем канат типа

Для найденных значений выбираем ближайшие большие значения и соответствующие им диаметры каната (табл.1).

Таблица 1

Диаметр каната уменьшается по мере увеличения произведения zS

3. РАСЧЕТ БАРАБАНА

3.1 МИНИМАЛЬНЫЙ РАСЧЕТНЫЙ ДИАМЕТР БАРАБАНА

Минимальный расчетный диаметр барабана (по средней линии каната) из условия прочности

,

где – коэффициент выбора диаметра барабана по ИСО (приложение), т.е. отношение диаметра барабана к диаметру каната для заданной группы классификации механизма М2; – диаметр каната.

Получим:

3.2 ОТНОШЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ДИАМЕТРА БАРАБАНА К ДИАМЕТРУ КАНАТА

Отношение минимального конструктивного диаметра барабана, найденного по п.2.1 к диаметру каната

где D – диаметр барабана из условия размещения электродвигателя; – наибольшее значение диаметра каната из табл.1.

Очевидно, что число x превышает число более, чем на 2 шага по таблице выбора диаметра каната.

«…допускается изменение коэффициента , но не более чем на 2 шага по группе классификации с соответствующей компенсацией и путем изменения величины …»

Полагаем, что возможно увеличение коэффициента более, чем на 2 шага, однако значение может быть снижено не более, чем на 2 шага. В нашем случае диаметр барабана увеличен более, чем на 2 шага. Уменьшим на шага, т.е. до значения z=3.15 и вновь выберем диаметры канатов (табл.2)

Таблица 2

Вновь выбранные диаметры каната меньше, первоначальные. Это позволяет уменьшить длину барабана или увеличить его канатоемкость (высоту подъема).

4. РАСЧЕТ ДЛИНЫ БАРАБАНА

4.1 МИНИМАЛЬНАЯ ДЛИНА БАРАБАНА

Минимальная длина барабана из условия обеспечения заданной высоты подъема

,

где – число полиспастов;

– диаметр каната;

– высота подъема;

– диаметр барабана;

– коэффициент длины ненарезанной (средней) части барабана при сдвоенном полиспасте:

Получим:

Примечание:

В скобках – число витков каната на барабане: рабочее плюс 4 (2 – неприкосновенных и 2 – для крепления конца каната). Перед скобкой – число полиспастов и шаг нарезки, равный . После скобки – длина средней, ненарезанной части барабана (для сдвоенных полиспастов).

4.2 РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ПОДШИПНИКАМИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

где – длина петли обмотки статора;

– расстояние между лопастью вентилятора и петлей обмотки статора;

– расстояние между петлей обмотки статора и ступицей барабана;

– длина посадочной части статора;

– ширина вентилятора;

6 мм – расстояние между вентилятором и ступицей (приложение);

е – число полюсов.

Получим:

Вентиляторы обязательны для всех режимов нагружения, кроме легкого. ( – расстояние между подшипниками электродвигателя); Условие размещение барабана на электродвигателе запишется в виде:

,

где – максимальная длина барабана; – длина барабана, необходимая для обеспечения высоты подъема.

Имеем:

Условие размещения барабана на электродвигателе выполняется для всех вариантов.

5. РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

5.1 УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ БАРАБАНА

,

где V=0.2м/c– скорость подъема;

– кратность;

D – диаметр барабана.

Получим:

5.2 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО РЕДУКТОРА

, где

– угловая скорость электродвигателя;

– число полюсов;

– угловая скорость барабана;

– кратность;

– число полиспастов.

Отсюда имеем:

Задан двухступенчатый соосный редуктор. Примем интервал передаточных чисел от до. Вариант отбрасываем. Остальные значения принимаем так, как они определены по программе «Редуктор» реализуемой на ПЭВМ (приложение).

В программу вводят число зубьев первичного вала-шестерни , совпадающего с номером задания, модуль первой ступени и передаточное число . Модуль первой ступени находят из соотношения:

,

где

Дано: z=18. Получим:

Выбираем модули из ряда:

Программа «Редуктор» соблюдает 3 условия:

1) Равенство межосевых расстояний ;

2) Отношение диаметра второго вала к диаметру первого вала составляет (по принципу равнопрочности валов);

3) Ряд модулей обеих ступеней стандартный.

5.3 МИНИМАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ МЕЖОСЕВОГО РАССТОЯНИЯ РЕДУКТОРА ПО УСЛОВИЮ ПРОЧНОСТИ

, где

– коэффициент твердости зубьев при , , соответственно;

- передаточное отношение второй ступени;

– крутящий момент на шестерни второй ступени:

,

где – грузовой момент на барабане, тогда

.

Для имеем:

.

Значения полученные на ЭВМ:

;

;

, где

– количество ветвей каната;

– наибольшее натяжение ветви каната;

– диаметр барабана.

Получим:

Определим значения межосевых расстояний и сравним их с минимальными:

6. РАСЧЕТ ГАБАРИТОВ И МАССЫ РЕДУКТОРА

6.1 ВЫСОТА РЕДУКТОРА

,

где – коэффициент, учитывающий наличие корпуса;