5 Расчет крепления конца каната на барабане. Крепление конца каната на барабане применяется на прижимных планках при однослойной навивке и нарезном барабане.

5.1 Усилие в месте крепления каната к барабану

S_кр = ,

где е – основание натурального логарифма е = 2,71;

f – коэффициент трения каната о поверхность барабана, f = 0,1÷0,16;

α – угол обхвата барабана запасными витками каната, α = 3÷4 П.

S_кр = = 2,40

5.2 Усилие, необходимое для затяжки витков

N = ,

где f₁ = - приведенный коэффициент трения между канатом и прижимной планки;

α₁ = 2 П – угол обхвата барабана витком каната.

f₁ = = 0,2489

N = = 1577

5.3 Суммарное напряжение в каждом болту при затяжке с учетом растягивающих и изгибающих сил

σ_сум = ≤ [σ_р],

где 1,3 – коэффициент, учитывающий напряжение кручения при затяжке болтов;

к = 15 – коэффициент запаса надежности, крепления каната к барабану;

z = 2 – число витков;

d₁ = 14,3 – внутренний диаметр болта М16;

Т – сила, вызывающая изгиб болтов.

Т = N · f₁

Т = 1577 · 0,24 = 392

ℓ – шаг приложения силы

ℓ = d_к + (10÷20)

ℓ = 13 + 10 = 23 мм

[σ] – допускаемое напряжение на растяжение материала болта [σ] = 100 МПа для ст. 3

σ_сум = = 65,46

σ_сум = 65,46 МПа < [σ] = 100 МПа

6 Определяем потребную мощность электродвигателя и подбираем его по каталогу

6.1 Определяем потребную мощность электродвигателя

N = ,

где η_м.п. – к.п.д. механизма подъема

η_м.п. = η_бл. + η_п. + η_ряд

η_м.п. = 0,98 + 0,96 + 0,75 = 0,7

N = = 9,86

6.2 По ГОСТу подбираем крановый электродвигатель типа МК ТF 211-6 (стр. 432), частота оборотов n_дв. = 895 об/мин., мощность N_эл.дв. = 10,5 кВт

7 Определяем общее передаточное число механизма

i_m = ,

где n_б – частота вращения барабана, n_б = 20,1.

i_m = = 44,5

8 Кинематический расчет редуктора

8.1 Определяем мощность на червяке

N_ч = Nдв = 10,5 кВт

червячном колесе N_ч.к. = 0,82 · 10,5 = 8,61

8.2 Определяем число оборотов редуктора

червяка n₁ = n_дв. = 895 об/мин.

колеса n₂ = = 19,88 об/мин

8.3 Определяем угловую скорость червяка

ω₁ =

ω₁= = 93,72 рад/с

колеса

ω₂ =

ω₁= = 2,08 рад/с

9 Подбираем редуктор

9.1 Определяем крутящий момент от веса груза, приведенный к валу тормоза

М_кр = 9550 · ,

М_кр = 9550 · = 112

где N– мощность электродвигателя;

n – число оборотов электродвигателя.

9.2 По полученному крутящему моменту и передаточному числу механизма подъема подбираем редуктор

Ч250-45-51-2-3-Ц-Ц3,

где Ч – тип редуктора, червячный;

250 – межосевое расстояние;

45 – передаточное число;

51 – вариант сборки;

2 – вариант расположения червячной пары;

3 – исполнение с лапами со стороны червячного колеса;

Ц – концы быстроходного и тихоходного валов;

ЦЗ – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТу 15 150-6Ц.

10 По расчетному тормозному моменту подбираем колодочный тормоз с гидротолкателем

М_т = к_з · М_кр,

где к_з – коэффициент запаса торможения.

М_т = 1,5 · 112,04 = 168 Н · м

Принимаем тормоз ТГК-200, тормозной момент 250 Н · м > 168 Н · м, требуемого тормозного момента Д_шкива = 200 мм

10.1 Определяем силу прижатия тормозных колодок

N = ,

где f = 0,42 – коэффициент трения между колодками и шкивом

N = = 2000,698

0,2 диаметр шкива (в метрах).

10.2 Проверка рабочих поверхностей тормозных колодок на удельное давление производится по формуле

q = 360 ·

при ширине колодок Ц_к = 90мм = 0,09 м; α = 70º – угол обхвата шкива колодок; допускаемое удельное давление [q] = 0,5 МПа

q = = 181,95 кп ≈ 0,1825 МПа < 0,5 МПа

10.3 Определяем силы сжатия пружины

Q_пр = N · ,

где а = 130, в = 310.

Q_пр = 2000,698 · = 839 Н

10.4 Определяем усилие толкателя

Т =

Т = = 237,7 Н < 250 Н

Тормоз будет работать надежно

ℓт = 150	и = 290	а = 130
ℓ0 = 275	с = 32	в = 310
ℓ = 28	Дт = 200	Н = 32
е = 42,5