4.Выбор каната грузоподъемного механизма крана.

Основным гибким тяговым (несущим) элементом практически любого грузоподъемного крана является стальной проволочный канат, назначение которого преобразовывать вращательное движение барабана лебедки механизма подъема груза крана в поступательное движение перемещаемого груза. Для соединения груза с захватным органом крана также применяют стальные канаты или цепи. Стальной проволочный канат работает практически бесшумно, уменьшает динамические нагрузки и обладает большей надежностью, так как разрушается не внезапно, как цепь, а число оборванных проволок в канате нарастает постепенно, что позволяет следить за его состоянием и выбраковывать задолго до разрушения.

Расчётное усилие в ветви каната, наматываемой на барабан, определяется по одной из известных формул, учитывающих грузоподъёмность механизма, кратность и тип полиспаста, число обводных и направляющих блоков, назначение и условия работы механизма в целом.

Рис 4 Схема механизма подъема грузов

Усилие в канате, набегающем на барабан лебедки грузоподъемного механизма при подъеме груза, вес которого равен максимальной расчетной грузоподъемности крана:

, где

- максимальный вес груза, кН

=300кг=2,94кН - вес канатной системы, кН

m – кратность грузового полиспаста;

η_пол – коэффициент полезного действия полиспаста.

КПД полиспаста, имеющего кратность а, в целом определяется как отношение полезной работы при подъеме груза G_гр+ Gкс на высоту h к затраченной при этом работе P(усилие в канате), то есть:

,где

η - коэффициент полезного действия отдельного блока полиспаста или обводного блока (принимаем равным η=0,95);

m – кратность грузового полиспаста, шт;

n – количество обводных блоков, шт.

Тогда усилие в канате будет равно:

Определение разрывного усилия в канате грузоподъемного механизма:

, где

к_зап=6 – коэффициент запаса прочности (так как в расчетах принимаем жесткий режим работы каната)

Выбираем канат для грузоподъемного механизма по ГОСТ 2688-80:

канат типа ЛК-Р, 6×19 (стальной канат двойной свивки с линейным касанием проволок в прядях с одним органическим сердечником).

Диаметр каната d=27 мм;

Расчетная площадь сечения всех проволок S=274,31мм²;

Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната m=2685 кг;

Предел прочности проволоки при растяжении R=1570 МПа=160 кгс/мм²;

Разрывное усилие каната в целом Р_раз=365кН.

Максимальная грузоподъемность крана по толщине каната:

.

5. Выбор двигателя грузоподъемного механизма.

При помощи механизма осуществляют вертикальное перемещение груза, удержание его на весу и опускание в заданном месте на опорную поверхность.

На многих грузоподъемных механизмах (кранах, подъемниках) вертикальное перемещение грузозахватного устройства создается навиванием свободного конца канатного полиспаста на барабан, приводимый во вращение через систему передач двигателем или приводной рукояткой.

В качестве приводов на лебедках в настоящее время применяют электродвигатели и редко двигатели внутреннего сгорания. В зависимости от привода лебедки называют электрическими, дизельными, паровыми и пневматическими. По способу передачи вращения от вала двигателя на барабан лебедки разделяются на реверсивные (редукторные), у которых барабан связан с валом двигателя постоянной кинематической связью (зубчатыми колесами редуктора), а груз может спускаться только принудительно (вращением вала двигателя в обратную сторону), и фрикционные, у которых включение барабана на подъем осуществляется с помощью фрикционной муфты включения или разъемной фрикционной передачи. В последнем случае опускание груза производится при барабане, отключенном от привода, и скорость спуска регулируется ленточным тормозом.

Необходимая мощность двигателя механизма подъема зависит от грузоподъемности и скорости подъема и коэффициента полезного действия механизма.

Максимальная скорость каната, навиваемого на барабан лебедки по заданной максимальной скорости подъема груза с учетом кратности и КПД полиспаста:

, где

m – кратность грузового полиспаста;

V_п - максимальная скорость подъема груза, м/с.

Статическая мощность двигателя определяется как:

, где

Р – тяговое усилие в канате, кН;

V_k – скорость навивки, м/с;

=0,85 - КПД передачи от двигателя к барабану лебедки;

Двигатель по рассчитанной мощности:

Тип электродвигателя –MTH 713-10 (50 Гц, 220/380 В),

Номинальная мощность на валу (при тяжелом режиме работы ПВ=40%) - 160 кВт,

Скорость вращения – 586 об/мин.